DE4204184A1 - Gleitlagerdichtung fuer hohen temperaturbereich - Google Patents

Description

Es sind Gleitlagerdichtungen bekannt geworden, die über ei­ nen vergleichsweise hohen Temperaturbereich (beispielsweise von -20°C bis +150°C) ein unter Druck stehendes Druck­ mittel in einem Gleitlager abzudichten vermögen.

Für spezielle Fälle reicht dieser Temperaturbereich aller­ dings noch nicht aus. Hierzu geeignete Sonderanfertigungen werden insbesondere für Massengüter zu teuer.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Dichtung für Gleit­ lager zu schaffen, die ein unter vergleichsweise hohem Druck stehendes Druckmittel über einen hohen Temperaturbereich ab­ zudichten vermag und dabei preiswert in Herstellung und Mon­ tage sowie zuverlässig in ihrer Arbeitsweise sein soll.

Die Erfindung geht daher aus von einer Dichtung der sich aus dem Oberbegriff des Hauptanspruches ergebenden Gattung und löst die Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil dieses Anspruchs genannten Merkmale.

Die Erfindung besteht im Prinzip also darin, mehrere für un­ terschiedliche obere Temperaturgrenzwerte zugelassene Dich­ tungen im Abstand zueinander in dem Gleitlager anzuordnen, die sich in ihrer Wirkung ergänzen, wobei die Reihenfolge in der von dem Druckraum wegweisenden Richtung derart erfolgt, daß die oberen Temperaturgrenzwerte der Dichtungen abnehmen. Vorzugsweise wird man darauf achten, daß die den einzelnen Dichtungen zugeordneten Temperaturbereiche sich einander überlappen.

Der Erfolg einer derartigen Maßnahme besteht darin, daß bei hohen Temperaturen des Druckmittels die dem Druckraum am nächsten angeordnete Dichtung noch einwandfrei arbeitet und damit das Druckmittel von der entfernter liegenden Dichtung mit niedrigerem (oberen) Temperaturgrenzwert fernhält. So­ weit aufgrund besonderer Gegebenheiten die erste Dichtung das Druckmittel von der zweiten Dichtung dennoch nicht voll­ ständig fernhalten kann, so gelangt dies aufgrund des Ab­ standes mit einer verminderten Temperatur zu der zweiten Dichtung mit niedrigerem Grenzwert, so daß auch in diesem Falle noch ein Schutz der zweiten Dichtung gegeben ist.

Ist das abzudichtende Druckmittel besonders kalt, so wird zwar die erste Dichtung nicht vollständig dichten können, der sich hierdurch bis zur zweiten Dichtung mit dem niedri­ geren unteren Grenzwert ergebende Schmierfilm auf der Welle sorgt aber noch für eine zusätzliche Verminderung der Rei­ bung, wobei das Austreten des Druckmittels durch die zweite Dichtung dann sicher vermieden wird.

Die hier angegebenen Überlegungen gelten analog auch für den Einsatz zusätzlicher im Abstand zueinander angeordneter Dichtungen. Die Erfindung ist insbesondere geeignet zum Ab­ dichten sehr niedriger Temperaturen, wie beispielsweise etwa -40°C, und vermag auch hohe Temperaturen, wie beispiels­ weise +150°C abzudichten. Hierzu empfehlen sich die in Anspruch 2 angegebenen Maßnahmen in Weiterbildung der Erfin­ dung. Soll die erfindungsgemäße Dichtung in hydraulischen Antrieben, wie beispielsweise in Gebern für Kupplungen, Bremszylindern für Scheibenbremsen, Radzylindern für Trom­ melbremsen oder Zylindern für Servolenkungen verwendet wer­ den, so empfehlen sich in Weiterbildung der Erfindung die in Anspruch 3 aufgeführten Merkmale, die einen für den Antrieb hinreichenden Druck zulassen. Dabei ist es ganz allgemein wichtig, daß die hintereinander angeordneten Dichtungen bei gerichtetem Dichtverhalten derart eingebaut werden, daß sie in der gleichen Richtung dichtend wirksam sind, so daß bei­ spielsweise die Dichtlippen immer in die gleiche Richtung zeigen. Auf diese Weise ist es beispielsweise möglich, daß bei niedrigen Temperaturen das von dem ersten Dichtring auf­ grund seiner in diesem Temperaturbereich unvollständigen Dichtwirkung durchgelassene Dichtmittel von dem zweiten Dichtring über den ersten Dichtring zurückgefördert werden kann. Das geschieht in Phasen, in denen im Druckraum ein niedriger Druck herrscht, der unterhalb des Drucks an der Gleitfläche vor dem zweiten Dichtring liegt.

Diese Maßnahme ist auch deshalb wichtig, da an der Gleitflä­ che bei axialer Bewegung der Gleitflächen gegeneinander sich eine Pumpwirkung ergibt, die zu einem Schleppdruck in diesem Bereich führt. Der so sich ergebende Druck kann durch die zweite Dichtung in Phasen niedrigen Druckes im Druckraum an der ersten Dichtung vorbei zurückgeführt werden (Näheres hierzu "Baulemente der Ölhydraulik", Teil 11, Seite 409-447, insbesondere Seite 424 und 440, von Krauskopf, 1974, Krauskopfverlag GmbH, Mainz).

Eine weitere Möglichkeit zum Abbau des Schleppdrucks besteht in den sich aus Anspruch 4 ergebenden Maßnahmen, die sich insbesondere dann anwenden lassen, wenn zumindest die erste Dichtung kein gerichtetes Dichtverhalten besitzt.

Die Erfindung ist insbesondere geeignet zur Anwendung für den hydraulischen Antrieb einer Servolenkung. Eine derartige Servolenkung muß auch bei besonders tiefen Temperaturen der hydraulischen Flüssigkeit, beispielsweise nach einem Park­ vorgang in einer kalten Nacht, und auch bei sehr hohen Tem­ peraturen (obere Temperaturgrenze von Motoröl/Hydrauliköl oder Bremsflüssigkeit) einwandfrei arbeiten und die Lenkfä­ higkeit des Fahrzeugs garantieren.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert. Darin zeigt:

Fig. 1 in ausschnittsweiser Darstellung die Dichtung eines herkömmlichen Hydraulikantriebs,

Fig. 2 die Dichtung eines derartigen Antriebs gemäß der Erfindung für eine erste Ausführungsform und

Fig. 3 die Dichtung eines Hydraulikantriebs gemäß einer zweiten Ausführungsform.

In Fig. 1 ist das aus Metall bestehende Gehäuse 8 eines Ar­ beitszylinders 11 dargestellt, in dem ein in Fig. 1 nicht dargestellter, in Fig. 1 links an einer Kolbenstange 7 befe­ stigter Kolben geführt ist. Die dem Antrieb dienende Kolben­ stange 7 ist in einem Lagerring 4 aus Stahl oder Grauguß in Längsrichtung der Stange 7 gleitend geführt. In den Arbeits­ zylinder 11 wird über einen Druckeinlaß 10 ein geeigneter Druck zugeführt, welcher aufgrund seiner Änderung die Bewe­ gung der Kolbenstange 7 bedingt. Wie mit der Richtung des Pfeiles P angedeutet, wirkt der Druck in Fig. 1 nach rechts auf eine in den Lagerring 4 eingearbeitete Dichtung 9, die als in ihre Dichtwirkung gerichtet arbeitende Lippendichtung ausgestaltet sein kann. Diese Dichtung 9 wird somit durch den Druck P verstärkt.

Der Lagerring 4 ist samt Dichtung, zu der auch noch ein O-Ring 5 gehört, in das Zylindergehäuse 8 eingesetzt, nach­ dem zuvor die Kolbenstange 7 mit dem nicht dargestellten Kolben in das Gehäuse eingefügt wurde.

In Abweichung hierzu zeigt erfindungsgemäß Fig. 2 zwei hin­ tereinander angeordnete Dichtungen, wobei die erste Dichtung 1 den höheren oberen Temperaturgrenzwert besitzt, während die Dichtung 2 den niedrigeren unteren Temperaturgrenzwert aufweist. Die Richtung der vorzugsweise gerichteten Dicht­ wirkung der beiden Dichtungen weist jeweils zu dem abzudich­ tenden Druckraum, also dem Arbeitszylinder 11 hin.

Wie weiter oben schon erläutert, kann ein sich zwischen den Dichtungen 1 und 2 aufbauender Schleppdruck während Phasen niedrigen Drucks in dem Arbeitszylinder 11 über die Dichtung 1 abgebaut werden, indem dieser Schleppdruck und das damit gebildete Volumen des Druckmittels unter der Dichtlippe in Fig. 2 nach links entweicht. Die anderen Bauelemente von Fig. 2 sind gegenüber Fig. 1 unverändert und sollen daher nicht näher erläutert werden.

Fig. 3 zeigt eine weitere Möglichkeit, insbesondere für den Fall, daß die Dichtung 1 keine gerichtete Dichtwirkung zeigt. In diesem Falle ist es möglich, durch ein Leitungssy­ stem 12 und über eine Rückschlagventil 3 den den Druck im Arbeitszylinder 11 überwiegenden Schleppdruck an der Ober­ fläche der Kolbenstange 7 zwischen den beiden Dichtungen in den Arbeitszylinder 11 zurückzufördern, was beispielsweise über den Druckeinlaß 10 geschehen kann.

Der erste O-Ring 5 in Fig. 1 und 2 sowie die beiden O-Ringe 5 und 6 in Fig. 3 haben nur die Aufgabe, die Grenzfläche zwischen Lagerring 4 und Zylindergehäuse 8 zum Arbeitszylin­ der 11 hin abzudichten.

Claims (4)

1. Gleitlagerdichtung für einen hohen Temperaturbereich, da­ durch gekennzeichnet, daß mindestens zwei in gleicher Richtung wirkende, für unterschiedliche Tem­ peraturbereiche geeignete Dichtungen in dem Gleitlager im Abstand hintereinander angeordnet sind, wobei die für hö­ here Temperaturen geeignete Dichtungen näher gegenüber dem abzudichtenden Raum angeordnet sind, als die für nie­ drigere Temperaturen geeigneten.

2. Gleitlagerdichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zwei Dichtungen vorgesehen sind, von denen die für höhere Temperaturen geeignete, einen Temperaturbereich von etwa -20°C bis +150°C beherrscht, während die für niedrigere Temperaturen ge­ eignete einen Temperaturbereich von etwa -40°C bis -100°C beherrscht.

3. Gleitlagerdichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Dichtungen einen Druck von etwa 200 bar einer hydraulischen Flüssigkeit, insbe­ sondere eines Hydrauliköls, Motoröls oder Bremsflüssig­ keit, abdichten.

4. Gleitlagerdichtung nach einem der Ansprüche 1-3, da­ durch gekennzeichnet, daß die abzudichten­ de Fläche zwischen den Dichtungen (1, 2) über ein Rück­ schlagventil (3) mit dem abzudichtenden Raum verbunden ist.