DE1675571A1 - Kolbenstange mit in der Stirnwand eines Zylinders angeordneter Fuehrungsbuechse - Google Patents

Description

• Kolbenstange mit in der Stirnwand-einen Zylindern

  angeordneter FUhrungsbüchne

  Die Erfindung bezieht sich auf eine Zolben4tange mit in der

  Stirnwand einen Zylindern angeordneter rührungsbüchse# Ins-

  be-sondere für hydraulizoheo, mit «iam Kraftspeicher zusameen-

  arbeitende Stonadämpfer.

  Eine derartige Kolbenstangenführung muns bekanntlich gegenüber

  4er Kolbenstange eine sehr geringe Reibung benitzene damit sich

  die Führungsbüchne nicht unzulässig erwärmt. Es ist deshalb

  üblich, ein Schmiermittel zu verwendenr das den Reibungswider--

  stand heruntersetzt. Um ein Fentfressen der Kölbenstange in der

  FührungsbLIchse zu verhindern und den Zutritt das Schmiermitteln

  Über dsn gesamten Umfang und die Länge der Führungebüchne zu

  ermöglichen, müssen jedoch bestimte Mindeuttoloranzen

  hälten werden" die sich auf die Genauigkeit der Führung nach-.'

  tellig auswirken. Man kann Büchsen aus selbz;tschmierenden.

  Kunststoffen verwendene vodurch sich engere Paseungen wählen

  lausan. Infolge der Elastizität der Kunststoffe geht dabei

  aber wieder= die Gmmuigkeit der Führung zurück" zumal »a

  die Mchnen aus VerechleinegrUnden verhiltniaUeaig starkwandig

  auktbilden auen. Ausserdem kommt es hierbei zu einer Erwärmung

  der Büchse" die umso grösser isti, ja enger cU« Passung gewählt

  wurde. Da die WärmeleitMykeit jedoch bei Kunstatoffen ver-

  hältnimässig niedrig ist" kann die Wärme nicht7Wforderlichem

  Ausman abgeführt werden, so dass die pUchse dann infolge des

  Wärmestauea unbrauchbar werden "na. Weiterhin ist auf cüese

  Weise auch aus den gleichen Gründen keine befriedigende Dich-

  tungswirkung zu.erzielen" sodann es noch einer zusätzlichen

  Dichtung bedarf. Dies ist vor allem fUr Stossdämpfer derart,

  wio nie bei Kraftfahrzeugen Verw*Mung-ti"enp von sehr grosser

  Aedeutung, weil-hierbei L«*verluste der Dämpfufflflöenigkeit.,.

  nur in äusserst geringem Ausnass, zugelassen worden können" da

  .derartige Stossdä"fer wartungsfrei fUr die gesmte Lebins-

  dauer des Kraftfah=euges arbeiten »allen und eine Nachf«l-kng--

  nit Öl in der Regel raicht vorgesehen ist.

  .Der Erfindung lie t die Aufgabe zugrunde eine Kolbenstange-.--"-

  mit.Pühr=gsbüchao der-einleitend beschriebenen Art au-söh'aff'»en#

  die einerseits en*d ruhrungstoloranzen und damit eine praiine-,7

  Führung ermöglicht und sich andererseits aber auch nicht

  läss - ig iiiihrznd den Betriobes erwärmen kann. Weiterhin soll'der

  erhebliche Baarbeitungsaufwand, der Zür die Oberflächenbe-

  handlung dor Kolbenstunge erforderlich ist, fühlbar gesenkt

  werden. SchlLenalich soll ao auch möglich sein# durch dexi

  ErfindungegamMesen Vorschlag tine zuverlässige Dichtung zu-

  erreichon.

  ErfirAungtigeab» -v«dox die" imigab14 tu em"t.14aben d"u"b

  gelöst 0, 4,as"a die -Kolbe;lietange 49 4%Z»* In deft »ew40b der

  FUhrungsbüchse gelangendem Abschnitt eine aus eLnem Pluor-

  Polyzaerisat bestehende Umhüllung aufweist, deren Haltkraft an.

  der Kolbenstange grösser als an der Innenwend Dein FÜh#runge-

  büchse ist. Man kommt hierbei bereitg mit einOX verhIlltnis-

  mässig dünnen UmhUllung der Kolbenst*nge mit einen Fluor-

  Polymorisat, z.B. mit polytetrafluo.rm«thylen# auer wodurch sich

  die Komprensibilität dieses Kunstetoffes beim Anpressen an die

  Führungsbüchse praktisch nicht mehr dahingehend auswirkt# daso

  die Präzision der FUhrung nachteilig beeinflusst wird. Anderer-

  seits kann die entstehende Reibungswärme dadu=h unmittelbar

  xun der üblicherweine aus Stahl bestehenden Kolbenstange" die

  eine sehr grosse Wärmokapazität besitzt, aufgenommen worden.

  Zur weiteren Kühlung bzw. Abführung der Reibungswärme dient

  die die Kolbenstange umgebende Flüssigkeit. Besondere vorteil-

  haft ist es jedoch, dann sich die Wärme nicht, wie bei z.B.

  einer aus Polytetrafluor-)'thylen bestehenden Führungsbüchse#

  au£ einen kleinen Bereich konzentriert und dort einen Stau

  verursacht, sondern gleichmässig über den gesamten Hubbereich

  der Kolbenstange verteilt und wegen der guten Ableitunge-

  möglichkeiten durch die Kolbenstange selbst oder durch die sie

  wagebende Flüssigkeit abzuführen ist. Es ist ersichtlich aus-

  reichend, wenn die Umhüllung an der Kolbenstange mit grösseren

  Kräften haftsti als sie von der Innenwand der FUhrungebüchat auf

  die Umhüllung einwirken. Deshalb kann die Kölbenstange durchaus

  selbst mit glatter OberflIche ausgeführt sein. Erheblich kosten-

  sparender ist es jedoch" wenn die Kolbenstange mit unbearbei-

  toter Oberfläche verwendet wird. Bei den bekannten Ausführunge-

  formen" bei denen die Kolbenstangenoberfläche bearbeitet worden

  m-unste, war es demgegenUber erforderlich" letztere insgesamt

  drelmal zu schleifen, einmal zu läppen, ein»1 zu polierent

  eimal zU verchromen und schliesolich noch zweimal feinzu-

  schleifen, wobei noch mehrere Dickenkontrollen mit Lehren

  erforderlich waren. Bei der erfindungsgemässen UjahUllung der

  Kolbenstange wirkt sich auch ein Verschleins nach längerer

  Benu.trungedauer der Umhüllungeschicht nur äusserst geringfügig

  aus, veil gleichfalls der Verschleinavorgang Aicht, wie bei'-;.'

  einer aus gleichem Material bestehenden ?Uhrungsbüchse" auf,--.'

  einen kleinen Flächenabschnitt begrenzt ist" sondern sich,

  gleichmässig auf die gesamtep in den Bereich der FUhrung so

  gelangende Obirdläche der Kolbenstange erstreckt und die

  Abtragung einer Völuzgeneinheit durch Verschleine «mit aüf i.diw

  Schichtdicke selbst nur geringen Einflune au@Ubt.

  um mit der FühAings-#Uchse nicht nur eine präzise KölbensItengen-

  führung zu erreichen, sondern zugleich eine Dichtung zu er-

  zielen, wird die Büchse im Bezug auf die Umhüllung der Kolben-

  btange vorteilllaft mit Dichtungstolorann a't-IngafUhrt. Man kam

  diese Wirkung noch dadurch unterstützen" dann in Nähe der

  rühru..igsbüch&e eine Abstreifdichtung vorgesehen wird.

  Ausser Polytetrafluor-#',thylen können mit Vorteil auch weitere

  Polymorinate vnrwandet werden, so z.B. Nischpolymorinate von

  Hexafluorpropylen und Vinylidenfluorid.

  DielmhUllung kann aus einm Rohr bestehen" das Uber die Kölben-

  stange gezogen ist.-Da der Wärmeaundehnungskoeffizient für die

  vorgeschlagenen Kunststoffe erheblich grösser als der von Stahl.

  isty ist es ohne weiteres möglich, ein derartigen Rohr in er-

  wärmtem Zustand Über die Kolbenatange zu schieben, so dass es

  bei der AbkUhlung auf letzterer mit Eichrumpfsitz gehalten :Lot.

  Man kann gleichfalls ein derartigen Rohr mit einem geeigneten

  Klebstofft so z.B. mit einem Silikonklebstoff, 'mit der Kol##

  st-ange verbinden. Schliesolich ist es auch möglich" die UmhUllung

  aufzuspritzen oder durch Auftrag einer aus sinterfähigei-PI:Uöi-

  polymerisat-Pulver und Öl bestehenden Mischung aufzubringün.,.-,.

  111--i der r-rhitzung.-*verdampft dann das Öl, während das Pol#iiii#üat

  einter. Gleichfalls kann man ein Rohr unter Verwendung eines

  schmierenden Öles auf die Kolbenstange schieben und es d araufhin

  auf Sintert", ratür',des rolymorisatäs so lange erhitzen# bis-.'

  das Öl veid=Pft-fät'.*r Eine besonders-vort.eilh afte Herstellunge-

  der erfindungegemässen K6lbenstange besteht d*rine

  unächst ver49st

  dann die aua Stahl -bestehende KolbendtWq

  44 Ail

  an ihrer oberf,)Läche gehärtet wird. nach den PArungsvoro

  k#

  die Oberflächekeiit verhältnismässig uneben.'Auf diese#.gehä e

  Oberfläche wird dann.die Mahüllungsbeschichtung aufgebrach,t"."-,7

  -traraufhin die so vor]#ehandelte Kolbenstange auf eine Temperat-Ur

  erhitzt wird, bei der das Fluorpolymerisat sintert und der"-,

  gehärtete Kol#enstangenstalL1.gleichzeitig angelassen wird. Wenn

  Polytetrafluorithyl,än verwendet wird, beträgt die letztgenannte

  Tbuperatur etwa 327oC" Zum Anlassen und sintern das Polymorisates

  ist also i6in einsiger ErbitzungsVorg&ng ausreichend* der da=

  zwwkmäszlg elektxo-indutkiv erfolgt4#weil dabei die Erhitzung

  lediglich in der Randschicht den Stahles stattfindet, in der

  sowohl die Härtmg erfolgt ist und aus welcher gleichattig

  Mrme In die zu sinternde Schicht den Polymerisates abfliessen

  kann.

  N!.-ch einem weiteren Vorschlag der Erfindung kann rean auck& auf-die

  De#.-trbeitung der -die Kolbenstenge umhüllenden Schicht aus -Fluor-

  polymo£isat ganz oder wtitgehend verzichten" indem die =hüllte

  Kölbenstange in die ?Uhrungabüche-des Zylindern eingesetzt , un4

  dann darin zunächst derart betrieben wird,-daso die Mahüllung von

  der FUhrungsbüghne auf ein in lgitztere dichtend eindringenden,

  Profil v3rforat wird. Wenn sich die Fmlbenstange einmal derart

  eingearbeitet hat, behält sie ihr dichtendes Profil für eine.,-

  erhebliche Betriebsdauer nahezu unverändert bei# weil"

  -it##wurda" d« Vegechleise einer Volu»neiN#&t*.-

  nahe d«gneut

  infolge dar amtt.eeletlag der BeschIchtung auf die gesamte

  Kölbenstanee nur verhältnimässig geringfUgige Manaabweichungen

  zur Folge hat.- A-ach ermöglicht diesen Vorgehen" dass an die

  Genauigkeit der oberflächenbabandlung der Innenfläche der zweck-

  mäsoig aus Stahl bestehenden FührungebUches geringere Anforderun-

  gen gestellt tmrden können.

  Uat-ein a"rmgefreies Einarbeiten der Kölbeestangenumhüllung in

  dia.IMunog,ebfthse zu gewährleiateno und auch beim »itezgm »trieb

  # . #v-

  Betzchädigmgen weitgehend zu verhindern" wird letztere zweck-

  =d austritteaeitig mit angerundeten Znumkanten

  Die-Igrf-indung sei w"terhin'anhand deg sich auf ein Äusführunge-

  Die Kolbenstange -t hat eine vrdxutrbeitete Oberfläche 2 und tut

  von der in der beeubriebenen Weine aufgebrachten Schicht*'ülii»,.,

  einem rluorpolym«inat 3 umgeben. Sie ist weiterhin durch die-

  Fährung»bUchner--4^1"*rhalb das Zylindern 5 präzise gefUhti.' -bie

  Führungabgehne.4-bat.ein- und austritteseitig angerundete Innen-

  kanten 6'bzv. 7. )Luf diese Weine bildet sie während der Inbe-

  triebnahme der' g eine Ziehform fUr die Umhüllungeschicht

  3 der Kolbenstänge 1. Zur voiteren Steigerung der Dichtungs-

  wir]".ung ist noch die aus z.B. einem. Fluorkarbon-Kautschuck

  bestehende Abatreifdichtung 8 in die Führungabüchse 4 eingesetzt.

  Die Dichtung 8 wird.v= der iait einem Federring 9 in der wand

  des Zylindern 3 Scheibe 10 gegen die rMutungsbüchse 4

  gedrückt. Zur Abstützung der Führungs büchse 4 an der Wand-den.

  ginders 5 dient ein weiterer Federring 11.

  Die vorgeschlagenen rluorpolymortsate k5nnen in ihrer Druck-

  festigkeit noch erheblich gesteigert worden, wem sie in an

  sich bekannter iftl» in Verbindung mit PUllstoffen eingesetz t

  werden. So läset sich z.B. auch mit PolytetrafluoriLthylen

  bo«&ichtet« oder mit Glanftser verstärktes

  Polytetrafluoräthylen verwenden.

  Durch die erfindungsgemassen Vorschläge ist veranschaulicht wor-

  den, dass. ein erheblicher Fortschritt erzielt wird" wenn von

  den re-Iativ zueinander beweglichen Teilen Kolbenstange und

  Führungibüchse das Teil mit der grösseren Längserstreckung und

  Oberfläche eine Xhhfillu'ngeschicht aus e - inem Fluorpolymerisat

  erhält. DemgegenUber-eind die erzielten Vorteile bei Ausbildung

  das Teiles nit kürzerer L&ngserstreckung und geringerer Ober-

  fläche wesantlich kleiner. Wohl aber ätoA-o in Anwendung der

  erfindungsgemässen Iaahre auch möglichj, die irtnen%wmd des Zylin-

  ders mit einer Hüllechicht zu versehen, an der der Kolben dann

  mit seinsm Umfang dichtend anliegt, da auch hierbei das Teil

  umhüllt ist, de3sen Längserntreckung und Oberfläche grösser ist.

Claims (1)

1. PatentansprÜche 1.) Kolbenstange mit in der Stirnwand einen Z,#linders angeord- neter Führungsbüchse, insbesondere für hydraulische# mit ciner"- Kraftspeicher zusamenarbeitende Stoaadinpfer., eiaduroh gekannasiohnst, dass sie in ihrem in den Bereich der FUhrungsbüchse gelangenden Abschnitt eine aus einem Fluar-Polymerlsat bestehende Umhüllung aufweist, deren Haftkraft an der Kolbenstange gr8uner als an der Innenwand der Führungabüchse Ist. 2.) Kolbenstange mit Führungobüchne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dann die Führungebüchse in Bezug auf die Umhüllung der Kolbenstange mit Dichtungotolerann aus- geführt ist. 3.) Kölbemstange mit FührungaMcheie nach den AmprUchm 1 und 2# dadup&h daso In Nähe der PWhz=g*Mchse eine Absi#reifcl,.',chtung vorgesehen Ist. 4.) FolLenstange nach den AnsprÜchen 1 bis 3, dadurch gekann- seichn«tj dass die Umhttlltmg aus einan Rohr bestoft" das Über d4e Kolbenstange gezogen ist. 5.) KolbenetaAge nach Anspruch 4, dadur'o'h gekennzeichnet, dano(,'das Umt;Ullggsrohr in Axw«rmtem ZU'stand Ufer die -Kolbenstatige geaogen Ist und auf letzterer-. mit Schrumpfsitz ist G.) lKölbenstange nach Anspruch 4, dadurch gekonnzeiohnst, dass das umhullungsrohr mittels eines Sil:Lkonklebstoffa*mit der Kölbenstange verbundenigt. -7.) golbmstan7g* =eh den Amprachen 1- bis 3" daduroh gekann- seiahitat., d* , isa'.die UnhOllung aufgespritzt ist. 0.1 Kolbe-notaege Aaeb den Mapritehen 1 bis-3, dadurch gekonn- tivi,gh.,act. -dass die Umhüllung durch Auftragung einer..- aus ginterfähigem Fluor-Polymerisat-Pulver und 01 bestehenden Mischung aufgebracht ist, 9.) Verfahren zur Herstellung einerKölbenstange nach Anapruch to dadurch gekannseichnutg daso das Rohr unter dor Verwendung eines schnierawlen.blas auf die Kölbenstane geschoben und dann auf Siniertemperatur den Fluor-Polymerisaton so Luqti erhitzt wird, bis das Öl verdampft ist. 10.) Verfahren zur #krstellueig QLner KolL--enstange -nach den Ansprüchen 4 bis 9, dadurch daas die Kolben- etange mit einer unbearbeiteten Oberfläche verweiulet wird. 11.) Verfahren zur Herstellung einer Kolbenstange nach den Allsprüchen 7 bis 11, dadtipah daas die aus Stahl bestehende Kolbenstange zunächst wenigstens an ihrer Oberfläche gehärtet, dann die Ubahüllungsbeachichtung au4.Egebracht und zuletzt äuf eine Temperatur erhitzt wirde bei der das sintert umd der Kolbenstangen- stahl angelassen wird. 12.) Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dann die Erhitzung.elektro-Induktiv vorgenommen wird. 13.) Verfahren zur Herstellung einer Kolbenstange nach Anspruch li, äaduroh gakannseichnet, dann die Kölbenstange mit einer oi,zrflächlich nicht bzw. nur wenig bearbeiteten Umhüllung in die Führungsbüchse des Zylinders eingesetzt sowie darin zunMchst derart betrieben wird, daso die Umhüllung von der FührtingLxbilchse au.-L-' ein In letztere dichtend eindringendes Profil verformt wird. 14.) Kolbenstange mit rührungsbüchse nach einm der VorausprUche" daduroh gekannseiahnit, dass die Pührungsbüchse ein- und austritteseitig angerundete Innenkanten besitzt. 15v) -9c)lbenstanue nach meinem der Vorans-prüche, dadurch gehenn- zeichnote dass Ihre Umht#lliiriq nug- einem mit Fülletoffen, insbesondere mit Glasfaser tre.rn,%>äi:kten Fluorpolymerisat bssteht.