DE3410791A1 - Dichtungsanordnung fuer einen doppelrohrteleskopstossdaempfer - Google Patents

Description

Dichtungsanordnung für einen Doppelrohrteleskopstoßdämpfer

Die Erfindung betrifft eine Dichtungsanordnung zur Verwendung in einem Teleskopstoßdämpfer und insbesondere eine Dichtungsanordnung zur Verwendung in einem sogenannten Doppelrohrstoßdämpfer.

Teleskopstoßdämpfer haben einen Kolben und einen Zylinder, wobei eine mit dem Kolben verbundene Kolbenstange sich durch eine öffnung in einem Ende des Zylinders erstreckt. Eine an dem Zylinder befestigte Dichtung greift an der Kolbenstange an und ermöglicht es der Kolbenstange, sich axial frei hindurch bezüglich des Zylinders zu bewegen. Diese Dichtung verhindert das Entweichen von Hydraulikfluid aus dem Zylinder und das Eindringen von Fremdstoffen, beispielsweise Schmutz.

Doppelrohrteleskopstoßdämpfer haben zwei Zylinder, die koaxial zueinander ineinander angeordnet sind- Der Kolben und die Kolbenstange sind in dem inneren Zylinder beweglich angeordnet, der auf beiden Seiten des Kolbens mit Hydraulikfluid gefüllt ist. Der ringförmige Hohlraum zwischen den beiden Zylindern wirkt als Speicher für Hydraulikfluid. Die Kolbenstange geht durch eine Öffnung in einer Stangenführung hindurch, die eine Stirnseite des inneren Zylinders verschließt. Dabei ist die vorstehend genannte Dichtung jenseits der Führungsstange angeordnet und dichtet zwischen der Kolbenstange und dem äußeren Zylinder oder einer Stirnkappe, die an dem äußeren Zylinder angebracht ist. Der Speicher dient zweckmäßigerweise für die Aufnahme von verdrängtem Hydraulikfluid aus dem Innenzylinder, was bei Einwärtsbewegungen des Kolbens und der Kolbenstange eintritt, weil es erforderlich ist, aus dem Innenzylinder ein Hydraulikfluidvolumen zu verdrängen, das gleich der volumetrischen Verdrängung der Kolbenstange während eines

jeden Einwärtshubs des Kolbens ist. Während eines Auswärtshubs des Kolbens und der Kolbenstange wird ein Fluidvolumen, das dem von der Kolbenstange während des Einwärtshubs verdrängten equivalent ist, in den inneren Zylinder von dem Speicher über eine bekannte Fußventilanordnung zurückgezogen, die in der Stirnseite des inneren Zylinders dem Ende gegenüberliegend angeordnet ist, in welchem die Stangenführung positioniert ist.

In dem Kolben und in dem Fußventil sind Ventilanordnungen oder Drosselöffnungen oder Kombinationen von Ventilanordnungen und solchen öffnungen jeweils vorgesehen. Das Fußventil ist so ausgelegt, daß ein Widerstand gegenüber der Bewegung des Kolbens und der Kolbenstange während ihres Einwärtshubs erzeugt wird. Die Kolbenventile sind so ausgelegt, daß nur der zwischen den gegenüberliegenden Seiten des Kolbens hindurchgehende Hydraulikfluidstrom während einer Auswärtsbewegung des Kolbens und der Kolbenstange begrenzt wird, um dadurch die Auswärtsbewegung von Kolben und Kolbenstange zu steuern.

Damit sich die Kolbenstange frei durch die öffnung in der Stangenführung bewegen kann, ist es zweckmäßig, wenn der Bohrungsdurchmesser der öffnung etwas größer als der Durchmesser der Kolbenstange ist. Dadurch wird ein Weg zwischen der Kolbenstange und der Öffnung gebildet, über den Fluid, unabhängig von dem Druck, der erforderlich ist, um den notwendigen Widerstand gegen einen Auswärtshub der Kolbenstange aufzubringen, aus dem inneren Zylinder in den Speicher entweichen kann, wobei das Fluidmittel zurück in dem anderen Ende des inneren Zylinders über die bekannte Fußventilanordnung während des gleichen Auswärtshubs des Kolbens und der Kolbenstange gespeichert wird.

Dieser freie Weg dient zusätzlich dazu, daß die Kolbenstange frei in der Öffnung der Stangenführung gleiten

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kann, auch zweckmäßigerweise dazu, daß Luft oder Gas leicht aus dem inneren Zylinder in den Raum über dem Hydraulikfluidpegel in dem Speicher entweichen kann, was dazu beiträgt, daß der innere Zylinder mit Hydraulikfluid gefüllt gehalten wird,das frei von eingeschlossenen Luft- oder Gasblasen oder -taschen ist.

Insbesondere beim Einwärtshub der Kolbenstange kann jedoch der Druck im oberen Teil des inneren Zylinders geringer werden als der Druck in dem Speicherraum, so daß unter diesen Umständen Luft oder Gas erneut in den oberen Teil des arbeitenden inneren Zylinders eintreten kann und so für die wirksame Arbeitsweise des Stoßdämpfers nachteilig ist.

Es ist bei DoppelrohrStoßdämpfern bekannt, eine Rückschlagventilanordnung vorzusehen, um zu verhindern, daß ein solcher Umstand eintritt. So zeigt die GB-PS 709 eine Anordnung, mit der Hydraulikfluid in dem Speicherraum direkt mit dem inneren Zylinder über den vorher erwähnten freien Weg bzw. Spielraum verbunden ist, der zwischen dem Durchmesser der Kolbenstange und der etwas größeren öffnung der Führungsstange ausgebildet ist, wobei sich ein Rohr nach unten von der Führungsstange zu einer Stelle unterhalb des Pegels des Hydraulikfluids in dem Speicher erstreckt.

Bei anderen bekannten Konstruktionen (GB-PS 1 077 587, US-PS 4 108 287) sind Dichtungsanordnungen mit Dichtungselementen vorgesehen, die so angeordnet sind, daß sie mit der Außenfläche der Kolbenstange und/oder Ventilelementflachen zusammenwirken, die angrenzend an die Öffnung positioniert sind, welche in der Führungsstange ausgebildet ist, in welcher die Kolbenstange frei gleitet.

Die Anordnung solcher bekannter Rückschlagventilanordnungen ist relativ kompliziert und kann aufgrund der

Anzahl der verwendeten Bauteile leicht falsch montiert werden.

Die Wirkung von Doppelrohrstoßdämpfern kann bekanntlich dadurch verbessert werden, daß für die Luft oder das Gas, welches in dem Speicherraum enthalten ist und welches als flexibles Medium dient, um Kolbenstangenverschiebungen auszugleichen, eine Anordnung getroffen wird, um sie unter einen vorgegebenen Druck zu setzen. Dadurch wird das Hydraulikfluid ebenfalls unter Druck gesetzt. Dadurch wird auch die Dichtungsuppe der Dichtung, die das Entweichen von öl oder Luft oder Gas aus dem Stoßdämpfer verhindern soll, diesem Druck ausgesetzt und neigt dazu, die Kolbenstange fester zu umgreifen. Obwohl solche Dichtungen offensichtlich so ausgelegt werden müssen, daß sie einem solchen Druck ohne eine Leckage zu gestatten, gut widerstehen, ist es bekannt, daß sie ihre Leistung dann am besten erbringen, wenn die Dichtungslippe in Hydraulikfluid untergetaucht ist und somit verhindert wird, daß sie austrocknet, wodurch Reibung zwischen der Dichtungslippe und der Oberfläche der Kolbenstange, mit der sie zusammenwirkt, entstehen könnte, die zu einem unerwünschten Verschleiß der Dichtungslippe führen könnte. Dafür wird jedoch bei den bekannten Doppelrohrkonstruktionen nicht gesorgt.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, eine verbesserte Rückschlagventilanordnung vorzusehen, die eine verbesserte Dichtungsanordnung mit vereinfachtem Aufbau hat und dadurch die Gefahr einer falschen Montage verringert und es ermöglicht, die Herstellungskosten zu verringern.

Erfindungsgemäß wird eine Dichtungsanordnung für einen Doppelteleskopstoßdämpfer geschaffen, der eine Ringdichtung aufweist, die eine radial innenliegende

Fläche hat, an der eine primäre Dichtungslippe und eine äußere Dichtungslippe ausgebildet sind. Die Dichtungslippen berühren im Einsatz die Kolbenstange des Stoßdämpfers. Ein radial außenliegender Teil der ringförmigen Dichtung hat eine insgesamt axial nach unten hängende Lippe, die in Betrieb als ein Ventilelement wirkt.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Doppelrohrteleskopstoßdämpfer geschaffen, der ein inneres und ein äußeres Rohr aufweist, die koaxial zueinander und inneinander angeordnet sind. Dabei ist ein Kolben axial in dem inneren Zylinder verschiebbar. An dem Kolben ist eine Kolbenstange befestigt, die sich durch eine Kolbenführung erstreckt, welche an einem Ende des inneren Zylinders befestigt ist. Das andere Ende des Stoßdämpfers wird von einer Stirnkappe abgeschlossen. An der Stirnkappe greift eine Ringdichtung an, die eine radial innenliegende Fläche aufweist, an der eine primäre Dichtungslippe und eine äußere Dichtungslippe ausgebildet sind. Die Dichtungslippen berühren die Kolbenstange, wobei die primäre Dichtungslippe der Stangenführung am nächsten liegt. Ein radial außenliegender Teil der einstückig ausgebildeten Ringdichtung hat eine insgesamt axial nach unten hängende Lippe, die an einem sekundären Dichtungselement angreifen kann, das an der Stangenführung befestigt ist. Das sekundäre Dichtungselement hält die Ringdichtung gegen die Stirnkappe und ermöglicht, daß ein Fluid aus dem Hohlraum strömt, der von der Stangenführung, der Kolbenstange, der primären Dichtungslippe, dem sekundären Dichtungselement und der insgesamt axial nach unten hängenden Lippe gebildet wird, wenn der Druck des Fluids im Hohlraum ausreicht, um wenigstens die zuletzt genannte Lippe zu bewegen.

Vorzugsweise ist ein ringförmiges Verstärkungselement

in die Dichtung eingebettet, wobei das sekundäre Dichtungselement an diesem Verstärkungselement angreift. Weiterhin hat das sekundäre Dichtungselement vorzugsweise die Form eines Zylinders mit axialen Vorsprüngen an einem Ende. Diese VorSprünge greifen an dem Verstärkungselement an. Somit kann Fluid aus dem Hohlraum über die Räume zwischen den axialen Vorsprüngen entweichen, wenn der Druck in dem Hohlraum ausreicht, um die axial nach unten hängende Lippe der Dichtung abzubiegen. Gewünschtenfalls kann das sekundäre Dichtungselement einstückig mit der Stangenführung ausgebildet werden.

Somit wird mit dem erfindungsgemäßen Aufbau jede ölleckage an dem Kolben vorbei und zwischen der Kolbenstange und der Stangenführung in dem Hohlraum gespeichert, der von der Stangenführung, der Kolbenstange, dem sekundären Dichtungselement und der Dichtung gebildet wird. Wenn dieser Hohlraum voll öl ist, steigt der Druck in dem Hohlraum, wenn frisches öl in den Hohlraum aus dem Raum zwischen der Kolbenstange und der Stangenführung eingeführt wird, so daß die axial nach unten hängende Lippe abgebogen wird, wodurch öl in den Speicher zwischen dem inneren und äußeren Zylinder gelangen kann. Die Anordung des sekundären Dichtungselements bedeutet, daß die primäre Dichtungslippe immer in öl eingetaucht ist, wodurch ihre Lebensdauer und Leistung verbessert wird. Die primäre Dichtungslippe sorgt dafür, daß kein öl nach außen aus dem Stoßdämpfer austritt, wenn er ausgefahren ist. Die äußere Dichtungslippe verhindert das Eindringen von Fremdstoffen und Luft während des Kompressionshubs.

Die erfindungsgemäße Dichtungsanordnung trägt auch bei der Wiedergewinnung von Öl in dem Zylinder beim Rückprallhub bei und gewährleistet eine massive ölsäule. Zusätzlich wird die Möglichkeit ausgeschlossen, öl zurück-

zuziehen, wenn der Stoßdämpfer stationär ist. Die Anfangsvorspannung einer installierten Einheit wird durch die Dichtungsanordnung gemäß der Erfindung unterstützt. Weiterhin kann die Einheit unter Druck gesetzt werden, 5 ohne die geforderte Leistung zu beeinträchtigen.

Neben den erwähnten konstruktiven Vorteilen der Erfindung wird die Montage verglichen mit bekannten Konstruktionen vereinfacht, wodurch die Herstellungskosten verringert werden können. Dies ist hauptsächlich auf die Reduzierung der Anzahl der Bauteile zurückzuführen, wobei die Dichtung und das Ventilelement nach dem Stand der Technik durch ein einziges, einstückig geformtes Teil ersetzt werden und eine Feder nicht erforderlich ist.

Anhand von Zeichnungen werden Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Doppelrohrteleskopstoßdämpfer mit einer Ausführungsform einer Dichtungsanordnung,

Fig. 2 im Längsschnitt eine Stirnseite des Stoßdämpfers, wobei die linke Hälfte einen modifizierten Aufbau von Stirnkappe und Stangenführung zeigt.

* Der in Fig. 1 gezeigte Doppelrohrteleskopstoßdämpfer hat ein inneres Rohr 1 und ein äußeres Rohr 3, wobei ein Kolben 5 axial in dem inneren Rohr 1 verschiebbar ist. Das untere Ende des inneren Rohrs 1 ist, wie in Fig. 1 gezeigt, von einem Fuß- bzw. Bodenventil 7 bekannter Bauweise geschlossen, das so ausgelegt ist, daß Fluid, beispielsweise Hydrauliköl, relativ leicht vom Speicher 9 zwischen den Rohren in das innere Rohr 1 strömen kann, wenn der Kolben 5 sich während des Ausfahrhubs am inneren

Rohr nach oben bewegt, die Strömung von dem inneren Rohr während eines Kompressionshubs jedoch eingeschränkt wird. Das obere Ende des inneren Rohrs 1 ist, wie in Fig. 1 gezeigt, durch eine Stangenführung 11 verschlossen, wodurch eine Kolbenstange 13 hindurchgeht, die mit dem Kolben 5 verbunden ist. Die Kolbenstange 13 geht auch durch eine Dichtungsanordnung 15 hindurch, die den Gegenstand der Erfindung bildet und im einzelnen in Fig. 2 dargestellt ist.

Die Dichtungsanordnung 15 hat eine einstückig ausgeformte flexible Dichtung 17, die aus einem geeigneten' Kunststoff hergestellt ist. Die Dichtung 17 hat insgesamt die Form eines Rings und ist auf ihrer radial innenliegenden Fläche 19 mit einer primären Dichtungslippe 21 und einer äußeren Dichtungslippe 23 versehen. Beide Lippen drücken gegen die Kolbenstange 5. Ein Federring 25 preßt die Dichtung gegen die Kolbenstange 5 zusätzlich zu der natürlichen Elastizität der Dichtung. Die primäre Dichtungslippe 21 verhindert, daß öl aus dem Stoßdämpfer entweicht. Die äußere Dichtungslippe 23 verhindert, daß Luft oder Fremdstoffe während eines Kompressionshubs in den Stoßdämpfer eintreten. Ein radial außenliegender Teil der ringförmigen Dichtung hat eine nach unten hängende Lippe 27, die mit einem sekundären Dichtungselement 29 so zusammenwirkt, daß ein Einwegeventil gebildet wird. Das zweite Dichtungselement 29 kann entweder ein nach oben ragender zylindrischer Vorsprung sein, der einstückig mit der Stangenführung 11 ausgebildet ist, oder alternativ kann das sekundäre Dichtungselement 29 ein separates Element sein, das in einer Nut in der Stangenführung 11 befestigt ist. Welche Konstruktion auch benutzt wird, der obere Stirnrand 31 des zweiten Dichtungselements weist eine Anzahl von VorSprüngen 33 auf, die an dem Verstärkungsring 35 angreifen, der in die Dichtung eingebettet ist. Die Spalte zwischen den Vorsprängen

dienen als öffnungen, damit öl zum Speicher 9 fließen kann, wenn die nach unten stehende Lippe 27 vom Fluiddruck abgebogen worden ist. Die Dichtung 17 wird somit durch die Stangenführung 11 und das sekundäre Dichtungselement 29 auf der einen Seite und die Stirnkappe 37 auf der anderen Seite in Position gehalten. In Fig. 2 greift auf der rechten Seite die Stirnkappe 37 mit ihrem unteren Rand 41 an einer radial nach außen stehenden Reihe von Vorsprüngen 39 an der Stangenführung 11 an.

Die Spalte zwischen den VorSprüngen 39 ermöglichen dem Fluid, zum Speicher 9 zu strömen. In Fig. 2 links ist eine alternative Stirnkappenkonstruktion gezeigt, wobei der Hauptunterschied darin besteht, daß eine Innenschulter 43 dem Stirnrand 41 gegenüberliegend an der Stangenführung 11 angreift.

In Betrieb der Dichtungsanordnung 15_r was am besten aus Fig. 2 zu ersehen ist, tritt Öl, welches zwischen der Kolbenstange 13 und der Stangenführung 11 aufgrund des Drucks entweicht, das von den Kolbenventilen erzeugt wird, die der Auswärtsbewegung des Kolbens und der Kolbenstange widerstehen, in den Hohlraum 45 ein, der von der Dichtung 17, dem sekundären Dichtungselement 29, der Stangenführung 11 und der Kolbenstange 13 gebildet wird. Der Hohlraum 45 füllt sich mit Öl und bleibt mit öl wenigstens bis zur Höhe der Spalte zwischen den Vorsprüngen 33 während der normalen Betriebsdauer des Stoßdämpfers gefüllt. Das sekundäre Dichtungselement 29 wirkt so als eine Art Wehr, mit dem der ölpegel im Hohlraum 45 so gehalten wird, daß die Hauptdichtungslippe 21 immer in Öl eingetaucht ist, wodurch die Lebensdauer und Leistung der primären Dichtungslippe 21 vergrößert werden. In Betrieb erzeugt der Stoßdämpfer mehr und mehr Lecköl, das in den Hohlraum 4 5 geführt wird. Wenn der Druck im Hohlraum 4 5 ausreicht, hebt die nach unten hängende Lippe 27 das sekundäre Dichtungselement 29 an, so daß öl in den

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Speicher 9 über die Spalte zwischen den Vorsprüngen 33 strömen kann. Bei dieser Druckreduzierung im Hohlraum 45 bewegt sich die nach unten hängende Lippe 27 zurück und dichtet den Hohlraum 45 ab.

Mit dem beschriebenen Aufbau lassen sich viele Vorteile erreichen. Wesentlich ist die Einfachheit und die billige Fertigung aufgrund der Tatsache, daß nur drei Bauteile in der Dichtungsanordung 15 vorhanden sind, nämlich die Stirnkappe, die Dichtung und die Stangenführung. Zusätzlich wird die Leistung noch gesteigert, weil das sekundäre Dichtungselement 29 die primäre Dichtungslippe 21 immer in öl untergetaucht ist.

Claims (9)

ν . F D N E R Ε£ "Β "Β I Ν' G" "Η A" "U S FINCK PATENTANWÄLTE EUROPEAN PATENT ATTORNEYS MARIAHILFPLATZ 2 A 3. MDNCHEN 9O POSTADRFTSSl·:: POSTFACH 95 O1 6O, D-SOOO MÖNCHEN 95 ARMSTRONG PATENTS DEAC-31742.0 COMPANY LIMITED 23. März 1984 Fi/ba Dichtungsanordnung für einen Doppelrohrteleskopstoßdämpfer Patentansprüche

1.] Dichtungsanordnung für einen Doppelrohrteleskop- ^^ stoßdämpfer, gekennzeichnet durch eine Ringdichtung (17) , die eine radiale Innenfläche (19) aufweist, auf der eine Hauptdichtungslippe (21) und eine äußere Dichtungslippe (23) ausgebildet sind, wobei die Dichtungslippen (21, 23) im Einsatz die Kolbenstange (13) des Stoßdämpfers berühren und ein radial außenliegendes Teil der Ringdichtung (17) eine insgesamt axial hängende Lippe (27) aufweist, die im Einsatz als ein Ventilelement wirkt.

2. Doppelrohrteleskopstoßdämpfer, gekennzeichnet durch ein inneres und ein äußeres Rohr (1,3), die koaxial zueinander und ineinander angeordnet sind, durch eine Kolbenstange (13), die an dem Kolben (5) befestigt ist und sich durch eine

Führungsstange (11) erstreckt, die an einem Ende des inneren Zylinders (1) festgelegt ist, durch eine Stirnkappe (37) , die das eine Ende des Stoßdämpfers verschließt, durch eine Ringdichtung (17) , die an T 0 der Stirnkappe (37) angreift und eine radial innenliegende Fläche (19) aufweist, an der eine primäre Dichtungslippe (21) und eine äußere Dichtungslippe (23)

ausgebildet sind, wobei die Dichtunyslippen (21,23) die Kolbenstange (13) berühren und r>ich die primäre Dichtungslippe (21) am nächsten an der Führungsstange (11) befindet, ein radial außenliegendes Teil der einstückig ausgebildeten Ringdichtung (17) eine insgesamt axial nach unten hängende Lippe (27) aufweist, die an einem sekundären Dichtungselement

(29) angreifen kann, das an der Führungsstange (11) befestigt ist und die Ringdichtung (17) an der Stirnkappe (37) hält, so daß Fluid aus (Vm Hohlraum (45), der von der Führungsstange (11), dnc Kolbenstange (13), der primären Dichtungslippe (21), der sekundären Dichtungslippe (29) und der ingesamt axial nach unten hängenden Lippe (27) gebildet wird, auströmen kann, wenn der Druck des Fluids in -lern Hohlraum (45) ausreicht, um die zuletzt genannte Lippe (27) zu bewegen.

3. Stoßdämpfer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein ringförmiges Verstärkungselement (35) in die Dichtung (17) eingebettet ist.

4. Stoßdämpfer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Verstärkungselement (35) zwischen der insgesamt axial nach unten hängenden Lippe (27) und der radial innenliegenden Fläche

(19) eingebettet ist.

5. Stoßdämpfer nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das sekundäre Dichtungselement (29) an dem Verstärkungselement (35) angreift.

6. Stoßdämpfer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das sekundäre Dichtungselement (29) zylindrisch ausgebildet ist und an einem Ende axiale Vorsprünge (33) aufweist, die mit dem Ver-Stärkungselement (35) in Eingriff stehen.

7. Stoßdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennz e ichnet, daß das
sekundäre Dichtungselement (29) als Einheit mit der Führungsstange (11) ausgebildet ist.

8. Stoßdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das
sekundäre Dichtungselement (29) ein gegenüber der Führungsstange (11) gesondertes Bauteil ist, das

jedoch an ihr befestigt ist.

9. Stoßdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine
Ringfeder (25) die Dichtungslippen (21, 23) gegen die Kolbenstange (13) hält.