DE4035824A1 - Seal, especially for spring leg piston rod - has guide in housing, with section consisting of two sealing surfaces, rings, partitions and compartments - Google Patents
Seal, especially for spring leg piston rod - has guide in housing, with section consisting of two sealing surfaces, rings, partitions and compartmentsInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Dichtungseinrichtung, insbe sondere für eine Federbein-Kolbenstange, mit den im Ober begriff des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmalen.The invention relates to a sealing device, in particular special for a shock absorber piston rod with the upper Concept of claim 1 specified features.
Eine derartige Dichtungseinrichtung ist in der DE-AS 29 15 728 in der Kolbenstangenführung eines Federbeins an einem Kraftfahrzeug vorgesehen. Durch die in Achsrichtung versetzten Umfangsbereiche eines Dichtungselements der Dichtungseinrichtung erzeugt der Druck im Zylinder des Federbeins eine radiale Kraftkomponente im Bereich der Kolbenstangenführung, die einer von außen auf die Kolben stangenführung einwirkenden Querkraft entgegenwirkt. Die über das Druckmedium auf die Kolbenstange und die Kolben stangenführung einwirkende Reaktionskraft wird teilweise hydraulisch übertragen, wodurch sich die Reibung in der Kolbenstangenführung vermindert. Ein wesentlicher Nach teil ist darin zu sehen, daß die zur Achse der Kolben stange geneigte radiale Ausnehmung für einen elliptischen Dichtungsring aufwendig zu fertigen ist. Das Dichtungs element weist lediglich eine Dichtfläche auf, die bei dem Druck im Zylinder ein Austreten des Druckmediums nicht vollständig verhindert. Nach der konstruktiven Festlegung der Neigung des Dichtungselements hängt die der äußeren Querkraft entgegenwirkende Druckkraft von dem von außen nicht beeinflußbaren Druck im Zylinder des Federbeins ab.Such a sealing device is in DE-AS 29 15 728 in the piston rod guide of a shock absorber provided a motor vehicle. By in the axial direction offset circumferential areas of a sealing element Sealing device generates the pressure in the cylinder of the Strut a radial force component in the area of Piston rod guide, one on the outside of the pistons counteracts the transverse force acting on the rod guide. The via the pressure medium on the piston rod and the pistons reaction force acting on the rod guide becomes partial hydraulically transmitted, which causes friction in the Piston rod guide reduced. An essential after Part can be seen in the fact that the axis of the piston rod inclined radial recess for an elliptical Sealing ring is complex to manufacture. The seal element has only one sealing surface, which in the Pressure in the cylinder does not cause the pressure medium to escape completely prevented. After the constructive determination the inclination of the sealing element depends on that of the outer Shear force counteracting pressure force from the outside uncontrollable pressure in the strut cylinder from.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Dichtungs einrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 anzugeben, die eine zuverlässige Abdichtung ermöglicht, einfach zu fertigen ist und leicht nachgerüstet werden kann.The invention has for its object a seal Device according to the preamble of claim 1 to specify which enables a reliable seal, is easy to manufacture and easy to retrofit can.
Diese Aufgabe ist durch die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst. Besonders vorteilhaft ist die doppelte Abdichtung durch die beiden Dichtflächen, die das Druckfluid auch bei einer geringen radialen Vorspannkraft sicher zurückhalten. Zwischen den beiden Dichtflächen ist ein Druckraum gebildet, der bei spielsweise geregelt druckbelastbar ist, um eine radiale Querkraft zu erzeugen. Der Druckraum kann aber auch mit einer Entlastungsleitung, beispielsweise einer Leckage leitung verbunden sein, wenn die Querkraft von dem Druck fluid erzeugt ist. Eine aufwendige radiale, im Querschnitt elliptische Ausnehmung in der Führung ist nicht erforderlich, da die axial versetzten Umfangsbereiche des Dichtungselements an einem leicht zu fertigenden Dichtflächenträger oder durch einfaches axiales verbinden von zwei mit axialem Abstand angeordneten Dichtringen zu bilden sind. Das Dichtungs element kann mit den axial versetzten Dichtflächen an einer Außenfläche zylindrisch gebildet sein, so daß es sich auch nachträglich leicht an der Führung oder an dem Stangenelement befestigen läßt. Die Dichtungseinrichtung eignet sich besonders zur Abdichtung der Kolbenstangen führung eines Kraftfahrzeug-Federbeins. Über eine Zu leitung und eine axiale Öffnung in der Kolbenstange kann Druckfluid auch zu einem Umfangsbereich des mit der Kolbenstange verbundenen Kolbens geführt werden, der von der Dichtungseinrichtung in ähnlicher Weise unter Bildung von beispielsweise ein oder zwei separaten Druckräumen am Umfang des Kolbens gegenüber der Führung abzudichten ist. Über die Öffnung in der Kolbenstange kann Druckfluid zu einem Druckraum im Bereich des Kolbens geleitet werden, um eine Radialkraft zu bewirken, die einer äußeren Querkraft entgegenwirkt. Aufgrund der teilweise hydraulisch übertragenen Reaktionskraft ist die Reibkraft am Kolben vermindert. Erfolgt ein derartiger Querkraftausgleich sowohl an der Kolbenstangenführung als auch am Kolben eines Kraftfahrzeugfederbeins, so ist durch entsprechende Abstimmung der hydraulischen Radialkräfte auch ein Momentenausgleich möglich. Mit der Dichtungseinrichtung läßt sich auch beispielsweise die statische Last von Achsen und Wellen hydraulisch und dadurch reibungsarm abstützen.This task is characterized by the Features specified 1 solved. Especially double sealing by the two is advantageous Sealing surfaces that hold the pressure fluid even at a low level hold back the radial preload. Between a pressure chamber is formed in both sealing surfaces for example, regulated pressure load is a radial Generate shear force. The pressure chamber can also be used a relief line, for example a leak line connected when the shear force from the pressure fluid is generated. An elaborate radial, in Cross section is elliptical recess in the guide not necessary because the axially offset Circumferential areas of the sealing element on one easily manufacturing sealing surface support or by simple axially connecting two with axial spacing arranged sealing rings are to be formed. The seal element can be fitted with the axially offset sealing surfaces an outer surface may be cylindrical, so that it easily afterwards on the guide or on the Can attach the rod element. The sealing device is particularly suitable for sealing the piston rods management of a motor vehicle shock absorber. About a too line and an axial opening in the piston rod can Pressurized fluid also to a circumferential area with the Piston rod connected piston are guided by the the sealing device in a similar manner with formation of, for example, one or two separate pressure rooms on The circumference of the piston must be sealed off from the guide. Pressurized fluid can flow through the opening in the piston rod be directed to a pressure chamber in the area of the piston, to create a radial force that is external Counteracts shear force. Because of the partial hydraulically transmitted reaction force is the friction force reduced on the piston. If such occurs Shear force compensation both on the piston rod guide and also on the piston of a motor vehicle shock absorber by appropriate adjustment of the hydraulic Radial forces also allow torque compensation. With the Sealing device can also be used, for example static load of axles and shafts hydraulic and support with little friction.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegen stand von Unteransprüchen.Advantageous embodiments of the invention are counter stood by subclaims.
Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigtTwo embodiments of the invention are based on a drawing explained in more detail. It shows
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel mit zwei über axiale Trennelemente verbundenen Dichtringen, Fig. 1 shows a first embodiment with two axial-connected separators sealing rings,
Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel mit einer axial stufenförmigen Dichtfläche und Fig. 2 shows a second embodiment with an axially step-shaped sealing surface and
Fig. 3 einen Längsschnitt durch die Kolbenstangenführung eines Fahrzeugfederbeins, mit einem Fig. 2 ent sprechenden Dichtungselement. Fig. 3 shows a longitudinal section through the piston rod guide of a vehicle shock absorber, with a Fig. 2 speaking sealing element.
Die gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel in Fig. 1 dar gestellte Dichtungseinrichtung ist zur Abdichtung einer axial verstellbaren Kolbenstange 1 im Bereich einer nur teilweise abgebildeten Kolbenstangenführung 2 vorgesehen. The is supplied according to a first embodiment in Fig. 1 sealing device is provided for sealing an axially adjustable piston rod 1 in the region of a piston rod guide 2 only partially illustrated.
Die Kolbenstangenführung 2 ist an einem Zylinder ausge bildet, der mit dem Radträger eines Mc-Pherson-Federbeins an einem Kraftfahrzeug verbunden ist. Bei dem Aus führungsbeispiel ist zur Abdichtung der Kolbenstange 1 ein Dichtungselement vorgesehen, das zwei mit axialem Ab stand in Umfangsrichtung der Kolbenstange 1 verlaufende Dichtringe 3, 3′ mit an der Kolbenstange 1 anliegenden Dichtflächen 12′′, 12′′′ aufweist, die über zwei axiale Trennelemente 4, 4′ verbunden sind. Die beiden Dichtringe 3, 3′ und die beiden Trennelemente 4, 4′ sind radial nach innen vorstehend in einer radialen Ausnehmung 5 in der Kolbenstangenführung 2 angeordnet. Die Dichtringe 3, 3′ stützen sich in radialer Richtung nicht direkt, sondern über je ein elastisches Ringelement 6, 6′ in der Aus nehmung 5 ab. In ähnlicher Weise stützen sich die beiden Trennelemente 4, 4′ über je einen elastischen, die Ring elemente 6, 6′ axial verbindenden Steg 7, 7′ an dem Boden der Ausnehmung 5 ab. Durch die Dichtringe 3, 3′ und die Trennelemente 4, 4′, sowie durch die radial außen daran angrenzenden Ringelemente 6, 6′ und die Stege 7, 7′ sind zusammen mit der Oberfläche der Kolbenstange 1 und der Kolbenstangenführung 2 zwei jeweils radial unsymmetrische Druckräume geschaffen, die mit unterschiedlichem Druck belastet oder belastbar sind, um hydraulisch eine Radial kraft an der Kolbenstangenführung 2 zu bewirken, die einer äußeren Querkraft entgegenwirkt. Da die Reaktions kraft teilweise hydraulisch übertragen wird, ist die Reibkraft und die Losbrechkraft zwischen der Kolbenstange 1 und der Kolbenstangenführung 2 vermindert. Bei dem Aus führungsbeispiel sind die Ringelemente 6, 6′ und die Stege 7, 7′ aus einem den bekannten O-Ringen ent sprechenden Gummimaterial mit kreisförmigem Querschnitt gebildet. Demgegenüber weisen die aus einem Kunststoff gefertigten, mit einer Innenfläche an der Kolbenstange 1 anliegenden Dichtringe 3, 3′ und Trennelemente 4, 4′ einen quadratischen oder rechteckförmigen Querschnitt auf. Selbstverständlich sind auch andere Materialien und andere Querschnittsformen möglich. Wie man aus der Figur erkennt, mündet in einen der beiden Druckräume eine Öffnung 8, die bei dem Ausführungsbeispiel mit einer Druckleitung oder in einem anderen Fall mit einer Ent lastungsleitung verbunden ist.The piston rod guide 2 is formed on a cylinder which is connected to the wheel carrier of a Mc-Pherson strut on a motor vehicle. In the exemplary embodiment, a sealing element is provided for sealing the piston rod 1 , which has two sealing rings 3 , 3 'with axial spacing in the circumferential direction of the piston rod 1 , 3 ' with sealing surfaces 12 '', 12 '''resting on the piston rod 1 , which have two axial separators 4 , 4 'are connected. The two sealing rings 3 , 3 'and the two separating elements 4 , 4 ' are arranged radially inwards projecting in a radial recess 5 in the piston rod guide 2 . The sealing rings 3 , 3 'are not supported in the radial direction directly, but via an elastic ring element 6 , 6 ' in the recess 5 from. In a similar manner, the two separating elements 4 , 4 'are each supported by an elastic, the ring elements 6 , 6 ' axially connecting web 7 , 7 'from the bottom of the recess 5 . Through the sealing rings 3 , 3 'and the separating elements 4 , 4 ', and by the radially outer ring elements 6 , 6 'and the webs 7 , 7 ' together with the surface of the piston rod 1 and the piston rod guide 2 are two each radially asymmetrical Pressure chambers created, which are loaded or can be loaded with different pressure, in order to hydraulically bring about a radial force on the piston rod guide 2 , which counteracts an external transverse force. Since the reaction force is partially transferred hydraulically, the frictional force and the breakaway force between the piston rod 1 and the piston rod guide 2 is reduced. In the exemplary embodiment, the ring elements 6 , 6 'and the webs 7 , 7 ' are formed from a rubber material which speaks the known O-rings and has a circular cross section. In contrast, the made of a plastic, with an inner surface against the piston rod 1 sealing rings 3 , 3 'and separating elements 4 , 4 ' have a square or rectangular cross section. Of course, other materials and other cross-sectional shapes are also possible. As can be seen from the figure, an opening 8 opens into one of the two pressure chambers, which in the exemplary embodiment is connected to a pressure line or in another case to a discharge line.
Das in Fig. 2 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel dargestellte Dichtungselement ist separat zu fertigen und in eine beispielsweise Fig. 1 entsprechende radiale Aus nehmung in einer Kolbenstangenführung einzusetzen, um den Zylinderraum 9 eines Mc-Pherson-Federbeins nach außen ab zudichten. Bei diesem Ausführungsbeispiel weist die von dem Druckfluid im Zylinderraum belastete Dichtfläche 12 zwei mit axialem Abstand in Umfangsrichtung der nicht dargestellten Kolbenstange verlaufende Umfangsbereiche 10, 10′ auf, die über einen axial verlaufenden Dichtflächenabschnitt 11 verbunden sind. Mit axialem Abstand zur ersten Dichtfläche 12 ist eine zweite Dichtfläche 12′ vorgesehen, die jeweils radial nach innen vorstehend, an einem ringförmigen Dichtflächenträger 13 ausgebildet sind. Durch den stufenförmigen Verlauf der Dichtfläche 12 kann der im Zylinderraum 9 wirkende Druck an der Stufenfläche 14 eine Radialkraft bewirken, die aufgrund der Abstützung des Dichtungselements an der nicht dargestellten Kolbenstangenführung einer äußeren, an der Kolbenstangenführung wirkenden Querkraft entgegen wirkt. Zwischen den beiden Dichtflächen 12, 12′ ist nach der Montage der Kolbenstange ein Druckraum gebildet, der bei dem Ausführungsbeispiel über eine nicht dargestellte radiale Öffnung mit einer Leckageleitung verbunden ist. An beiden Stirnseiten des Dichtflächenträgers 13 sind radial nach außen abstehende Stützschultern 15, 15′ aus gebildet, die sich an den nicht dargestellten Seiten flächen einer mit der radialen Ausnehmung 5 in Fig. 1 vergleichbaren radialen Ausnehmung in der Kolbenstangen führung abstützen. Zwischen den Stützschultern 15, 15′ ist an dem Dichtflächenträger 13 radial von außen an liegend ein Metallring 16 angeordnet, der außen ring förmige Aufnahmen 22, 22′ für zwei mit axialem Abstand angeordnete O-Ringe bildet, an denen sich der Dicht flächenträger 13 elastisch an dem Boden der genannten radialen Ausnehmung in der Kolbenstangenführung abstützt. Kann das separat gefertigte Dichtungselement nicht so verformt werden, daß es sich radial in diese Ausnehmung einbringen läßt, so kann die Ausnehmung durch zwei von einander entfernbare Bauteile gebildet sein, die einen axialen Eintritt des Dichtungselements in die Ausnehmung ermöglichen.The sealing element shown in FIG. 2 in accordance with a second exemplary embodiment is to be manufactured separately and inserted in a radial recess, for example in FIG. 1, in a piston rod guide in order to seal the cylinder space 9 of a Mc-Pherson strut from the outside. In this exemplary embodiment, the sealing surface 12 loaded by the pressure fluid in the cylinder space has two circumferential regions 10 , 10 'which extend axially in the circumferential direction of the piston rod (not shown) and which are connected via an axially running sealing surface section 11 . At an axial distance from the first sealing surface 12 , a second sealing surface 12 'is provided, each of which is formed radially inwardly projecting from an annular sealing surface carrier 13 . Due to the step-shaped course of the sealing surface 12 , the pressure acting in the cylinder space 9 on the step surface 14 can bring about a radial force which counteracts an external transverse force acting on the piston rod guide due to the support of the sealing element on the piston rod guide, not shown. Between the two sealing surfaces 12 , 12 'a pressure chamber is formed after the assembly of the piston rod, which is connected in the embodiment via a radial opening, not shown, with a leakage line. On both end faces of the sealing surface carrier 13 radially outwardly projecting support shoulders 15 , 15 'are formed, which are supported on the sides, not shown, of a guide with the radial recess 5 in Fig. 1 comparable radial recess in the piston rod guide. Between the support shoulders 15 , 15 'is located on the sealing surface carrier 13 lying radially from the outside on a metal ring 16 , the outside ring-shaped receptacles 22 , 22 ' for two axially spaced O-rings, on which the sealing surface carrier 13 is elastic is supported on the bottom of said radial recess in the piston rod guide. If the separately manufactured sealing element cannot be deformed in such a way that it can be introduced radially into this recess, the recess can be formed by two components which can be removed from one another and which allow the sealing element to enter the recess axially.
In Fig. 3 ist ein Längsschnitt durch die Kolbenstangen führung eines Mc-Pherson-Federbeins an einem Fahrzeug mit dem Dichtungselement gemäß Fig. 2 dargestellt. Die Figur ist weitgehend selbsterklärend, so daß lediglich auf wenige konstruktive Einzelheiten einzugehen ist. Bei dieser Ausführung ist das Dichtungselement über eine Zwischenbuchse 17 an der Innenfläche der Kolbenstangen führung 2′ abgestützt. Zwischen den außen an der Kolben stange 1 anliegenden Dichtflächen 12, 12′ des Dichtungs elements ist ein Druckraum gebildet, der über jeweils eine radiale Bohrung 18, 18′ im Dichtflächenträger 13 und in der Zwischenbuchse 17, sowie über eine Axialbohrung 19 und eine Radialbohrung 20 in der Zwischenbuchse 17 mit einer Leckageleitung 21 verbunden ist.In Fig. 3 is a longitudinal section through the piston rod guide of a Mc-Pherson strut on a vehicle with the sealing element of FIG. 2 is shown. The figure is largely self-explanatory, so that only a few constructive details need to be dealt with. In this embodiment, the sealing element is supported by an intermediate bush 17 on the inner surface of the piston rod guide 2 '. Between the outside of the piston rod 1 adjacent sealing surfaces 12 , 12 'of the sealing element, a pressure chamber is formed, each via a radial bore 18 , 18 ' in the sealing surface support 13 and in the intermediate bushing 17 , and via an axial bore 19 and a radial bore 20 is connected to a leakage line 21 in the intermediate socket 17 .
Die Erfindung wurde anhand von zwei Ausführungsbeispielen dargelegt, die keineswegs alle möglichen erfindungsge mäßen Ausführungen angeben. Beispielsweise in Abänderung des Dichtungselements in Fig. 2 ist es möglich, daß die beiden axial versetzten Umfangsbereiche der Dichtfläche nicht über eine Stufe mit einen horizontalen Dicht flächenabschnitt, sondern auf andere Weise, beispiels weise über einen zur Kolbenachse geneigten geraden oder einen gekrümmten Dichtflächenabschnitt ineinander über gehen. Anstelle oder zusätzlich zu der an der Stufen fläche 14 in Fig. 2 wirkenden Radialkraft eines Druck fluids kann auch der Druckraum zwischen den Dichtflächen 12, 12′ druckbelastet sein. In dem Fall, daß der Druck raum zwischen den Dichtflächen 12, 12′ druckbelastet ist, um eine zur Radialkraft des Druckfluids gleichgerichtete Kraft zu erzeugen, ist die Dichtfläche 12′ anders als in Fig. 2 angegeben durch entsprechendes axiales versetzen ihrer Umfangsbereiche anzupassen.The invention has been set out on the basis of two exemplary embodiments which by no means specify all possible embodiments according to the invention. For example, in a modification of the sealing element in Fig. 2, it is possible that the two axially offset circumferential areas of the sealing surface not over a step with a horizontal sealing surface section, but in another way, for example, over a straight to the piston axis or a curved sealing surface section into each other go. Instead of or in addition to the radial force of a pressure fluid acting on the step surface 14 in FIG. 2, the pressure space between the sealing surfaces 12 , 12 'can also be pressure-loaded. In the event that the pressure space between the sealing surfaces 12 , 12 'is pressure-loaded to produce a force which is the same as the radial force of the pressure fluid, the sealing surface 12 ' is different from that shown in FIG. 2 by corresponding axial displacement of its peripheral regions.
Claims (12)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19904035824 DE4035824A1 (en) | 1990-11-10 | 1990-11-10 | Seal, especially for spring leg piston rod - has guide in housing, with section consisting of two sealing surfaces, rings, partitions and compartments |
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DE19904035824 DE4035824A1 (en) | 1990-11-10 | 1990-11-10 | Seal, especially for spring leg piston rod - has guide in housing, with section consisting of two sealing surfaces, rings, partitions and compartments |
Publications (1)
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DE4035824A1 true DE4035824A1 (en) | 1992-05-14 |
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ID=6418022
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DE19904035824 Withdrawn DE4035824A1 (en) | 1990-11-10 | 1990-11-10 | Seal, especially for spring leg piston rod - has guide in housing, with section consisting of two sealing surfaces, rings, partitions and compartments |
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