DE10141214A1

DE10141214A1 - Dichtungspaket für eine axial bewegliche Stange

Info

Publication number: DE10141214A1
Application number: DE2001141214
Authority: DE
Inventors: Dieter Lutz; Robert Pradel
Original assignee: ZF Sachs AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2001-08-23
Filing date: 2001-08-23
Publication date: 2003-03-13
Anticipated expiration: 2021-08-24
Also published as: DE10141214B4

Abstract

Dichtungspaket für eine axial bewegliche Stange, umfassend eine Druckdichtung, die einen Rechteckquerschnitt aufweist, wobei der Rechteckquerschnitt schräg zur Stange angeordnet ist, wobei die Druckdichtung von einem Vorspannring in Richtung der Kolbenstange vorgespannt ist und das gesamte Dichtungspaket von mindestens zwei Stützflächen einer Kolbenstangenführung gehalten wird, wobei eine der Stützflächen der Kolbenstangenführung für die Druckdichtung schräg zur Stange ausgeführt ist, so dass die Druckdichtung unabhängig von dem Vorspannring in der vorgesehenen Winkellage gehalten wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Dichtungspaket für eine axial bewegliche Stange eines Kolben-Zylinderaggregates, insbesondere eines Schwingungsdämpfers, gemäss dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
Ein grundlegendes Problem bei allen Schwingungsdämpfern besteht darin, dass die Reibung zwischen der Kolbenstange und der Kolbenstangendichtung auf einem möglichst niedrigen Niveau liegen soll, da mit dem Reibungsverhalten ein wesentliches Komfortmerkmal des Schwingungsdämpfers verbunden ist. Die einfachste Möglichkeit eine geringe Reibung zu erreichen besteht darin, dass man die Dichtung mit einer sehr geringen Vorspannung zur Kolbenstange ausführt, doch steht dieser Weg im Widerspruch zu einer langen Lebensdauer und kann deshalb nur in sehr wenigen Bereichen, z. B. dem Motorsport, verfolgt werden.
Man hat mittlerweile besonders reibungsarme Dichtungswerkstoffe entwickelt, die häufig um die Funktion weiter zu verbessern mit einer sehr speziellen Geometrie ausgeführt sind. Das Problem besteht aber darin, dass diese Geometrie, die in etwa einen I-förmigen Querschnitt der Dichtung umfasst, bei sehr kleinen Dichtungsdurchmessern nicht mit der notwendigen Genauigkeit hergestellt werden kann.

In der DE 31 25 688 C2 wird eine Kolbenstangendichtung beschrieben, die aus einer Druckdichtung und einem Vorspannkörper besteht, wobei die Druckdichtung einen einfachen Rechteckquerschnitt aufweist. Wie man aber leicht erkennen kann, hat sich das Problem der Herstellungsgenauigkeit von der Druckdichtung auf den Vorspannkörper verlagert. Dieser muss für die Schrägstellung der Druckdichtung einen komplizierten Querschnitt aufweisen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Kolbenstangendichtung zu realisieren, die einen Rechteckquerschnitt aufweist und mit einem einfachen Vorspannkörper eingesetzt werden kann.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass eine der Stützflächen der Kolbenstangenführung für die Druckdichtung schräg zur Stange ausgeführt ist, so dass die Druckdichtung unabhängig von dem Vorspannkörper in der vorgesehenen Winkellage gehalten wird.

Der wesentliche Vorteil der Erfindung besteht darin, dass mit sehr einfachen geometrischen Bauteilen eine schräggestellte Dichtung mit einer im Idealfall linienförmigen Dichtkante erreicht wird. Damit kann man auch sehr kleine Dichtungsdurchmesser zuverlässig genau herstellen und montieren.

Des weiteren ist vorgesehen, dass der Vorspannkörper einen regelmäßig geformten Querschnitt aufweist. Es ist durchaus möglich, einen einzelnen O-Ring zu verwenden.

Im Hinblick auf mögliche Bearbeitungsgrate ist die Stützfläche als Prägefläche ausgeführt. Zusätzlich wird eine Materialverfestigung erreicht, und wenn gemäß einem weiteren vorteilhaften Unteranspruch die Stützscheibe am Innendurchmesser im wesentlichen dieselbe Materialstärke aufweist, wie in den übrigen Bereichen, wird ein Materialverlust vermieden.

Um eine möglichst einfache Montage des Dichtungspakets erreichen zu können stellt die Stützfläche einen Bestandteil einer Stützscheibe dar, die mit der Kolbenstangenführung verbunden ist.

Um den Einfluss von Herstellungstoleranzen an der Stützscheibe auf die Lage des Dichtungsrings zu minimieren, weist die Stützfläche für die Druckdichtung eine größere Breite auf als die Kontaktfläche der Druckdichtung zur Stützfläche.

Anhand der folgenden Figurenbeschreibung soll die Erfindung näher erläutert werden.
Die einzige Figur zeigt das obere Ende eines Schwingungsdämpfers 1 in der Bauform eines Einrohrdämpfers, wobei sich die Erfindung nicht auf diese Anwendung beschränkt. Innerhalb eines mit einem Dämpfmedium gefüllten Zylinders 3 ist eine Stange bzw. Kolbenstange 5 axial beweglich angeordnet und wird von einer Kolbenstangenführung 7 zentriert. Dazu verfügt die Kolbenstangenführung über eine Lagerbuchse 9, die einen besonders niedrigen Reibungskoeffizienten aufweist. Damit kein Dämpfmediumverlust auftritt, verfügt die Kolbenstangenführung über eine Außendichtung 11 zum Zylinder. Des weiteren ist innerhalb eines Absatzes 13 ein Dichtungspaket 15 angeordnet, das aus einem Vorspannring 17 und einer Druckdichtung 19 besteht. Die Druckdichtung 19 besteht aus einem Werkstoff mit einem ebenfalls geringen Reibungskoeffizienten und weist einen einfachen rechteckigen Querschnitt auf. Die Spezifikation des rechteckigen Querschnitts bedeutet keinesfalls, dass ein bestimmtes Höhenbreitenverhältnis vorgesehen ist, sondern nur dass die Eckenwinkel im Idealfall 90° am unverbauten Einzelteil betragen.
Die Druckdichtung 19 stützt sich axial an einer Stützscheibe 21 ab, die eine Stützfläche 23 aufweist, die schräg zur Längsachse der Kolbenstange 5 verläuft, so dass bei optimaler Anlage der Druckdichtung diese ebenfalls schräg zur Kolbenstange angeordnet ist. Die Breite der Stützfläche 23 übertrifft die Breite der Kontaktfläche 25 der Druckdichtung 19, so dass gegebenenfalls vorhandene Ungenauigkeiten am Übergang von der Stützfläche zum radial äußeren Bereich keinen Einfluss auf die Lagegenauigkeit der Druckdichtung ausüben können. In dem Maße, wie die Stützfläche aus der Ebene der Stützscheibe geformt ist, ist die Druckdichtung zur Längsachse der Kolbenstange ausgerichtet. Die Stützscheibe wirkt auf die Druckdichtung selbstzentrierend. Damit ergibt sich eine Linienberührung zwischen der Druckdichtung und der Kolbenstange, wobei das in Richtung der Lagerbuchse weisende Ende der Druckdichtung an der Kolbenstange anliegt.
Die Stützfläche 23 für die Druckdichtung 19 ist bevorzugt angeprägt, wobei eine möglichst konstante Materialstärke der Stützscheibe erhalten bleiben soll. Für den Vorspannring 17 stellt die Stützscheibe 21 ebenfalls eine axiale Stützfläche 27 zur Verfügung, wobei die radiale Führung des Vorspannrings von der Kolbenstangenführung 7 übernommen wird. Der Vorspannring weist zum Dichtring, zur Kolbenstangenführung und zur Stützscheibe jeweils einfache statische Dichtfläche auf, so dass ein sehr einfacher O-Ring mit einem regelmäßigen Querschnitt verwendet werden kann. Aufgrund der Stützfläche 27 des Vorspannrings zur Stützscheibe kann die Kolbenstangenführung aus einem offenporigen Sinterwerkstoff bestehen, da zusätzlich die Außendichtung 11 eine Leckage durch die Kolbenstangenführung in Richtung Oberseite der Stützscheibe verhindert.

Claims

1. Dichtungspaket für eine axial bewegliche Stange, umfassend eine Druckdichtung, die einen Rechteckquerschnitt aufweist, wobei der Rechteckquerschnitt schräg zur Stange angeordnet ist, wobei die Druckdichtung von einem Vorspannring in Richtung der Kolbenstange vorgespannt ist und das gesamte Dichtungspaket von mindestens zwei Stützflächen einer Kolbenstangenführung gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Stützflächen (23) der Kolbenstangenführung (7) für die Druckdichtung (19) schräg zur Stange (5) ausgeführt ist, so dass die Druckdichtung (19) unabhängig von dem Vorspannring (17) in der vorgesehenen Winkellage gehalten wird.

2. Dichtungspaket nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorspannring (17) einen regelmäßig geformten Querschnitt aufweist.

3. Dichtungspaket nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützfläche (23) als Prägefläche ausgeführt ist.

4. Dichtungspaket nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützfläche (23) Bestandteil einer Stützscheibe (21) ist, die mit der Kolbenstangenführung (7) verbunden ist.

5. Dichtungspaket nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützscheibe (21) am Innendurchmesser im wesentlichen dieselbe Materialstärke aufweist, wie in den übrigen Bereichen.

6. Dichtungspaket nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützfläche (23) für die Druckdichtung (19) eine größere Breite aufweist als eine Kontaktfläche (25) der Druckdichtung (19) zur Stützfläche (23).