DE4308006A1

DE4308006A1 - Behälter/Kolbenstangen-Einheit

Info

Publication number: DE4308006A1
Application number: DE19934308006
Authority: DE
Inventors: Helmut Dipl Ing Morgen; Elmar Dipl Ing Michels; Peter Thurmann
Original assignee: Stabilus GmbH
Current assignee: Stabilus GmbH
Priority date: 1993-03-13
Filing date: 1993-03-13
Publication date: 1994-09-15

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Behälter/Kolbenstangen-Ein heit, umfassend einen Behälter mit einer Achse und zwei Enden, der einen Hohlraum darin festlegt, eine sich durch wenigstens ei nes der beiden Enden erstreckende Kolbenstange, ein dem wenigstens einen Ende benachbartes Dichtungssystem in Dichteingriff mit der Kolbenstange, wobei das Dichtungssystem wenigstens zwei ringför mige Dichtungsteile umfaßt, die eines hinter dem anderen längs der Achse angeordnet sind und in axialer Richtung mit Abstand durch einen Öl-/Fettraum voneinander getrennt angeordnet sind.

Es sind bereits Dichtungssysteme zur Abdichtung einer Kolbenstan ge bekannt (z. B. DE-OS 38 31 502), bei denen die beiden Dichtun gen im Abstand voneinander angeordnet und von einem Ölraum von einander getrennt sind. Es handelt sich hierbei um Dichtungen aus Elastomerwerkstoff. Durch Verwendung dieser Materialien erge ben sich funktionelle Nachteile, weil Elastomere auf Grund ihrer Werkstoffeigenschaften hohe Reibungswerte verursachen und dadurch zusätzlich einem größeren mechanischen Verschleiß unterworfen sind. Werden Geräte mit Dichtungen aus Elastomerwerkstoffen län ger nicht betätigt, so verursacht dies ein noch stärkeres Anhaf ten der Dichtlippe auf der Kolbenstange. Diese Effekte sind um so größer, je höher die Betriebsdrücke solcher Geräte sind.

Dichtungen aus PTFE konnten bisher in abgeschlossenen hydropneu matischen Verstellelementen (z. B. in Gasfedern) nicht genutzt werden, weil PTFE nicht ausreichend gasdicht ist, so daß dadurch der Gas- und damit Druckverlust durch Permeation extrem hoch ist. Elastomerdichtungen zeichnen sich dagegen durch eine geringe Permeation aus, weisen dafür aber hohe Reibwerte auf. Bei länge rem Nichtbetätigen der Verstellelemente haftet das Elastomer an der Dichtstelle und erhöht so noch einmal die Reibung (Losbrech kraft), weil durch die Anpreßkraft, die aus dem Systeminnendruck resultiert, das Schmiermittel zwischen Dichtung und Gegenfläche herausgedrückt wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Dichtung für eine Behälter/ Kolbenstangen-Einheit zu schaffen, die nicht nur eine möglichst geringe Permeation aufweist, sondern die durch günstige Gleitei genschaften eine geringe Losbrechkraft - auch bei längerem Nicht betätigen der Behälter/Kolbenstangen-Einheit - besitzt.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die dem Ende des Behälters abgewandt angeordnete Dichtung axial schwimmend gelagert ist.

Vorteilhaft ist hierbei, daß die dem Ende des Behälters zugewand te Dichtung gegen Öl oder Fett abdichtet und den Differenzdruck zwischen Systeminnen- und Atmosphärendruck aufrechterhält. Um die Permeation gering zu halten, dient die dem Ende des Behälters ab gewandt angeordnete Dichtung, die über den öl- oder fettgefüllten Zwischenraum den Systeminnendruck auf die außenliegende Dichtung überträgt. Durch den schwimmenden Einbau der Dichtung steht deren Dichtkante unter nahezu keinem Differenzdruck, so daß diese nicht zusätzlich auf die Kolbenstange gepreßt wird. Somit kann, unab hängig von den Betriebsdrücken, die Dichtkante nicht merklich an der Kolbenstange haften.

Nach einem weiteren wesentlichen Merkmal ist vorgesehen, daß die mit der Kolbenstange zusammenwirkende und dem Ende des Behälters zugewandte Dichtung aus POLYTETRAFLUORETHYLEN (PTFE) besteht.

Vorteilhaft ist hierbei, daß diese Dichtung aus PTFE gegen Öl oder Fett abdichtet, das Schmiermittel, welches zwischen den beiden Dichtungen angeordnet ist, dient demnach zur Übertragung des Systeminnendruckes auf die PTFE-Dichtung, zum Druckausgleich an der Dichtkante der Elastomerdichtung und zur zusätzlichen Schmierung. Desweiteren bietet dieses Dichtungssystem weitere folgende Vorteile: erheblich verringerte Reibung durch Einsatz der PTFE-Dichtung, geringe Gasverluste durch Permeation, weil zwei Dichtungen eingesetzt werden, von denen eine eine Elastomer dichtung ist, und eine hohe Lebensdauer wegen geringen Abriebes der Hauptdichtung durch günstige Gleiteigenschaften von PTFE.

Nach einem weiteren wesentlichen Merkmal ist vorgesehen, daß die Dichtung durch einen radial außen angeordneten Spannring vorge spannt ist. Es läßt sich dabei mit Vorteil als Spannring ein Elastomerring (z. B. O-Ring) vorsehen.

Eine fertigungstechnisch einfache Ausführung ist vorgesehen, denn die Dichtung und der Spannring in einer gemeinsamen Nut angeordnet sind.

Nach einer günstigen Ausführungsform ist die Dichtung auf ihrem Innenumfang mit mindestens einer Dichtlippe versehen.

Zur Verringerung der Gasverluste ist vorgesehen, daß der Gasraum gegenüber dem Öl-/Fettraum durch eine Dichtung aus einem Elastomer getrennt ist.

In weiterer Ausgestaltung ist vorgesehen, daß die Dichtung auf ihrem Innen- und/oder Außenumfang mindestens eine Dichtkante auf weist.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt.

Die in Fig. 1 schematisch dargestellte Behälter/Kolbenstangen- Einheit besteht im wesentlichen aus dem Behälter 4, in dem ein - nicht dargestellter - Kolben an einer Kolbenstange 5 ein- und ausfahrbar ist. Der Behälter 4 enthält eine Druckgasfüllung, de ren Austritt durch ein noch zu beschreibendes Dichtungssystem verhindert werden soll.

Zur Abdichtung wird bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel eine Kolbenstangenführung 10 verwendet, die den Innenraum über den Dichtring 11 gegenüber dem Behälter 4 nach außen abdichtet. Desweiteren ist in der Nut T der Kolbenstangenführung 10 eine Dichtung 1 angeordnet, wobei über einen Spannring 2 die Dichtung 1 radial nach innen vorgespannt wird. Die Dichtung 1 ist aus PTFE hergestellt, so daß die günstigen Reibungseigenschaften dieses Werkstoffes ausgenutzt werden können. Da der der Dichtung 1 vor gelagerte Raum 12 mit Öl bzw. Fett gefüllt ist, braucht die Dich tung 1 lediglich gegen Öl oder Fett abzudichten und sie hält gleichzeitig den Differenzdruck zwischen dem Systeminnenraum und dem Atmosphärendruck aufrecht. Der Werkstoff PTFE kann für die Dichtung 1 deshalb verwendet werden, da durch den Raum 12 kein Gas vom Systeminnenraum an diese Dichtung 1 gelangt.

Der Raum 12 ist wiederum gegenüber dem Systeminnenraum durch die Dichtung 3 abgedichtet, wobei die Dichtung 3 schwimmend gelagert ist und je nach Druckverhältnissen axial beweglich zwischen Kol benstange 5 und Behälter 4 verschiebbar angeordnet ist. Die Dich tung 3 ist aus einem Elastomer hergestellt, so daß durch den schwimmenden Einbau dieser Dichtung 3 die Dichtkante unter nahezu keinem Differenzdruck zwischen dem Raum 12 und dem Systeminnen raum steht. Da der Systeminnendruck diese Dichtung 3 nicht noch zusätzlich auf die Kolbenstange 5 preßt, kann - unabhängig von den Betriebsdrücken - die Dichtkante der Dichtung 3 nicht merk lich an der Kolbenstange 5 haften.

Als weitere Merkmale ist die Dichtung 1 zusätzlich gegenüber der Kolbenstange 5 mit einer Dichtlippe 8 versehen, während die Dich tung 3 auf ihrer dem Behälter 4 und der Kolbenstange 5 zugewand ten Seite jeweils Dichtkanten 9 aufweist.

Bezugszeichenliste

1 Dichtung
2 Spannring
3 Dichtung
4 Behälter
5 Kolbenstange
6 Ende
7 Nut
8 Dichtlippe
9 Dichtkante
10 Kolbenstangenführung
11 Dichtring
12 Raum

Claims

1. Behälter/Kolbenstangen-Einheit, umfassend einen Behälter mit einer Achse und zwei Enden, der einen Hohlraum darin festlegt, eine sich durch wenigstens eines der beiden Enden erstreckende Kolbenstange, ein dem wenigstens einen Ende benachbartes Dich tungssystem in Dichteingriff mit der Kolbenstange, wobei das Dichtungssystem wenigstens zwei ringförmige Dichtungsteile um faßt, die eines hinter dem anderen längs der Achse angeordnet sind und in axialer Richtung mit Abstand durch einen Öl-/Fett raum voneinander getrennt angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Ende (6) des Be hälters (4) abgewandt angeordnete Dichtung (3) axial schwim mend gelagert ist.

2. Behälter/Kolbenstangen-Einheit nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß die mit der Kolbenstange (5) zusammenwirken de und dem Ende (6) des Behälters (4) zugewandte Dichtung (1) aus POLYTETRAFLUORETHYLEN (PTFE) besteht.

3. Behälter/Kolbenstangen-Einheit nach Anspruch 2, dadurch ge kennzeichnet, daß die Dichtung (1) durch einen radial außen angeordneten Spannring (2) vorgespannt ist.

4. Behälter/Kolbenstangen-Einheit nach Anspruch 3, dadurch ge kennzeichnet, daß als Spannring (2) ein Elastomerring (z. B. O-Ring) vorgesehen ist.

5. Behälter/Kolbenstangen-Einheit nach Anspruch 3, dadurch ge kennzeichnet, daß die Dichtung (1) und der Spannring (2) in einer gemeinsamen Nut (T) angeordnet sind.

6. Behälter/Kolbenstangen-Einheit nach Anspruch 5, dadurch ge kennzeichnet, daß die Dichtung (1) auf ihrem Innenumfang mit mindestens einer Dichtlippe (8) versehen ist.

7. Behälter/Kolbenstangen-Einheit nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß die Dichtung (3) aus einem Elastomer besteht.

8. Behälter/Kolbenstangen-Einheit nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß die Dichtung (3) auf ihrem Innen- und/oder Außenumfang mindestens eine Dichtkante (9) aufweist.