DE4421968C2 - Dichtung für Dämpfungskolben - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Dämpfungskolben für einen Schwin­ gungsdämpfer gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Solche Dichtungen für Dämpfungskolben sind im Stand der Technik als Kolbenringe bekannt und üblicherweise als geteilte Ringe ausgeführt, die - aus den unterschiedlichsten Materialien beste­ hend - in einer um den Kolben laufenden Nut eingelegt werden.

Die Teilung der Ringe ist üblicherweise als schräg verlaufender oder stufenförmiger Schlitz ausgeführt und muß im Trennbereich mit den nötigen Toleranzen versehen werden, die einen bestimmten Wärme- und Druckbereich handhabbar werden lassen.

Der Nachteil dieser geteilten Ringe besteht darin, daß durch Formabweichungen der Ringe oder auch durch die im Schlitz vor­ handenen Toleranzen eine mangelhafte Abdichtung bereitgestellt wird und Leckagen- und Druckverluste auftreten können, die eine ungewollte "Bypass-Strömung" zwischen Zylinderinnenwandung und Kolbenaußenumfang zur Folge hat.

Die DE 40 32 609 zeigt einen Kolben mit einem Kolbenring, wobei dieser Kolbenring nicht durch die bereits geschilderte Schnapp- Verbindung in eine Nut des Kolbens eingelegt wird, sondern bei dem der Kolbenring mit dem Kolben fest und unlösbar verbunden und an mindestens einer Stirnseite gegenüber einem Absatz des Kolbens abgedichtet ist.

Die hier gezeigte Ausführung löst zwar das Problem der Toleran­ zen und auch der ungewollten Bypass-Strömung durch den Schlitz, zeigt aber als Nachteile relativ hohe Herstellungskosten durch eine mehrfache ringförmige Nutung der Außenumfangsfläche des Kolbens bzw. des Tragkörpers und weist darüberhinaus eine Ab­ dichtfunktion nur in einer Arbeitsrichtung, nämlich der Zugrich­ tung auf.

Es bestand also die Aufgabe, eine Kolbendichtung vorzusehen, welche auf sichere Weise Leckagen zwischen Kolbenaußenumfangs­ fläche und Zylinderinnenwand vermeidet, eine einfache Herstel­ lung durch geringstmögliche Bearbeitung des Kolbens oder Trag­ körpers gewährleistet, weiterhin eine sichere Abdichtung in Zug- und in Druckrichtung bereitstellt sowie letztlich in den Anfor­ derungen an die Herstellungstoleranzen möglichst großzügig aus­ gelegt werden kann.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale.

Es ist zwar aus der DD-PS 2 13 261 ein Beschichtungsverfahren für hydraulische Kolben bekannt, das allerdings in eine andere Rich­ tung weist, da dort lediglich eine Verschleißschicht aufgebracht wird, nicht aber eine innerhalb eines Verbundkörpers aufgebaute Dichtung erzeugt wird.

Die durch Sintern oder Spritzen auf die Außenumfangsfläche des Kolbens aufgebrachte Kunststoffschicht hat den Vorteil, daß eine nicht lösbare Verbindung zwischen Kunststoffschicht und den Poren des vorzugsweise aus Sinterstahl hergestellten Kolbens existiert.

Der Kolbengrundkörper, d. h. der Tragkörper kann hierbei in eine etwa ein Kunststoffpulver enthaltende Sinterform eingelegt wer­ den, die dann durch Druck und Wärme ein Verschmelzen und einen Verbund der Kunststoffschicht mit dem Kolbengrundkörper bereit­ stellt.

Ein gleich sicherer Verbund zwischen Kunststoffschicht und Kol­ bengrundkörper kann durch Aufspritzen des flüssigen Kunststoffes in einen entsprechenden Spritzwerkzeug herbeigeführt werden.

Die Formung der Kunststoffschicht ist hierbei besonders leicht durch die Innengestaltung des Werkzeuges zu variieren und zu be­ stimmen.

In vorteilhafter Weise sind die Profilierungen am Kolben in Form von Rücksprüngen oder einer oder mehrerer auf der Umfangsfläche des Kolbens angebrachten Nuten so ausgebildet, daß die Kunst­ stoffschicht mindestens einen Teil des Kolbens oder Teile des Kolbens die Kunststoffschicht in axialer Richtung formschlüssig mindestens teilweise umgreifen.

Eine weitere Maßnahme zur sicheren Abdichtung besteht darin, daß die Kunststoffschicht an ihrer der Zylinderinnenwand zugewandten Umfangsfläche eine von der Kreiszylinderform abweichende Mantel­ fläche aufweist und hierbei eine oder mehrere in Form von Nuten ausgebildete Rücksprünge zeigt.

Hierbei werden auf der Außenumfangsfläche der Kunststoffschicht ringförmige Hohlräume gebildet, die von mehreren bis nahe an die Zylinderinnenwand reichenden Vorsprüngen getrennt werden. Falls hier z. B. durch Veralterung der Dichtlippen Leckagen entstehen, bilden die ringförmigen Räume Druckräume mit ständig abnehmendem Druck, wobei die Leckströme jeweils zwischen der Zylinderinnen­ wandung und den Vorsprüngen in den nächsten Druckraum fließen müssen, der durch Drossel- und Strömungsverluste einen stufen­ förmig erniedrigten Druck aufweist. Bei einer genügenden Viel­ zahl von Nuten ist die zur Niederdruckseite am nächsten angeord­ neten Nut mit einem der Niederdruckseite vergleichbaren Druck belastet und somit Dichtigkeit erreicht.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung besteht darin, daß die Rücksprünge in Form von Labyrinthdichtungen ausgebildet sind, so daß eine zusätzliche Abdichtung über Strömungs- und Drosselver­ luste des jeweiligen Mediums vorgehalten wird.

Anhand der Zeichnungen soll die Erfindung näher dargestellt wer­ den.

Es zeigen die

Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Dämpfungskolben im Schnitt, bei dem die Kunststoffschicht mindestens einen Teil des Kolbens in axialer Richtung formschlüssig umgreift,

Fig. 2 einen Dämpfungskolben, bei dem Teile des Kolbens die Kunststoffschicht in axialer Richtung, mindestens teilweise umgreifen,

Fig. 3 eine Außenumfangsfläche in abgerollter Darstellung, welche Profilierungen zeigt, die eine formschlüssige Verbindung zwischen Kunststoffschicht und Kolben be­ reitstellen.

Es zeigt die Fig. 1 den Dämpfungskolben 1, welcher auf der Kol­ benstange 2 befestigt und mit den Durchgangsbohrungen 3 und 3′ versehen ist.

Die Durchgangsbohrungen 3 und 3′ sind mit den Ventilscheiben 4 und 5 versehen.

An der Außenmantelfläche 6 des Dämpfungskolbens 1 befindet sich die als Dichtung zwischen Kolben und Zylinderwand 8 dienende Kunststoffschicht 9, welche in der Nähe des oberen und des unte­ ren Kolbenendes Dichtlippen 10 und 11 aufweist, die durch den jeweils in dem an die Dichtlippen anschließenden Zylinderinnen­ raum 12 bzw. 13 herrschenden Druck an die Zylinderinnenwandung anpreßbar sind.

Am unteren und oberen Ende des Kolbens sind Profilierungen 14 und 15 vorgesehen, die in Form von Rücksprüngen so ausgebildet sind, daß die Kunststoffschicht mit den beiden Kragen 16 und 17 den Kolben in axialer Richtung formschlüssig umgreift.

Eine weitere Ausführung zeigt die Fig. 2, welche einen geteilten Kolben 18 aufweist, der aus den beiden Hälften 19 und 20 be­ steht.

Auch hier sind Federscheiben 21 und 21′ erkennbar, welche je nach Zug- oder Druckrichtung die durch die in den beiden Teilen vorhandenen Ausnehmungen gebildeten Strömungskanäle 22 öffnen. Die hier vorhandene Kunststoffschicht 23 weist neben ihren oben und unten angeordneten Dichtlippen 24 und 25 eine von der Kreis­ zylinderform abweichende und der Zylinderinnenwand 26 zugewandte Außenoberfläche auf, welche mehrere in Form von Nuten 27, 28, 29 ausgebildete Rücksprünge beinhaltet.

Hierdurch entsteht das bereits beschriebene stufenförmig absin­ kende Druckgefälle bei eventuellen Leckagen durch defekte oder veraltete Dichtlippen.

Bei dieser Ausführung ist zudem die Umfangsfläche des Kolbens mit einer Nut 30 versehen, so daß die oberen und unteren Endtei­ le des Kolbens 31 und 32 die Kunststoffsicht in axialer Richtung teilweise umgreifen.

Die Fig. 3 zeigt eine abgerollte Außenmantelfläche 33 mit zahn­ förmigen Profilierungen 34 bis 38, die eine formschlüssige Ver­ bindung zwischen Kunststoffschicht und Kolben bereitstellen. Der Vorteil bei diesen zahnförmigen Profilierungen besteht darin, daß gleichzeitig eine axiale Fixierung und eine Befestigung in Umfangs- bzw. Tangentialrichtung erfolgen kann.

Die in der abgerollten Darstellung hier gezeigten zahnförmigen Profilierungen sind jeweils kleine Vertiefungen im Kolben und können auch, je nach Gegebenheit, als Vertiefungen in der Kunst­ stoffschicht und Erhebungen im Kolben ausgebildet sein.

Claims (4)

1. Dämpfungskolben für einen Schwingungsdämpfer, wobei der Dämp­ fungskolben an einer Kolbenstange befestigt ist und einen eine Dämpfungsflüssigkeit enthaltenden Dämpfungszylinder in zwei Arbeitsräume unterteilt und zwischen seiner Außenmantel­ fläche und der umgebenden Zylinderinnenfläche eine ringför­ mige Dichtung aufweist, wobei die Außenmantelfläche ganz oder teilweise mit einer Kunststoffschicht bedeckt ist, welche in der Nähe des oberen und unteren Kolbenendes Dichtlippen auf­ weist, wobei die Dichtlippen an der Zylinderinnenwandung an­ liegen und durch den jeweils in dem an die Dichtlippen an­ schließenden Zylinderinnenraum herrschenden Druck an die Zylinderinnenwandung anpreßbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffschicht durch Sintern oder Spritzen auf die Außenumfangsfläche des Kolbens aufgebracht ist und eine che­ mische Verbindung zwischen Kunststoffschicht und Kolben aus­ gebildet ist und der Kolben an seiner Außenmantelfläche zahn­ förmige und von mindestens einer Kolbenseite in die Außenman­ telfläche hineinreichende Profilierungen aufweist, welche eine zusätzliche formschlüssige axiale und tangentiale Ver­ bindung zwischen Kunststoffschicht und Kolben bereitstellen.

2. Dämpfungskolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Profilierungen am Kolben in Form von Rücksprüngen oder einer oder mehrerer auf der Umfangsfläche des Kolbens angebrachten Nuten so ausgebildet sind, daß die Kunststoffschicht minde­ stens einen Teil des Kolbens oder Teile des Kolbens die Kunststoffschicht in axialer Richtung formschlüssig minde­ stens teilweise umgreifen.

3. Dämpfungskolben nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffschicht an ihrer der Zylin­ derinnenwand zugewandten Umfangsfläche eine von der Kreiszy­ linderform abweichenden Mantelfläche mit einem oder mehreren in Form von Nuten ausgebildeten Rücksprüngen aufweist.

4. Dämpfungskolben nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rücksprünge in Form von Nuten als Labyrinthdichtung aus­ gebildet sind.