DE3905777A1 - Dichtring - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Dicht- und Führungs­ ring zur Abdichtung und gleichzeitigen Führung von rela­ tiv zueinander verschiebbaren Teilen, insbesondere für Kolben und/oder Kolbenstangen von Schwingungsdämpfern, wobei der Dichtring einem der Teile zugeordnet ist.

Es sind bereits Vorrichtungen zur Abdichtung von Kolben­ stangen bekannt (z. B. DE-PS 30 02 700), bei denen zwischen einem Mantelrohr des Dämpfergehäuses eines Schwingungsdämpfers, einer Kolbenstangenführung und einer das Mantelrohr stirnseitig abschließenden Ringscheibe, eine Dichtungsmanschette angeordnet ist. Zur einwand­ freien Abdichtung der Kolbenstangen werden, bedingt durch die hohen Druckunterschiede, Abstreifringe in Kombination mit O-Ringen benötigt. Nachteilig ist hierbei, daß der­ artige Abstreifringe mit oder ohne Verwendung von O-Ringen eine mit der Druckdifferenz stark zunehmende Reibung erzeugen, wobei jedoch keinerlei Führungsfunktion von einer solchen Dichtung erfüllt werden kann.

Darüber hinaus sind Kolben mit druckabhängiger Anpressung des Kolbenringes an die Zylinderwand bekannt (z. B. DE-OS 30 08 707). Der Kolben ist dabei auf einer Kolbenstange befestigt und in einem mit Dämpfungsmedium gefüllten Zylinder axial beweglich geführt. In der Anwendung eines derartigen Kolbens im Schwingungsdämpfer eines Fahrzeuges hat dieser Kolben tragende und führende Funktionen zu übernehmen, so daß zusätzliche Buchsen oder Folien ver­ wendet werden müssen. Nachteilig ist bei derartigen Buchsen oder Folien, daß sie zwar führen und Querkräfte aufnehmen können, jedoch ist insbesondere bei groben Fertigungstoleranzen nur eine ungenügende Abdichtwirkung zu erzielen.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Dichtring so auszu­ bilden, daß der Dichtring tragende und führende Funk­ tionen bei geringer Reibung, unabhängig vom Druck, über­ nehmen kann und daß auch bei hohen Druckdifferenzen und Toleranzschwankungen der Bauteile eine gute Abdichtung und darüber hinaus ein Druckabbau am Dichtungsspalt er­ zielt werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß der Dichtring mindestens zwei in etwa rechtwinkelig zur Bewegungsrichtung über dem Umfang verlaufende Nuten aufweist.

In vorteilhafter Weise lassen sich dabei die Nuten im Querschnitt rechteckig ausbilden. Nach einer besonders günstigen Ausführungsform besteht der Dichtring (1) aus einem hochfesten und mechanisch bearbeitbaren Material mit günstigen Reibwerteigenschaften, wie z. B. PTFE- Bronze, besteht.

Vorteilhaft ist bei dieser Ausführungsform, daß als Dichtring ein Rohrstück aus PTFE-Bronze verwendet wird, welches als Kolbenstangenabdichtung auf der Innenbohrung und als Kolbenabdichtung auf der zylindrischen Außen­ fläche Nuten aufweist. Durch die Aufweitung des Dichtungsspaltes im Bereich der Nuten wird die Spalt­ strömung unter Wirbelbildung in hrer Geschwindigkeit stark vermindert, um beim erneuten Wiedereintritt in den Spalt auf einem niedrigeren Niveau wieder beschleunigt zu werden. Hieraus resultiert ein kaskadenartiger, praktisch vollständiger Druckabbau über der Länge des Dichtungs­ ringes bei sehr geringen Leckströmen. Auch bei hohen Drücken bleibt die Reibungserhöhung äußerst gering. Zur Verminderung der Reibung kann außerdem eine Leckölrück­ führung vorgesehen werden, um den äußeren Abstreifring mit der Staublippe vom Druck zu entlasten.

Nach einem weiteren wesentlichen Merkmal ist vorgesehen, daß zwischen dem Dichtring und dem den Dichtring tragen­ den Teil eine Abdichtung vorgesehen ist, um insbesondere bei hohen Druckdifferenzen eine druckabhängige Anpressung der Dichtung an die Stange bzw. das Zylinderrohr zu ver­ meiden. In vorteilhafter Ausgestaltung weist dabei der Dichtring einen axial sich erstreckenden Vorsprung auf, der durch Umbördeln der formschlüssigen Verbindung mit dem den Dichtring tragenden Teil dient.

Eine wesentliche Ausgestaltung sieht vor, daß die form­ schlüssige Verbindung gleichzeitig als Abdichtung vor­ gesehen ist, wobei die die Dichtmanschette andrückende Scheibe durch ihre speziell ausgebildete Ausrundung gleichzeitig als Umbördelwerkzeug dient.

In einer weiteren Variante ist vorgesehen, den Abdicht- und Führungsring elastisch zu lagern, wobei ein runder Stahlring einen parallelen Versatz der beweglichen Teile zueinander verhindert, gleichzeitig aber eine leichte Verdrehung der Elemente zuläßt. Damit soll eine ein­ seitige Belastung des Dicht- und Führungsringes weit­ gehend vermieden werden.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 eine Kolbenstangenführung mit einem Dichtring im Schnitt,

Fig. 2 eine Kolbenstangenführung mit Dichtring, im Prin­ zip wie in Fig. 1 bereits dargestellt, bei der jedoch eine zusätzliche Abdichtung vorhanden ist,

Fig. 3 einen Kolben mit einem Dichtring im Schnitt,

Fig. 4 einen Kolben mit Dichtring, im Prinzip wie in Fig. 3 bereits gezeigt, mit einer zusätzlichen Spaltab­ dichtung,

Fig. 5 eine Kolbenstangenführung mit einem elastisch gelagerten Dicht- und Führungsring,

Fig. 6 einen Kolben mit einem elastisch gelagerten Dicht- und Führungsring.

Die in Fig. 1 gezeigte Kolbenstangenabdichtung besteht im wesentlichen aus der Kolbenstangenführung 6 mit der der Dichtring 1 verbunden ist. Der Dichtring 1 dient da­ bei der Abdichtung und Führung gegenüber der axial sich bewegenden Kolbenstange 3. Auf der der Kolbenstange 3 zugewandten Seite ist der Dichtring 1 mit Nuten 4 ver­ sehen, die sowohl der Abdichtung als auch dem Druckabbau der laminaren Strömung dienen. Da zwischen der Kolben­ stange 3 und dem Dichtring 1 im allgemeinen eine laminare Spaltströmung besteht, die mit enger werdendem Spalt an Geschwindigkeit zunimmt, sind die Nuten 4 dazu vorge­ sehen, daß in den Nuten 4 die spaltströmung verwirbelt und die Geschwindigkeit stark vermindert wird. Ausgehend von einem niedrigeren Druckniveau wird im nächsten Spalt diese Strömung erneut beschleunigt, um in der nachfolgen­ den Nut 4 auf einem noch geringeren Druckniveau wiederum in der Geschwindigkeit stark reduziert zu werden. Bei dieser Bauart kann der Spalt zwischen dem Dichtring 1 und der Kolbenstange 3 größeren Toleranzen unterworfen werden als bei herkömmlichen Dichtungsbuchsen, ohne daß dies nachteilig für die Dichtwirkung ist.

In der Fig. 2 ist ein Vorsprung 5 des Dichtringes 1 zur Abdichtung und Fixierung des Dichtringes gegenüber der Kolbenstangenführung 6 umgebördelt. Es wird dabei zwischen dem Dichtring 1 und der den Dichtring tragenden Kolbenstangenführung 6 eine Abdichtung erzielt. Damit soll verhindert werden, daß bei hohen Druckdifferenzen, die über die Dichtung abgebaut werden sollen, der im Zylinderraum entstehende Druck hinter der Dichtung wirk­ sam wird, diese an die Kolbenstange andrückt und somit eine druckabhängige Reibung erzeugt.

Aus der Fig. 3 ist eine Kolbenstange 3 sowie ein daran befestigter Kolben 2 zu entnehmen, wobei zwischen einem Zylinderrohr 7 und dem Kolben 2 der Dichtring 1 ange­ ordnet ist. Der Dichtring 1 ist wiederum über seine axiale Länge mit Nuten 4 versehen, die der Herabsetzung der Geschwindigkeit der Spaltströmung zwischen dem Zylinderrohr 7 und dem Kolben 2 dienen.

Die in Fig. 4 gezeigte Ausführungsform eines Kolbens 2 ist mit zusätzlichen Dichtungsscheiben 8 a und 8 b ver­ sehen, die zwischen dem Dichtungsring 1 und dem den Dichtring tragenden Kolben 2 eine Abdichtung erzielen.

Fig. 5 und 6 zeigen jeweils den Dichtungs- und Führungs­ ring 1, der in einem hochelastischen Material 9 einge­ lagert ist. Der runde Stahlring 10, der in das elastische Material 9 eingebettet ist, stützt den Dichtungsring gegenüber dem Stangenführungskomplex 6 bzw. dem Kolben 2 ab, läßt jedoch gleichzeitig leichte Relativbewegungen bzw. Verdrehungen zu. Bei einer Verbiegung der Kolben­ stange aufgrund äußerer Querkräfte folgt somit der Dicht­ ring weitgehend der Abdichtfläche, so daß sowohl die Ab­ dichtwirkung beibehalten als auch ein übermäßiger Ver­ schleiß an den Kanten vermieden wird.

Bezugszeichenliste

1 - Dichtring
2 - Kolben
3 - Kolbenstange
4 - Nuten
5 - Vorsprung
6 - Kolbenstangenführung
7 - Zylinderrohr
8 - Dichtungsscheibe
9 - Elastische Lagerung
10 - Stahlring

Claims (8)

1. Dicht- und Führungsring zur Abdichtung und Führung von relativ zueinander verschiebbaren Teilen, insbesondere für Kolben und/oder Kolbenstangen von Schwingungs­ dämpfern, wobei der Dichtring einem der Teile zuge­ ordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtring (1) mindestens zwei in etwa recht­ winkelig zur Bewegungsrichtung über dem Umfang ver­ laufende Nuten (4) aufweist.

2. Dichtring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten (4) im Querschnitt vorzugsweise recht­ eckig ausgebildet sind.

3. Dichtring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtring (1) aus einem hochfesten und mechanisch bearbeitbaren Material mit günstigen Reib­ werteigenschaften, wie z. B. PTFE-Bronze, besteht.

4. Dichtring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Dichtring (1) und dem den Dichtring (1) tragenden Teil (2 oder 6) eine Abdichtung vorge­ sehen ist.

5. Dichtring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtring (1) einen axial sich erstreckenden Vorsprung (5) aufweist, der durch Umbördeln der form­ schlüssigen Verbindung mit dem den Dichtring (1) tragenden Teil (2 oder 6) dient.

6. Dichtring nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die formschlüssige Verbindung gleichzeitig als Ab­ dichtung vorgesehen ist.

7. Dichtring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtring von einem hochelastischen Material (9) ummantelt ist.

8. Dichtring nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Ummantelung einen Stahlring (10) enthält, der einen parallelen Versatz der Kolbenstange (3) zum Zylinder verhindert, gleichzeitig aber eine leichte Verbiegung der Stange (3) im Führungsträger (6) bzw. eine Verkantung des Kolbens (2) gegenüber dem Zylinderrohr (7) in geringem Maße zuläßt.