DE102020003818A1 - Vorrichtung zum Abdichten einer Kolbeneinheit, insbesondere für ein Fahrzeug, sowie Montageverfahren und Montagevorrichtung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abdichten einer Kolbeneinheit, insbesondere für ein Fahrzeug, umfassend einen Zylinder (5), in welchem ein Kolben (7) beweglich gelagert ist, wobei in den beiden Endbereichen des Kolbens (7) gegensinnig je ein Dichtelement (9) angeordnet ist, welches mit einem Federelement (17, 19) zur definierten Anlage an einer Wand des Zylinders (5) ausgestattet ist und die Federelemente (17,19) ebenfalls zueinander gegensinnig positioniert sind. Bei einer Vorrichtung, welche einfach herzustellen ist, aber trotzdem die Dichtfunktion während einer Bewegung des Kolbens zuverlässig gewährleistet wird, ist der Kolben (7) mit einem Dichtband (3) versehen, welches an jedem Endbereich des Kolbens (7) ein Dichtelement (9) ausbildet, wobei in den beiden Endbereichen je eine U-förmige Auslegefeder (17, 19) gegensinnig eingelegt ist, die mit je einem Schenkel (17b, 19b) das zugeordnete Dichtelement (3) radial nach außen an die Wand des Zylinders (5) drückt und sich mit dem jeweils anderen Schenkel (17c, 19c) radial innen am Kolben (7) abstützt, wobei die Schenkelenden der Auslegefedern (17, 19) axial in gegensinniger Richtung abgestützt sind.

Description

• Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abdichten einer Kolbeneinheit, insbesondere für ein Fahrzeug, umfassend einen Zylinder, in welchem ein Kolben beweglich gelagert ist, wobei in den beiden Endbereichen des Kolbens gegensinnig je ein Dichtelement angeordnet ist, welches mit einem Federelement zur definierten Anlage an einer Wand des Zylinders ausgestattet ist und die Federelemente ebenfalls zueinander gegensinnig positioniert sind, sowie ein Montageverfahren der Vorrichtung und eine Montagevorrichtung.
• Aus der US 4 743 033 A ist eine Dichtvorrichtung für Kolben bekannt, in der in den zwei Endbereichen des Kolbens zwei gegensinnig- je eine für je eine Orientierung der Hubbewegung des Kolbens vorwärts/rückwärts- ausgerichtete Dichtlippen zur Anlage an einer Zylinderwand mit je einem wiederrum gegensinnig angeordneten u-förmigen Federring für eine definierte Anlagekraft an der Zylinderwand ausgestattet sind. Dabei sind zwei separate Dichtringe mit je einem Federring vorgesehen, die die Federkraft zwischen zwei Elastomerwänden des Dichtringes erzeugen. Die Dichtringe werden mittels einer Verschraubung am Kolben montiert.
• Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Abdichten einer Kolbeneinheit anzugeben, welche einfach herzustellen ist, aber trotzdem die Dichtfunktion während einer Bewegung des Kolbens zuverlässig gewährleistet.
• Die Erfindung ergibt sich aus den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, sowie der Erläuterung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Figuren dargestellt sind.
• Die Aufgabe ist mit einer Vorrichtung dadurch gelöst, dass der Kolben mit einem Dichtband versehen ist, welches an jedem Endbereich des Kolbens ein Dichtelement ausbildet, wobei in den beiden Endbereichen je eine U-förmige Auslegefeder gegensinnig eingelegt ist, die mit je einem Schenkel das zugeordnete Dichtelement radial nach außen an die Wand des Zylinders drückt und sich mit dem jeweils anderen Schenkel radial innen am Kolben abstützt, wobei die Schenkelenden der Auslegefedern axial in gegensinniger Richtung abgestützt sind. Dies hat den Vorteil, dass die Auslegefeder durch ihre allseitige Abstützung das Dichtband zuverlässig gegen die Zylinderwand und den Kolben drückt, so dass auch bei der Bewegung des Kolbens die Dichtheit gewährleistet ist.
  Durch die axiale Abstützung sichert die Auslegefeder einerseits das Dichtband auf dem Kolben, andererseits kann durch die direkte Anlage am Kolben die radiale Dichtkraft besser abgestimmt werden.
• Vorteilhafterweise stützt sich eine runde Schulter der U-förmigen Auslegefedern axial in der den Schenkelenden entgegengesetzten Richtung am Kolben ab. Dadurch wird die Dichtkraft des Dichtbandes weiter verbessert.
• In einer Ausgestaltung weist der Kolben entlang dem Dichtband mehrere Stützkrägen auf. Neben der Verbesserung der Dichtheit wird die Position des Dichtbandes am Kolben zuverlässig fixiert.
• In einer Variante liegt das Dichtband direkt auf dem Kolben auf und weist dem Kolben zugewandt mehrere Ausnehmungen zur Aufnahme der Stützkrägen des Kolbens auf, wobei zwischen zwei Ausnehmungen jeweils eine Dichtlippe ausgebildet ist. Da die Dichtlippen formschlüssig in die Abstände der Stützkrägen eingreifen, wird die Fixierung des Dichtbandes am Kolben verbessert.
• In einer Ausführungsform verläuft jede Auslegefeder um den Kolben herum. Damit wird die Empfindlichkeit der so erzeugten Vorspannung und damit des Reibungswiderstandes und der Dichtigkeit der Dichteinheit gegenüber Fertigungsstreuungen der beteiligten Bauelemente reduziert.
• Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Montage eines Dichtbandes in eine Kolbeneinheit, insbesondere für einen hydraulischen Dämpfer in einem Fahrzeug. Bei einem Verfahren, bei welchem die Vorrichtung einfach herzustellen ist und die Dichtfunktion während einer Bewegung des Kolbens zuverlässig gewährleistet wird, wird die U-förmige Auslegefeder in eine, ein umlaufendes Profil aufweisende Montagevorrichtung eingesteckt, wobei dieses gegenüber einem Kolben bei einer vorübergehenden Unterbindung einer Federung fixiert wird und anschließend das Dichtband aufgelegt wird.
• Vorteilhafterweise wird das Dichtband unter dessen Aufweitung über die montierte Auslegefeder und den Kolben gezogen. Mit Hilfe der Aufweitung kann das Dichtband in nur einem Montageschritt auf den Kolben aufgelegt werden.
• Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Montagevorrichtung zur Montage des Dichtbandes an einer Kolbeneinheit. Bei dieser einfachen Montagevorrichtung ist ein umlaufendes Profil einer Innenform einer zu montierenden Auslegefeder zum Einstecken in das Dichtband angepasst und ein konischer Aufschiebebereich zur Weitung des Dichtbandes bei der Montage am Kolben vorgesehen.
• Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der - gegebenenfalls unter Bezug auf die Zeichnung - zumindest ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Beschriebene und/oder bildlich dargestellte Merkmale können für sich oder in beliebiger, sinnvoller Kombination den Gegenstand der Erfindung bilden, gegebenenfalls auch unabhängig von den Ansprüchen, und können insbesondere zusätzlich auch Gegenstand einer oder mehrerer separater Anmeldung/en sein. Gleiche, ähnliche und/oder funktionsgleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.
• Es zeigen:
• 1 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
• 2 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Montagevorrichtung,
• 3 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Montageverfahrens.
• In 1 ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt, wie diese in hydraulischen Dämpfern, insbesondere in Fahrzeugen, eingesetzt wird. Die Vorrichtung 1 weist ein Dichtband 3 auf, welches zwischen einer Wandung eines Zylinders 5 und einem in dem Zylinder 5 beweglich gelagerten Kolben 7 anliegt. An seinen Enden besitzt das Dichtband 3 je ein Dichtelement 9, während dazwischen in vorgegebenen Abständen Dichtlippen 11 ausgebildet sind, die in Richtung des Kolbens 7 weisen. Zwischen den Dichtlippen 11 sind Ausnehmungen 13 vorgesehen, in welche ebenfalls mittig am Kolben 7 ausgebildete Stützkrägen 15 formschlüssig eingreifen, so dass das Dichtband 3 direkt an dem Kolben 7 anliegt. Die Vorspannung des Dichtbandes 3 auf die Wand des Zylinders 5 wird durch eine zwischen Dichtband 3 und Kolben 7 liegende, um den Kolben 7 herumgreifende, einen U-förmigen Querschnitt aufweisende Auslegefeder 17, 19 erzeugt, die aus Kunststoff oder aus einem metallischen Material besteht und mit engen Toleranzen gefertigt wird. Eine solche Auslegefeder 17, 19 ist an jedem Ende des Dichtbandes 3 vorgesehen, wobei sich die beiden Auslegefedern 17 und 19 gegensinnig gegenüberliegen, das heißt, dass ihre offenen Bereiche 17a, 19a voneinander wegweisen. Ein Schenkel 17b, 19b jeder Auslegefeder 17, 19 drückt das Dichtelement 9 des Dichtbandes 3 radial an die Wand des Zylinders 5, während der andere Schenkel 17c, 19c jeder Auslegefeder 17, 19 sich radial am Kolben 7 abstützt. Eine runde Schulter 17d, 19d der Auslegefedern 17, 19 stützt sich axial in die entgegengesetzte Richtung am Kolben 7 ab.
• 2 zeigt eine Montagevorrichtung 21 für die Vorrichtung 1. Diese Montagevorrichtung 21 umfasst einen Grundkörper 23, welcher entlang seiner Längserstreckung in seiner Form 25 an die Innenform der Auslegefeder 17, 19 angepasst ist. Die Außenwand 27 des Grundkörpers 23 ist umlaufend abgeschrägt.
• Mit Hilfe von 3 soll die Montage der Vorrichtung 1 mit Hilfe der beschriebenen Montagevorrichtung 21 näher erläutert werden. Die Montagevorrichtung 21 wird derart in die Auslegefeder 17, 19 gesteckt, dass die Auslegefeder 17, 19 gegenüber dem Kolben 7 fixiert und deren Federung während des Montagevorganges unterbunden wird. Über die schräge Außenwand 27 wird anschließend das Dichtband 3 kontinuierlich aufgeweitet und über die Auslegefeder 17, 19 und den Kolben 7 geschoben. Nach dem Aufziehen des Dichtbandes 3 erfolgt ein finaler Beschnitt des Dichtbandes 3 und die Montagevorrichtung 21 wird entfernt.
• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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• Zitierte Patentliteratur
• US 4743033 A [0002]

Claims (8)

1. Vorrichtung zum Abdichten einer Kolbeneinheit, insbesondere für ein Fahrzeug, umfassend einen Zylinder (5), in welchem ein Kolben (7) beweglich gelagert ist, wobei in den beiden Endbereichen des Kolbens (7) gegensinnig je ein Dichtelement (9) angeordnet ist, welches mit einem Federelement (17, 19) zur definierten Anlage an einer Wand des Zylinders (5) ausgestattet ist und die Federelemente (17,19) ebenfalls zueinander gegensinnig positioniert sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (7) mit einem Dichtband (3) versehen ist, welches an jedem Endbereich des Kolbens (7) ein Dichtelement (9) ausbildet, wobei in den beiden Endbereichen je eine U-förmige Auslegefeder (17, 19) gegensinnig eingelegt ist, die mit je einem Schenkel (17b, 19b) das zugeordnete Dichtelement (9) radial nach außen an die Wand des Zylinders (5) drückt und sich mit dem jeweils anderen Schenkel (17c, 19c) radial innen am Kolben (7) abstützt, wobei die Schenkelenden der Auslegefedern (17, 19) axial in gegensinniger Richtung abgestützt sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine runde Schulter (17d, 19d) der U-förmigen Auslegefedern (17, 19) sich axial in der den Schenkelenden entgegengesetzten Richtung am Kolben (7) abstützen.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (7) entlang dem Dichtband (3) mehrere Stützkrägen (15) aufweist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtband (3) direkt auf dem Kolben (7) aufliegt und dem Kolben (7) zugewandt mehrere Ausnehmungen (13) zur Aufnahme der Stützkrägen (15) des Kolbens (7) aufweist, wobei zwischen zwei Ausnehmungen (13) jeweils eine Dichtlippe (11) ausgebildet ist.
5. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jede Auslegefeder (17, 19) um den Kolben (7) herum verläuft.
6. Verfahren zur Montage eines Dichtbandes an einer Kolbeneinheit, insbesondere für einen hydraulischen Dämpfer in einem Fahrzeug, dadurch gekennzeichnet, dass die U-förmige Auslegefeder (17, 19) in eine, ein umlaufendes Profil aufweisende Montagevorrichtung (21) eingesteckt wird, wobei diese gegenüber einem Kolben (7) bei einer vorübergehenden Unterbindung einer Federung fixiert wird und anschließend das Dichtband (3) über die Montagevorrichtung (21) auf den Kolben (7) aufgezogen wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtband (3) unter dessen Aufweitung über die montierte Auslegefeder (17, 19) und den Kolben (7) gezogen wird.
8. Montagevorrichtung zur Montage eines Dichtbandes an einer Kolbeneinheit, dadurch gekennzeichnet, dass ein umlaufendes Profil (25) einer Innenform einer zu montierenden Auslegefeder (17, 19) zum Einstecken in die Auslegefeder (17, 19) angepasst ist und ein konischer Aufschiebebereich (27) für ein Dichtband (3) zur Weitung des Dichtbandes (3) bei der Montage am Kolben (7) vorgesehen ist.

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