ITRM980524A1

ITRM980524A1 - Sistema di guarnizioni di tenuta per lo stelo di uno stantuffo

Info

Publication number: ITRM980524A1
Application number: IT98RM000524A
Authority: IT
Inventors: Werner Weiler
Original assignee: Daimler Benz Ag
Priority date: 1997-08-08
Filing date: 1998-08-05
Publication date: 2000-02-05
Also published as: DE19734497C2; US6217029B1; FR2767177A1; GB2327987A; DE19734497A1; GB9816864D0; IT1302421B1; GB2327987B; FR2767177B1; ITRM980524A0

Description

DESCRIZIONE

a corredo di una domanda di brevetto per invenzione dal titolo: ''SISTEMA DI GUARNIZIONI DI TENUTA PER LO STELO DI UNO STANTUFFO''

L'invenzione concerne un sistema di guarnizioni di tenuta dello stelo di uno stantuffo, in particolare per ammortizzatori di autoveicoli, secondo il preambolo della rivendicazione 1.

Un tale sistema di guarnizioni di tenuta è noto dalla EP-A-00 32 988. Il sistema di guarnizioni di tenuta di questa domanda di brevetto è costituito da un primo anello di tenuta, realizzato come una guarnizione anulare, che poggia con un labbro di tenuta sulla superficie esterna dello stelo dello stantuffo. Una parte della guarnizione anulare cinge un secondo anello di tenuta che poggia pure sullo stelo dello stantuffo.

Questo sistema ha l'inconveniente che il primo anello di tenuta a forma di guarnizione anulare presenta una forma di sezione trasversale irregolare ed è realizzabile in modo adeguatamente dispendioso. A causa della forma irregolare, anche le tensioni nel materiale della guarnizione di tenuta sono impresse con una diversa intensità; invece di grandi tensioni vi è un pericolo di rottura. Pertanto non è garantito con sicurezza che la pressione necessaria per un'azione ermetica sicura sul labbro di tenuta rimanga costante per un lungo periodo di tempo.

Inoltre è svantaggioso il fatto che il secondo anello di tenuta aumenta sì l'azione ermetica, ma allo stesso tempo sulla superficie esterna dello stelo dello stantuffo agiscono anche forze di attrito più elevate in modo da dover impiegare più energia per il movimento dello stelo dello stantuffo. Per via delle maggiori forze aumenta anche l'usura del materiale.

L'invenzione si prefigge il compito di realizzare il sistema di guarnizioni di tenuta del tipo in questione con semplici mezzi, in modo poco soggetto all'usura e sicuro dal punto di vista del funzionamento.

Questo problema viene risolto, secondo l'invenzione, con i particolari della rivendicazione 1.

L'anello di tenuta scorrevole riduce le forze di attrito tra lo stelo dello stantuffo e il sistema di guarnizioni di tenuta e quindi anche l'usura degli spigoli di tenuta.

Inoltre è vantaggioso che, attraverso la disposizione in serie di più anelli ed elementi di tenuta in direzione radiale, situati congiuntamente in un piano radiale, la linea di tutto il sistema di tenuta si estenda in modo più piatto. Ciò significa che frecce elastiche relativamente grandi all'interno del sistema di guarnizioni di tenuta sono collegate solo con piccole variazioni della forza di contatto del sistena di anelli di tenuta rispetto allo stelo dello stantuffo. Ciò significa, inoltre, che tolleranze di elementi strutturali più elevate, oscillazioni di temperatura, ed usura possono essere compensate senza grande variazione della forza di tenuta e rispettivamente della forza di attrito in direzione assiale dello stelo dello stantuffo.

Il sistema. può essere realizzato in modo vantaggioso dal punto di vista dei costi con elementi strutturali standard. Non sono necessari anelli di tenuta con geometria di sezione trasversale complicata L'anello di tenuta scorrevole è costituito, vatanggiosamente, da Teflon con un piccolo coefficiente di attrito in modo che le forze di attrito siano nettamente ridotte.

Il piano radiale comune è vantaggioso unitamente al piano di simmetria di ciascun elemento e rispettivamente anello di tenuta. Questa forma di realizzazione consente una distribuzione simmetrica ed uniforme di forze all'interno del sistema di guarnizione di tenuta e una pressione di contatto costante sulla superficie esterna dello stelo dello stantuffo in modo da ridurre il pericolo di fatica del materiale e da garantire un effetto di tenuta costante per un lungo periodo di funzionamento.

Gli elementi di tenuta sono realizzati, vantaggiosamente, come anelli torici con sezione trasversale circolare. L'anello di tenuta scorrevole presenta una sezione trasversale sostanzialmente a forma rettagolare con una rastremazione interna radiale, attigua alla superficie esterna dello stelo dello stantuffo, in modo da aumentare la pressione di contatto con lo stelo dello stantuffo e da migliorare l'effetto di tenuta. Grazie ai bassi coefficienti di attrito dell'anello di tenuta scorrevole, le forze di attrito in direzione assiale dello stelo dello stantuffo sono ridotte malgrado l'elevata pressione di contatto. Invece di impiegare due anelli torici si possono impiegare anche anelli od elementi sagomati, strutturati in modo adeguatamente geometrico.

Gli elementi di tenuta e l'anello di tenuta scorrevole sono contenuti preferibilmente in un sistema di supporto di guarnizioni di tenuta, per cui la collocazione in successione radiale va realizzata in modo semplice e la direzione della pressione di contatto può essere prestabilita esattamente verticalmente all'asse longitudinale dello stelo dello stantuffo .

Altri vantaggi e forme di realizzazione vantaggiose emergono dalle altre rivendicazioni, dalla descrizione e dai disegni. In essi:

La figura 1 mostra una vista laterale del sistema di guarnizioni di tenuta secondo l'invenzione, la figura 2 mostra la caratteristica elastica del sistema di guarnizioni di tenuta.

Il sistema di guarnizioni di tenuta 2 mostrato nella figura 1 serve ad ermetizzare uno stelo di stantuffo 3 in un ammortizzatore 1 di autoveicolo. Lo stelo 3 dello stantuffo è tenuto in modo assialmente mobile in un cilindro 4. Il sistema di guarnizioni di tenuta 2 è contenuto in modo fisso in un sistema di supporto relativo 13 tra la parete interna 5 del cilindro 4 e la superficie esterna 8 dello stelo 3 dello stantuffo. Il sistema mostrato è realizzato a rotazione simmetrica.

Le parti del sistema di guarnizioni di tenuta 2 comprendono due elementi di tenuta 6. 7 e un anello di tenuta scorrevole 9. Gli elementi di tenuta 6, 7 anulari con sezione trasversale circolare e con anello di tenuta scorrevole 9 sono disposti radialmente in successione in una scanalatura 14 del sistema di supporto relativo 13. Gli elementi di tenuta 6, 7, costituiti da un elastomero, sono disposti esternamente in senso radiale. L'anello di tenuta scorrevole 9, che è costituito da un materiale con basso coefficiente di attrito, in particolare da Teflon, è disposto internamente in senso radiale ed è direttamente a contatto con la superficie esterna 8 dello stelo 3 dello stantuffo. L'anello di tenuta scorrevole 9 presenta una sezione trasversale sostanzialmente rettangolare con una rastremazione 12 sul lato radiale interno che agisce sulla superficie esterna 8 La rastremazione 12 produce una pressione di contatto più elevata sullo stelo dello stantuffo e quindi un maggiore effetto di tenuta.

Tutte le parti di tenuta 6, 7, 9 sono disposte una accanto all'altra. Però, secondo un'altra forma di esecuzione, può essere anche opportuno disporre, tra i singoli elementi e rispettivamente anelli di tenuta, altri elementi strutturali, ad esempio sistemi di supporto.

Le parti di tenuta 6, 7, 9 sono contenute in una scanalatura anulare 14 del sistema di supporto relativo 13. Tutte le parti di tenuta hanno quasi la stessa altezza assiale d'ingombro h corrispondente alla larghezza della scanalatura anulare 14, in modo che le parti di tenuta sono tenute senza gioco nella scanalatura anulare 14. In questo sistema, il piano di simmetria di ciascuna parte di tenuta è identico al piano radiale 10 lungo il quale si estende perpendicolarmente l'asse longitudinale 11 dello stelo 3 dello stantuffo. In questo modo, la direzione della pressione di contatto - perpendicolare alla superficie esterna 8 dello stelo 3 dello stantuffo - è nettamente predefinita.

La profondità radiale della scanalatura anulare 14 corrisponde all'incirca alla somma delle estensioni radiali di tutte le parti di tenuta 6, 7, 9, in modo che tutte dette parti di tenuta siano contenute sostanzialmente in modo completo e siano tenute in modo sicuro nella scanalatura -anulare 14. Il sistema di supporto 13 delle guarnizioni di tenuta presenta, sul lato rivolto verso la superficie esterna 8, in corrispondenza delle pareti della scanalatura, aperture 15 per il fluido di smorzamento dell'ammortizzatore.

Grazie alla collocazione in successione radiale dei due elementi di tenuta 6, 7 in materiale elastomerico si ottiene, in direzione radiale, una caratteristica elastica complessiva che si estende di piatto. Nella figura 2, l'andamento della forza elastica radiale 17, insieme alla forza di contatto dei due elementi di tenuta 6, 7 disposti in successione è rappresentato in funzione della estensione radiale degli elementi di tenuta. Una variazione As della estensione radiale, ad esempio un aumento della stessa dovuto al riscaldamento oppure un diminuzione di essa dovuta all'usura, provoca, a causa dell'andamento piatto della caratteristica 17, solo una piccola variazione AF della forza di contatto radiale. In questo modo, il sistema di guarnizioni di tenuta secondo l'invenzione è meno sensibile agli influssi termici oppure all'usura in modo che la forza di contatto rimanga sostanzialmente costante per un lungo periodo di uso.

Al contrario, la caratteristica elastica 16 di sistemi di guanrizioni di tenuta finora noti presenta un andamento fortemente ascendente. Secondo la figura 2, nei sistemi finora in uso, una variazione As produce una grande variazione AF1 della forza di contatto elastica.

Può essere opportuno disporre radialmente in successione più di due elementi di tenuta in materiale elastomerico per influenzare l'andamento della caratteristica elastica.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Sistema di guarnizioni di tenuta dello stelo di uno stantuffo, in particolare per ammortizzatori di autoveicoli, dove lo stelo (3) dello stantuffo è disposto in modo assialmente mobile in un cilindro (4) e tra lo stelo (3) dello stantuffo e la parete interna (5) del cilindro (4) sono previsti almeno due elementi di tenuta (6, 7) , caratterizzato dal fatto che a diretto contatto con la superficie esterna (8) dello stelo (3) dello stantuffo è disposto un anello di tenuta scorrevole (9) dove gli elementi di tenuta {6, 7) e l'anello di tenuta scorrevole (9) sono disposti in serie radialmente in successione e sono disposti in un piano radiale comune (10) verticalmente all'asse longitudinale (11) dello stelo (3) dello stantuffo.
2. Sistema di guarnizioni di tenuta secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che gli elementi di tenuta (6, 7) e l'anello di tenuta scorrevole (9) sono disposti direttamente in successione.
3. Sistema di guarnizioni di tenuta secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che l'anello di tenuta scorrevole (9) è costituito da Teflon.
4. Sistema di guarnizioni di tenuta secondo una delle rivendicazioni da l a 3, caratterizzato dal fatto che gli elementi di tenuta (6, 7) e l'anello di tenuta scorrevole (9) presentano assialmente quasi la stessa altezza d'ingombro (h).
5. Sistema di guarnizioni di tenuta secondo una delle rivendicazioni da 1 a 4, caratterizzato dal fatto che il piano radiale 810) è allo stesso tempo il piano di simmetria di ciascun elemento di tenuta e rispettivamente di ciascun anello di tenuta (6, 7, 9).
6. Sistema di guarnizioni di tenuta secondo una delle rivendicazioni da 1 a 5, caratterizzato dal fatto che gli elementi di tenuta (6, 7) presentano la stessa forma di sezione trasversale, in particolare una sezione trasversale circolare.
7. Sistema di guarnizioni di tenuta secondo una delle rivendicazioni da 1 a 6, caratterizzato dal fatto che la sezione trasversale dell'anello di tenuta scorrevole (9) è strutturato in modo sostanzialmente rettangolare con una rastremazione interna radiale (12).
8. Sistema di guarnizioni di tenuta secondo una delle rivendicazioni da 1 a 7, caratterizzato dal fatto che gli elementi di tenuta (6 7) e l ' anello di emita scorrevole (9) sono contenuti un sistema di supporto (13) relativo