DE4003047A1

DE4003047A1 - Abdichtung eines schwimmend gelagerten kolbens

Info

Publication number: DE4003047A1
Application number: DE19904003047
Authority: DE
Inventors: Anton Dipl Ing Mueller; Ludwig Dipl Ing Sepp; Peter Ing Grad Steiner
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 1990-02-02
Filing date: 1990-02-02
Publication date: 1991-08-08

Description

Die Erfindung betrifft eine Abdichtung eines schwimmend gelagerten Kol bens auf einer Kolbenstange einer Kolben-Zylinder-Einheit, insbesondere in einer Servolenkung für Kraftfahrzeuge, gemäß dem Oberbegriff des Pa tentanspruches 1.

Eine derartige Abdichtung zeigt beispielsweise die DE-OS 35 32 637 bei einer Servolenkung für Kraftfahrzeuge. Dabei ist der ringförmige Kolben auf einem stufenförmig abgesetzten Abschnitt der Kolbenstange bzw. Zahnstange aufgeschoben und mittels einer Schraube, deren Kopf den stu fenförmigen Abschnitt überragt, gehalten. Der Kolben weist ein Spiel sowohl in axialer als auch in radialer Richtung auf, wobei die radiale Nachgiebigkeit dadurch begrenzt ist, daß zwischen der Innenum fangsfläche des Kolbens und dem stufenförmigen Abschnitt der Zahnstange ein gummielastischer Dichtring als Abdichtung eingesetzt ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, die gattungsgemäße Abdichtung derart aus zubilden, daß trotz unvermindert zuverlässiger Abdichtung ein größerer radialer Versatz zwischen dem schwimmend gelagerten Kolben und der Kol benstange ermöglicht ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbil dungen der Erfindung sind den weiteren Patentansprüchen entnehmbar.

Erfindungsgemäß ist der Dichtring nicht an der Innenumfangsfläche des ringförmigen Kolbens und damit axial abdichtend angeordnet, sondern ist stirnseitig des Kolbens in radialer Richtung abdichtend vorgesehen, während zwischen der Innenumfangsfläche des Kolbens und der Kolben stange ein entsprechendes Leerspiel vorliegt. Die den Dichtring auf nehmende Ringnut kann dabei entweder in einer der beiden Stirnseiten des Kolbens, in der Stirnseite der Kolbenstange oder in der Stirnseite des Befestigungselementes oder aber beiderseits eingearbeitet sein. Da durch kann sich der Kolben innerhalb seines Leerspieles radial unbehindert verschieben, wobei der Dichtring sich auf der korrespondie renden Stirnfläche unter Ausübung eines definierten Anpreßdruckes ver schieben kann. Damit ist trotz sicherer Abdichtung eine schwimmende La gerung des Kolbens geschaffen, die unter Berücksichtigung von Herstel lungstoleranzen eine ausreichende Verlagerung des Kolbens relativ zur Kolbenstange zuläßt, so daß bei bestimmten Anordnungen eine statisch überbestimmte Lagerung bzw. daraus resultierende Verspannungen vermie den sind.

Herstellungstechnisch besonders günstig ist der Dichtring gemäß An spruch 2 in einer stirnseitigen Ringnut des den Kolben an der Kolben stange haltenden Befestigungselementes angeordnet. Das Befestigungsele ment ist bevorzugt eine ringförmige Hülse mit einem angeformten Ring bund, der den Dichtring trägt.

Durch die Merkmale der Ansprüche 3 und 4 wird eine Überbelastung des Dichtringes bei Verwendung hoher Drücke in der Kolben-Zylinder-Einheit vermieden, in dem bei einer entsprechenden Beaufschlagung des Kolbens und entsprechend hohen axial wirkenden Kräften der Dichtring vollstän dig in die Ringnut einfedern kann, wodurch die Hydraulikkräfte gegebe nenfalls über das Befestigungselement unmittelbar auf die Kolbenstange übertragbar sind. Verquetschungen oder ein hoher Verschleiß des Dicht ringes sind damit ausgeschlossen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden mit weiteren Einzelheiten näher erläutert. Die beiliegende Zeichnung zeigt ab schnittsweise einen Längsmittelschnitt durch eine Kolben-Zylinder-Ein heit in einer Servolenkung für Kraftfahrzeuge.

Eine Kolben-Zylinder-Einheit 10 einer nicht näher dargestellten Zahn stangen-Servolenkung für Kraftfahrzeuge weist einen nur teilweise dar gestellten Zylinder 12 auf, in dem eine Kolbenstange 14 in axialer Richtung verschiebbar gelagert ist. Die Kolbenstange 14 ist zugleich die Zahnstange, die über ein nicht dargestelltes Antriebsritzel, wel ches mit dem Lenkhandrad des Kraftfahrzeuges verbunden ist, in bekann ter Weise angetrieben ist. Auf der Kolbenstange 14 ist ein ringförmiger Kolben 16 schwimmend gelagert.

Dazu ist auf einem Absatz 18 geringeren Durchmessers der Kolbenstange 14 eine ringförmige Hülse 20 als Befestigungselement aufgeschoben und durch Einrollen eines ringförmigen Endabschnittes 22 der Kolbenstange 14 befestigt. Die Hülse 20 weist einen angeformten Ringbund 24 auf, in dessen dem Kolben 16 zugewandter Stirnfläche 26 eine im Querschnitt et wa rechteckförmige Ringnut 28 eingearbeitet ist.

In diese Ringnut 28 ist ein Dichtring 30 kreisförmigen Querschnittes aus gummielastischem Material eingesetzt, der als Abdichtung zwischen der Kolbenstange 14 bzw. der Hülse 20 und der korrespondierenden Stirn fläche 32 des Kolbens 16 dient. Die Ringnut 28 weist ein größeres Volu men als der Dichtring 30 auf, so daß bei entsprechendem Anpreßdruck des Kolbens 16 der Dichtring 30 vollständig in die Nut 28 einfedern kann, wodurch zur Abstützung hoher Axialkräfte eine unmittelbare Anlage zwi schen der Stirnfläche 32 des Kolbens 16 und der Stirnfläche 26 des Rinbundes 24 ermöglicht ist.

Der Kolben 16 ist axial unter Belassung eines geringfügigen Spieles s₁ zwischen der Stirnfläche 26 und der stirnseitigen Ringfläche 34 der Kolbenstange 14 gehalten. Ein weiterer ringförmiger Spalt s₂ zwischen der Außenumfangsfläche 36 der Hülse 20 und der Innenumfangsfläche 38 des Kolbens 16 ermöglicht eine unbehinderte radiale Verschiebbarkeit des Kolbens 16 relativ zur Kolbenstange 14.

Es versteht sich, daß der Kolben 16 in bekannter Weise in einer am Außenumfang vorgesehenen Ringnut 42 eine Abdichtung 40 zwischen dem Zylinder 12 und dem Kolben 16 aufweist.

Claims

1. Abdichtung eines schwimmend gelagerten Kolbens auf einer Kolben stange einer Kolben-Zylinder-Einheit, insbesondere in einer Servo lenkung für Kraftfahrzeuge, bei der zwischen der Kolbenstange oder einem Befestigungselement und dem Kolben zumindest ein Dichtring vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtring (30) stirnseitig des Kolbens (16) radial abdichtend angeordnet ist und daß zwischen der Innenumfangsfläche (38) des Kolbens (16) und der Kolbenstange (14) bzw. dem Befestigungselement (20) ein Umfangs spalt s₂ vorgesehen ist.

2. Abdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dicht ring (30) in einer stirnseitigen Ringnut (28) des den Kolben (16) an der Kolbenstange (14) haltenden Befestigungselementes (20) ange ordnet ist.

3. Abdichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringnut (28) volumenmäßig so ausgelegt ist, daß der Dichtring (30) bei Belastung durch den Kolben (16) vollständig in die Ringnut (28) einfedern kann.

4. Abdichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Dicht ring (30) aus gummielastischem Material einen kreisförmigen Quer schnitt aufweist, während die Ringnut (28) im wesentlichen recht eckigen Querschnittes ist.

5. Abdichtung nach den Ansprüchen 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigungselement eine ringförmige Hülse (20) ist, die mit der Kolbenstange (14) fest verbunden ist und den ringförmigen Kol ben (16) aufnimmt, wobei der Dichtring (30) in der Stirnfläche (26) eines an die Hülse (20) angeformten Ringbundes (24) angeordnet ist.