DE102016220139A1

DE102016220139A1 - Führungs- und Abdichtungseinheit im Besonderen für einen Schaft eines Stoßdämpfers

Info

Publication number: DE102016220139A1
Application number: DE102016220139.5A
Authority: DE
Inventors: Alberto Dequino; Francesco SCARAMOZZINO
Original assignee: SKF AB
Current assignee: SKF AB
Priority date: 2015-10-15
Filing date: 2016-10-14
Publication date: 2017-04-20
Also published as: US10054184B2; CN106838102A; US20170108073A1; ITUB20154704A1; CN106838102B

Abstract

Führungs- und Abdichtungseinheit (1) für einen Stoßdämpferschaft (2), die eine Buchse (7) und einen Dichtungskomplex (8) einschließt, der einen Dichtring (12) einschließt, der aus Elastomermaterial erzeugt ist und mindestens eine ringförmige Lippe (13) hat, die sich radial und axial zu einer Symmetrieachse (A) der Einheit erstreckt, und eine ringförmige Abdeckung (14), die den Dichtring vollständig stützt; wobei die ringförmige Abdeckung aus einer Metallmanschette (15) besteht, die einen ersten axialen Endteil (16) aufweist, der den Dichtring (12) vollständig stützt und von dem die ringförmige Lippe sich ausladend in das Innere der Metallmanschette (15) erstreckt, und einen zweiten Endteil (18), der fest verbunden in seinem Inneren die ringförmige Buchse (7) aufnimmt.

Description

Technischer Bereich der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Führungs- und Abdichtungseinheit für einen Schaft eines Stoßdämpfers, im Besonderen eines Einrohr-Stoßdämpfers.
Stand der Technik
Die hydraulischen Stoßdämpfer, zum Beispiel die in der Automobilindustrie und anderen Industriezweigen verbreitet verwendeten Einrohr-Stoßdämpfer, sind dazu bestimmt, unter relativ hohen hydraulischen Drücken zu arbeiten, im Durchschnitt um 20 Bar, mit Spitzenwerten, die bis zu 100 Bar erreichen können. In Anbetracht solcher hoher Arbeitsdrücke erfolgen die Abdichtung gegen die unter Druck stehende Flüssigkeit (im Allgemeinen Öl), die im Stoßdämpferkörper enthalten ist und die bei Verwendung der Hin- und Herbewegung des Kolbens im Körper selbst entgegenwirkt, sowie die Führung des Stoßdämpferschafts durch eine Führungs- und Abdichtungseinheit, die Folgendes enthält:

– eine vom Schaft durchgehend berührte Buchse, die dann flüssigkeitsdicht in den Körper des Stoßdämpfers eingebaut wird, und
– einen Dichtungskomplex, der von der Buchse getragen wird.

Eine Führungs- und Abdichtungseinheit dieser Art ist zum Beispiel im deutschen Gebrauchsmuster beschrieben, das unter der Nummer DE 8201327 U veröffentlicht wurde.
Diese Führungs- und Abdichtungseinheit gemäß dem Stand der Technik sieht zahlreiche Elemente vor, die getrennt einzubauen sind, ist daher relativ platzraubend und kompliziert einzubauen und weist nicht vollständig zufriedenstellende Leistungen auf; diese Nachteile sind besonders schwerwiegend im Hinblick auf das Bestreben, die Gesamtabmessungen und das Gesamtgewicht des Stoßdämpfers bei gleichem Arbeitshub zu reduzieren.
Zusammenfassung der Erfindung
Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Führungs- und Abdichtungseinheit für einen Stoßdämpferschaft zu bieten, die frei von den Nachteilen des Stands der Technik ist und die sich im Besonderen für die Anwendung bei Einrohr-Stoßdämpfern eignet, die im Besonderen in axialer Richtung, das heißt in der Richtung der Hin- und Herbewegung des Stoßdämpferschafts, platzsparend ist, die einfach und günstig herzustellen ist, die einfach und zuverlässig einzubauen ist und die eine hohe Abdichtungswirkung sowohl dynamisch, das heißt zum Stoßdämpferschaft hin, als auch statisch, das heißt zum Stoßdämpferkörper hin, aufweist.
Aufgrund der Erfindung wird daher eine Führungs- und Abdichtungseinheit geboten, im Besonderen für den Schaft eines Stoßdämpfers, wie in den angehängten Patentansprüchen definiert.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die Figur der beiliegenden Zeichnung beschrieben, die davon ein nicht beschränkendes Ausführungsbeispiel darstellt und im Aufriss und im Radialschnitt ein Ende eines Stoßdämpfers darstellt, im Besonderen eines Einrohr-Stoßdämpfers, der mit einer erfindungsgemäßen Führungs- und Abdichtungseinheit für einen Stoßdämpferschaft ausgestattet ist, die in das Innere eines Stoßdämpferkörpers eingetrieben eingebaut ist.
Detaillierte Beschreibung
Unter Bezugnahme auf die Einzelfigur der beiliegenden Zeichnung wird mit der Nummer 1 eine Führungs- und Abdichtungseinheit für einen Schaft 2 eines Stoßdämpfers 3 in ihrer Gesamtheit angegeben, der im nicht beschränkenden dargestellten Beispiel ein Einrohr-Stoßdämpfer und der Einfachheit halber nur teilweise dargestellt und im Übrigen bekannt ist.
Im Besonderen umfasst der Stoßdämpfer 3 einen Stoßdämpferkörper 4, der bei Verwendung voll von Öl oder einer anderen unter Druck stehenden Flüssigkeit ist und von einem nicht dargestellten Kolben durchlaufen wird, begrenzt durch eine seitliche Innenwand 5. Die Einheit 1 wird flüssigkeitsdicht auf der Wand 5 zum Schließen eines Endes 6 des Körpers 4 eingetrieben und weist eine Symmetrieachse A auf, die mit der Symmetrieachse und der Gleit- und axialen Verschiebungsachse des Schafts 2 übereinstimmt, der der Einfachheit halber axial abgeschnitten dargestellt ist.
Die Einheit 1 umfasst eine ringförmige Schaftführungsbuchse 7, die bei Verwendung vom Schaft 2 durchgehend berührt wird, und einen Dichtungskomplex 8, der operativ mit der ringförmigen Buchse 7 verbunden ist und seinerseits einen Dichtring 12 aus Elastomermaterial und eine ringförmige Abdeckung 14 umfasst, die den Dichtring 12 zur Gänze stützt.
Der Dichtring 12 weist zumindest eine erste ringförmige Dichtlippe 13 auf, die sich radial und axial zur Symmetrieachse A hin erstreckt und die gestaltet ist, um bei Verwendung mit dem Schaft 2 auf gleitende Weise zusammenzuarbeiten.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung besteht die ringförmige Abdeckung 14 aus einer Metallmanschette 15, die einen ersten axialen Endteil 16 und zweiten axialen Endteil 18 aufweist.
Die Metallmanschette 15 stützt fest verbunden den Dichtring 12 und die ringförmige Buchse 7. Im Besonderen wird der Dichtring 12 vollständig vom ersten Endteil 16 getragen, sodass die erste ringförmige Lippe 13 sich ausladend in das Innere der Metallmanschette 15 erstreckt; die ringförmige Buchse 7 ist dagegen im Inneren des zweiten Endteils 18 untergebracht, fest verbunden mit dem zweiten Endteil 18.
Außerdem ist die die ringförmige Abdeckung 14 bildende Manschette 15 so gestaltet, dass sie geeignet ist, um bei Verwendung flüssigkeitsdicht gegen die Seitenwand 5 des Körpers 4 des Stoßdämpfers 3 eingetrieben zu werden, sodass sie radial auf der Innenseite vom Schaft 2 des Stoßdämpfers 3 durchquert wird, dem Schaft 2, der direkt mit der Lippe 13 zusammenarbeitet.
Die die ringförmige Abdeckung 14 bildende Manschette 15 wird von einer ringförmigen Seitenwand 20 begrenzt, die im Radialschnitt eine Biegung 21 aufweist, die im Radialschnitt im Wesentlichen eine Form eines "offenen" L hat (das heißt einen Winkel zwischen den beiden Armen oder Flügeln des L größer als 90°) und zwischen dem ersten axialen Endteil 16 und dem zweiten axialen Endteil 18 angeordnet ist.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung bildet die Biegung 21 radial im Inneren der Metallmanschette 15 und zum zweiten axialen Endteil 18 hin einen ringförmigen Bund 22; außerdem ist die ringförmige Buchse 7 im Anschlag gegen den ringförmigen Bund 22 angeordnet, der durch die Biegung 21 definiert wird, und wird axial gegen den ringförmigen Bund 22 durch einen ringförmigen Endrand 23 des zweiten axialen Endteils 18 blockiert, wobei der Rand 23 L-förmig gegen eine erste Frontfläche 24 der ringförmigen Buchse 7 gebogen ist, die auf der entgegengesetzten Seite dem ersten axialen Endteil 16 zugewandt ist.
Der ringförmige Endrand 23 ist in radialer Richtung verdünnt (das heißt, er ist weniger dick) im Hinblick auf eine im Wesentlichen konstante Dicke der ringförmigen Seitenwand 20 der Metallmanschette 15, die die ringförmige Abdeckung 14 bildet, weswegen die Teile 16 und 18 beide dieselbe radiale Dicke aufweisen, ausgenommen im Bereich des Randes 23.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist der erste axiale Endteil 16 L-förmig radial zur Innenseite umgebogen, sodass er auf der entgegengesetzten Seite vom zweiten axialen Endteil 18 einen ringförmigen Flanschteil 25 bildet, der im Dichtring 12 aus Elastomermaterial eingelassen ist, sodass er davon eine Bewehrung zur Verstärkung bildet.
Die erste ringförmige Dichtlippe 13 erstreckt sich radial und axial ausladend von einem radial inneren peripheren Rand 26 des ringförmigen Flanschteils 25 zur ringförmigen Buchse 7; außerdem weist der Dichtring 20 auch eine zweite ringförmige Dichtlippe 27 auf, die sich radial und axial ausladend vom radial inneren peripheren Rand 26 des ringförmigen Flanschteils 25 auf der entgegengesetzten Seite von der ringförmigen Buchse 7 ausdehnt, sodass sie mit der ersten ringförmigen Lippe 13 im radialen Schnitt ein V mit dem Scheitel auf dem radial inneren peripheren Rand 26 des ringförmigen Flanschteils 25 und Endabschnitte bildet, die aus den jeweiligen freien Enden 28, 29 der ersten ringförmigen Lippe 13 beziehungsweise der zweiten ringförmigen Lippe 27 bestehen.
Die Enden 28, 29 sind zur Symmetrieachse A gewandt und arbeiten bei Verwendung mit radialer Überschneidung gleitend mit dem Schaft 2 zusammen und sind in unverformter Konfiguration dargestellt, die die geplant vorgesehene Überschneidung übergroß darstellt; bei Verwendung verformen sich die Lippen 13 und 27 elastisch in radialer Richtung, wodurch sie folglich durch die elastische Wirkung einen Dichtdruck auf den Schaft 2 ausüben.
Die zweite ringförmige Lippe 27 erstreckt sich ausladend über eine größere Länge als die erste ringförmige Lippe 13, sodass das von der ersten und zweiten Lippe 13, 27 gebildete V asymmetrisch ist.
Der erste axiale Endteil 16 weist radial äußere und innere Querabmessungen auf, die kleiner als jene des zweiten axialen Endteils 18 sind, mit dem er durchgehend durch die Biegung 21 verbunden ist, sodass der zweite axiale Endteil 18 radial auf der Außenseite des ersten axialen Endteils 16 eine ringförmige Vertiefung 30 begrenzt, die einen radial äußeren Teil 31 des Dichtringes 12 aufnimmt.
Der radial äußere Teil 31 des Dichtringes 12 erstreckt sich radial auf der Außenseite der Metallmanschette 15, die die ringförmige Abdeckung 14 bildet, und ist gestaltet, um eine radial äußere statische Dichtung 32 des Dichtungskomplexes 8 zu definieren, die bei Verwendung geeignet ist, um mit der Seitenwand 5 des Körpers 4 des Stoßdämpfers 3 flüssigkeitsdicht zusammenzuarbeiten.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die ringförmige Buchse 7 aus einem synthetischen Plastikmaterial erzeugt.
Außerdem ist die ringförmige Buchse 7 zur ersten ringförmigen Lippe 13 hin mit einer ringförmigen Untiefe 33 versehen, die auf einer zweiten Frontfläche 34 der ringförmigen Buchse 7 gegenüber der Fläche 24 geschaffen und zum ersten axialen Endteil 16 der Metallmanschette 15 gewandt ist.
Die erste ringförmige Lippe 13 erstreckt sich ausladend im Inneren des radialen Raumes der ringförmigen Untiefe 33 und in unmittelbarer Nähe derselben, sodass sie sich bei Verwendung, falls erforderlich, elastisch im Inneren der Untiefe 33 verformen kann.
Aufgrund der Beschreibung und wie in der Figur der beiliegenden Zeichnung deutlich dargestellt, ist zwischen der ringförmigen Buchse 7, der ersten ringförmigen Lippe 13 und dem ersten axialen Teil 16 im Inneren der Metallmanschette 15 und radial auf der Außenseite der ersten ringförmigen Lippe 13 eine ringförmige Kammer 35 begrenzt, die geeignet ist, um bei Verwendung mit einer unter Druck stehenden Flüssigkeit über ein radiales Spiel zwischen Schaft 2 und ringförmiger Buchse 7 (ein kleines und der Einfachheit halber nicht dargestelltes Spiel) befüllt zu werden, das so gestaltet ist, dass eine radial innere Seitenwand 36 der ringförmigen Buchse 7 bei Verwendung eine Führungsfläche für den Schaft 2 des Stoßdämpfers 3 definiert.
Dank der beschriebenen Gestaltung ist die Führungs- und Abdichtungseinheit 1 extrem einfach zu erzeugen und einzubauen und besteht einzig und allein aus zwei getrennten Elementen, die aus dem Dichtungskomplex 8 und aus der Buchse 7 bestehen, da der Dichtring 20 mit den dazugehörigen Lippen 13 und 27 als Einzelkörper mit der Abdeckung 14 erhalten wird, da er mit der Manschette 15 zusammengepresst und physikalisch und chemisch durch Verklebung bei der Vulkanisierung (gemäß einem im Übrigen bekannten Verfahren) am Flanschteil 25 befestigt wird.
Sie wird gegen die Seitenwand 5 im Inneren des Stoßdämpferkörpers 4 eingetrieben, sodass die statische Dichtung 32 das offene Ende 6 versiegelt, von dem ein Rand 37 danach gegen den ringförmigen Teil 31 des Dichtringes 12 umgebogen und/oder abgeschrägt wird.
Dank der beschriebenen Struktur wird die Lippe 13 umso stärker gegen den Schaft 2 gedrückt je höher der Druck im Stoßdämpferkörper 4 ist, wodurch auf diese Weise eine wirksame und zuverlässige dynamische Dichtung gewährleistet wird, während die Lippe 27 als Staubschutz und Ölabstreifer funktioniert. Außerdem erlaubt die von den Lippen 13, 27 eingenommene V-förmige Gestalt und die Tatsache, dass beide ausladend ohne Metallstütze von einem gemeinsamen Wurzelteil im Bereich des Randes 26 abgehen, den Lippen 13, 27, zu schwingen und bei Verwendung eventuelle Versetzungen des Schafts 2 im Hinblick auf die Achse auszugleichen. Die Einheit 1 ist außerdem extrem kompakt, vor allem in axialer Richtung.
Alle Ziele der Erfindung sind daher erreicht.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 8201327 U [0003]

Claims

Führungs- und Abdichtungseinheit (1) für einen Schaft (2) eines Stoßdämpfers (3), wobei die Einheit (1) Folgendes umfasst: – eine ringförmige Schaftführungsbuchse (7), die bei Verwendung vom Schaft (2) durchgehend berührt wird; und – einen Dichtungskomplex (8), der operativ mit der ringförmigen Buchse verbunden ist und seinerseits Folgendes umfasst: – einen Dichtring (12), der aus Elastomermaterial erzeugt ist und mindestens eine erste ringförmige Dichtlippe (13) hat, die sich radial und axial zu einer Symmetrieachse (A) der Einheit erstreckt und bei Verwendung mit einer Verschiebungsachse des Schafts übereinstimmt, wobei die erste Dichtlippe (13) gestaltet ist, um bei Verwendung gleitend mit dem Schaft (2) zusammenzuarbeiten, und – eine ringförmige Abdeckung (14), die den Dichtring (12) vollständig stützt; wobei die Einheit (1) dadurch gekennzeichnet ist, dass: i)– die ringförmige Abdeckung (14) aus einer Metallmanschette (15) besteht, die einen ersten und zweiten axialen Endteil (16, 18) aufweist, wobei die Manschette (15) den Dichtring (12) und die ringförmige Buchse (7) fest verbunden stützt, wobei der Dichtring (12) vollständig vom ersten Endteil (16) getragen wird, sodass die erste ringförmige Lippe (13) sich ausladend in das Innere der Metallmanschette (15) erstreckt und die ringförmige Buchse (7) im Inneren des zweiten Endteils (18) untergebracht ist, fest verbunden mit dem zweiten Endteil; ii)– die die ringförmige Abdeckung bildende Metallmanschette (15) so gestaltet ist, dass sie geeignet ist, um bei Verwendung flüssigkeitsdicht gegen eine Seitenwand (5) eines Körpers (4) des Stoßdämpfers eingetrieben zu werden, sodass sie radial auf der Innenseite vom Schaft (2) des Stoßdämpfers durchquert wird.
Einheit laut Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die die ringförmige Abdeckung bildende Metallmanschette (15) von einer ringförmigen Seitenwand (20) begrenzt wird, die im Radialschnitt eine im Wesentlichen L-förmige Biegung (21) aufweist, die zwischen dem ersten und zweiten axialen Endteil (16, 18) angeordnet ist, wobei die Biegung (21) radial im Inneren der Metallmanschette (15) und zum zweiten axialen Endteil (18) hin einen ringförmigen Bund (22) bildet; wobei die ringförmige Buchse (7) im Anschlag gegen den ringförmigen Bund (22) angeordnet ist, der durch die Biegung definiert wird, und axial gegen den ringförmigen Bund durch einen ringförmigen Endrand (23) des zweiten axialen Endteils blockiert wird, wobei der Rand (23) L-förmig gegen eine erste Frontfläche (24) der ringförmigen Buchse gebogen wird, die auf der entgegengesetzten Seite dem ersten axialen Endteil (16) zugewandt ist.
Einheit laut Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der ringförmige Endrand (23) des zweiten axialen Endteils in radialer Richtung im Hinblick auf eine im Wesentlichen konstante radiale Dicke der ringförmigen Seitenwand (20) der Metallmanschette (15) verdünnt ist, die die ringförmige Abdeckung bildet.
Einheit laut einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste axiale Endteil (16) L-förmig radial zur Innenseite umgebogen ist, sodass er auf der entgegengesetzten Seite vom zweiten axialen Endteil (18) einen ringförmigen Flanschteil (25) bildet, der im Dichtring (12) aus Elastomermaterial eingelassen ist, sodass er davon eine Bewehrung zur Verstärkung bildet; wobei die erste ringförmige Dichtlippe (13) sich radial und axial ausladend von einem radial inneren peripheren Rand (26) des ringförmigen Flanschteils (25) zur ringförmigen Buchse (7) erstreckt; und wobei der Dichtring eine zweite ringförmige Dichtlippe (27) aufweist, die sich radial und axial ausladend vom radial inneren peripheren Rand (26) des ringförmigen Flanschteils (25) auf der entgegengesetzten Seite von der ringförmigen Buchse (7) ausdehnt, sodass sie mit der ersten ringförmigen Lippe (13) im radialen Schnitt ein V mit dem Scheitel auf dem radial inneren peripheren Rand (26) des ringförmigen Flanschteils und Endabschnitte bildet, die aus den jeweiligen freien Enden (28, 29) der ersten und zweiten ringförmigen Lippe bestehen, zugewandt zur Symmetrieachse (A).
Einheit laut Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite ringförmige Lippe (27) sich ausladend über eine größere Länge als die erste ringförmige Lippe (13) erstreckt, sodass das von der ersten und zweiten Lippe gebildete V asymmetrisch ist.
Einheit laut einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste axiale Endteil (16) radial äußere und innere Querabmessungen aufweist, die kleiner als jene des zweiten axialen Endteils (18) sind, mit dem er durchgehend durch eine Biegung (21) verbunden ist, sodass der zweite axiale Endteil (18) radial auf der Außenseite des ersten axialen Endteils (16) eine ringförmige Vertiefung (30) begrenzt, die einen radial äußeren Teil (31) des Dichtringes (12) aufnimmt; wobei der radial äußere Teil (31) des Dichtringes sich radial auf der Außenseite der Metallmanschette (15) erstreckt, die die ringförmige Abdeckung bildet, und gestaltet ist, um eine radial äußere statische Dichtung (32) des Dichtungskomplexes (8) zu definieren, die bei Verwendung geeignet ist, um mit der Seitenwand (5) des Körpers (4) des Stoßdämpfers flüssigkeitsdicht zusammenzuarbeiten.
Einheit laut einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ringförmige Buchse (7) aus einem synthetischen Plastikmaterial erzeugt ist.
Einheit laut einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ringförmige Buchse (7) zur ersten ringförmigen Lippe hin mit einer ringförmigen Untiefe (33) versehen ist, die auf einer zweiten Frontfläche (34) der ringförmigen Buchse geschaffen ist, die zum ersten axialen Endteil (16) der Metallmanschette gewandt ist, die die ringförmige Abdeckung bildet; wobei die erste ringförmige Lippe (13) sich ausladend in das Innere des radialen Raumes der ringförmigen Untiefe (33) und in unmittelbarer Nähe derselben erstreckt.
Einheit laut einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der ringförmigen Buchse (7), der ersten ringförmigen Lippe (13) und dem ersten axialen Endteil (16) im Inneren der die ringförmige Abdeckung bildenden Metallmanschette (15) und radial auf der Außenseite der ersten ringförmigen Lippe (13) eine ringförmige Kammer (35) begrenzt ist, die geeignet ist, um mit einer unter Druck stehenden Flüssigkeit über ein bei Verwendung vorhandenes radiales Spiel zwischen der ringförmigen Buchse (7) und dem Schaft (2) befüllt zu werden; wobei eine radial innere Seitenwand (36) der ringförmigen Buchse gestaltet ist, um bei Verwendung eine Führungsfläche für den Schaft (2) des Stoßdämpfers zu definieren.