DE4131197C2

DE4131197C2 - Vorrichtung zur Abdichtung von axial verschiebbaren und/oder drehbaren, radial bewegbaren Kolbenstangen

Info

Publication number: DE4131197C2
Application number: DE4131197A
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Wortmann; Wolfgang Prinz; Waldemar Malejka
Original assignee: Fichtel and Sachs AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1991-09-19
Filing date: 1991-09-19
Publication date: 1994-05-26
Anticipated expiration: 2011-09-20
Also published as: DE4131197A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Abdichtung von axial verschiebbaren und/oder drehbaren, radial bewegbaren Kolbenstangen oder dergleichen, mit einer zwischen einem Deckel eines Zylinders und der Atmosphäre angeordneten Dichtung, welche in einem, mindestens radial im Deckel beweglich angeordneten Dichtungsträger aufgenommen ist, wobei zwischen der quer zur Längsachse der Kolbenstange beweglichen Fläche des Dichtungsträgers und dem Deckel eine in einer Nut aufge nommenen Außenabdichtung vorgesehen ist.

Dichtungen dieser Art werden hauptsächlich als Hoch druckdichtungen in entsprechenden Aggregaten angewendet, bei denen die Kolbenstange durch Spiel in ihrer Führung eine radiale Bewegung ausführt. Eine derartige Dichtung ist beispielsweise in Schwingungsdämpfern anwendbar, in deren Innenraum ein hoher Druck herrscht.

Derartige Dichtungen sind bereits bekannt (z. B. DE-OS 14 75 732), bei denen die Abdichtung zwischen zwei relativ zueinander drehbaren Teilen angeordnet ist. Die Abdichtung ist dabei in einem Deckel angeordnet und besteht aus einer Dichtung, die mit einer Dichtlippe an einer Kolbenstange anliegt und radial zur Längsachse der Kolbenstange beweglich ist und wobei in der Stirnfläche des Deckels eine Nut angeordnet ist. In der Nut ist eine weitere Dichtung aufgenommen, die eine Abdichtung gegen über der Stirnfläche der ersten Dichtung gewährleistet.

Hierbei ist von Nachteil, daß von der Außenfläche der Kolbenstange zur Dichtlinie der Außenabdichtung ein relativ großer Abstand vorhanden ist, so daß über den Innendruck und die Wellfeder eine relativ große Kraft in axialer Richtung auf die radial verlaufende Fläche der Außenabdichtung erzeugt. Bei einem großen Durchmesser multipliziert mit dem Innendruck entstehen große axiale Kräfte, die auf den Dichtungsträger wirken. Die Wellfeder verstärkt die Axialkraft zusätzlich. Da gegenüber der Planfläche des Deckels die radiale Bewegung der Kolbenstange ausgeglichen wird, in dem sich der Dichtungsträger relativ zum Deckel bewegt, ist in nachteiliger Weise mit einer relativ großen Reibung zu rechnen.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Außenabdichtung in einem Dichtungsträger so anzuordnen, daß nicht nur eine einwandfreie Funktion der radial verschiebbaren Ab dichtung an der Kolbenstange erreicht, sondern auch die druckabhängige Anpreßkraft des Dichtungsträgers gegen über dem Deckel minimiert wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist vorgesehen, daß zwischen der Stirnfläche des Dichtungsträgers und der dem Dichtungsträger zugewandten Fläche des Deckels ein Spalt gebildet ist, wobei eine innendruckabhängige Kraft den Dichtungsträger und die entgegengesetzt angeordnete Stirnfläche des Dichtungsträgers beaufschlagt.

Hierbei ist von Vorteil, daß die Minimierung der druck abhängigen Anpreßkraft des Dichtungsträgers am Deckel erreicht wird. Der kleinstmögliche radiale Abstand der Außenabdichtung hat zur Folge, daß die druckzugewandten und druckabgewandten Bereiche beider Stirnflächen des Dichtungsträgers von radial außen betrachtet, weitest möglichst mit gleichen Flächen druckbeaufschlagt werden, so daß sich die axial verlaufenden Kräfte auf den Dichtungsträger weitestgehend aufheben. Aus diesem Grunde ist eine derartige Vorrichtung zur Abdichtung besonders als Hochdruckdichtung in entsprechenden Aggre gaten einsetzbar. Durch den radialen Druck von außen auf die Außenabdichtung ergibt sich eine druckzugewandte, resultierende Axialkraft auf den Dichtungsträger, die der innendruckabhängigen Kraft auf den Dichtungsträger entgegenwirkt und so die zwischen Dichtungsträger und Deckel entstehende resultierenden Axialkraft und damit die radiale Reibung reduziert.

In weiterer Ausgestaltung ist vorgesehen, daß die, die Nut zur Außenfläche der Kolbenstange abgrenzenden Ring wand eine möglichst kleine Wandstärke aufweist, so daß der mittlere Dichtliniendurchmesser der Außenabdichtung zur Außenfläche der Kolbenstange ebenfalls einen kleinen radialen Abstand (a) aufweist.

Nach einem weiteren wesentlichen Merkmal ist vorgesehen, daß die Dichtung aus mindestens zwei Einzeldichtungen besteht. Dabei ist mit Vorteil als Dichtung ein Stütz ring und ein Dichtring vorgesehen. Vorteilhaft ist bei dieser Ausbildung, daß der Stützring hinter den Dicht ring mit vergleichsweiser geringer elastischer Vor spannung ausgelegt werden kann. Dies ist möglich, da von dem Stützring hinter dem Dichtring die mechanische Belastung durch das Einbringen des Dichtungsträgers ferngehalten werden kann.

Eine weitere wesentliche Ausführung sieht vor, daß die Außenabdichtung aus mindestens zwei Einzeldichtungen besteht, wobei wiederum mit Vorteil die Außenabdichtung aus einer Dichtung und mindestens einem Gleit- und/oder Stützelement besteht.

In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Außenabdichtung in mindestens einer Nut des Deckels angeordnet ist, wobei die radial verlaufende Stirnfläche des Dichtungsträgers plan verläuft.

Eine weitere fertigungstechnisch günstige Ausführungs form ist vorgesehen, indem die Außenabdichtung in mindestens einer Nut der Stirnfläche des Dichtungs trägers angeordnet ist und die entsprechende Gegenfläche des Deckels plan verläuft.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele einer Vorrichtung zur Abdichtung sind in den Fig. 1 bis 4 schematisch dar gestellt.

Es zeigt:

Fig. 1 eine Abdichtung von axial verschiebbaren und radial bewegbaren Kolbenstangen mit einer Dichtung und einer Außenabdichtung in einem Dichtungsträger;

Fig. 2 eine weitere Ausführungsform der in Fig. 1 dar gestellten Abdichtung, wobei zusätzlich ein Gleit- bzw. Stützelement in der Außenabdichtung vorgesehen ist;

Fig. 3 eine Ausführung, bei der die Außenabdichtung in einer Nut des Dichtungsträgers angeordnet ist;

Fig. 4 eine Abdichtung im Prinzip wie in Fig. 3 bereits dargestellt, mit einem zusätzlichen Gleit- bzw. Stützelement.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung zur Ab dichtung von axial verschiebbaren und radial bewegbaren Kolbenstangen 1 ist zwischen einem Deckel 2 eines Zylinders oder dergleichen und der Atmosphäre eine Dichtung 5 angeordnet. Die Dichtung 5 und die Außenab dichtung 4 dienen dabei zur Abdichtung der Kolbenstange.

Die Stirnfläche 9 des Dichtungsträgers 3 ist in dieser Ausführungsform plan ausgebildet.

Zur Erzielung besonders günstiger Druckverhältnisse an der Dichtung ist die Außenabdichtung 4 derart ange ordnet, daß ihr zugehöriger mittlerer Dichtliniendurch messer 6 gegenüber der Außenfläche 7 der Kolbenstange 1 einen möglichst kleinen radialen Abstand a einnimmt. Die Außenabdichtung 4 ist dabei in einer Nut 8 des Deckels aufgenommen, wobei sich der Dichtungsträger 3 zusammen mit der Dichtung 5 radial verschieben kann und den Bewegungen der Kolbenstange 1 problemlos folgen kann. Die Dichtung 5 besteht dabei bevorzugt aus einem Dichtring 5a und einem entsprechenden Stützring 5b.

Die Fig. 2 ist im Prinzip wie die Ausführung nach Fig. 1 ausgebildet, mit dem Unterschied, daß in der Nut 8 des Deckels 2 zusätzlich zur Dichtung 4a ein Gleit- bzw. Stützelement 4b angeordnet ist. Die Stirnfläche 9 des Dichtungsträgers 3 ist dabei ebenfalls plan ausgebildet.

Im Gegensatz zu den Ausführungen nach Fig. 1 und 2 ist beim Ausführungsbeispiel der Fig. 3 die Nut 10 zur Auf nahme der Außenabdichtung 4 im Dichtungsträger 3 ange ordnet. Hierbei kann die innere Stirnfläche 11 des Deckels 2 plan verbleiben, so daß eine günstige fertigungstechnische Ausführungsform erzielt wird, während die Anbringung der Nut 10 im Dichtungsträger 3 problemlos ausgeführt werden kann.

Die Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform, im Prinzip wie Fig. 3, bei der im Dichtungsträger 3 die Nut 10 ange ordnet und zur Aufnahme der Dichtung 4a und eines Gleit- bzw. Stützelementes 4b ausgebildet ist.

Bezugszeichenliste

1 Kolbenstange
2 Deckel
3 Dichtungsträger
4 Außenabdichtung
5 Dichtung
6 Dichtliniendurchmesser
7 Außenfläche
8 Nut des Deckels
9 Stirnfläche des Dichtungsträgers
10 Nut des Dichtungsträgers
11 innere Stirnfläche des Deckels

Claims

1. Vorrichtung zur Abdichtung von axial verschiebbaren und/oder drehbaren, radial bewegbaren Kolbenstangen oder dergleichen, mit einer zwischen einem Deckel eines Zylinders und der Atmosphäre angeordneten Dichtung, welche in einem, mindestens radial im Deckel beweglich angeordneten Dichtungsträger auf genommen ist, wobei zwischen der quer zur Längs achse der Kolbenstange beweglichen Fläche des Dichtungsträgers und dem Deckel eine in einer Nut aufgenommenen Außenabdichtung vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Stirnfläche (9) des Dichtungs trägers (3) und der dem Dichtungsträger (3) zuge wandten Fläche des Deckels (2) ein Spalt gebildet ist, wobei eine innendruckabhängige Kraft den Dichtungsträger (3) und die entgegengesetzt ange ordnete Stirnfläche (9) des Dichtungsträgers beauf schlagt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die, die Nut (8) zur Außenfläche der Kolben stange (1) abgrenzende Ringwand eine möglichst kleine Wandstärke aufweist, so daß der mittlere Dichtliniendurchmesser (6) der Außenabdichtung (4) zur Außenfläche (7) der Kolbenstange (1) ebenfalls einen kleinen radialen Abstand (a) aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (5) aus mindestens zwei Einzel dichtungen besteht.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Dichtung (5) ein Stützring (5b) und ein Dichtring (5a) vorgesehen ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenabdichtung (4) aus mindestens zwei Einzeldichtungen besteht.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenabdichtung (4) aus einer Dichtung (4a) und mindestens einem Gleit- und/oder Stützelement (4b) besteht.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenabdichtung (4) in mindestens einer Nut (8) des Deckels (2) angeordnet ist, wobei die radial verlaufende Stirnfläche (9) des Dichtungs trägers (3) plan verläuft.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenabdichtung (4) in mindestens einer Nut (10) der Stirnfläche des Dichtungsträgers (3) ange ordnet ist und die entsprechende Gegenfläche des Deckels (2) plan verläuft.