DE202013100700U1

DE202013100700U1 - Kolben-Zylinder-Einheit

Info

Publication number: DE202013100700U1
Application number: DE202013100700U
Authority: DE
Original assignee: Stabilus GmbH
Current assignee: Stabilus GmbH
Priority date: 2013-02-15
Filing date: 2013-02-15
Publication date: 2013-03-11
Anticipated expiration: 2023-02-16
Also published as: US9334918B2; US20140231198A1; CN103994123B; KR20140103075A; JP2014156933A; JP6054321B2; KR101606508B1; CN103994123A

Abstract

Kolben-Zylinder-Einheit mit einem an seiner Außenseite einen Oberflächenschutz aufweisenden zylindrischen Druckrohr (1) und mit einem in dem Druckrohr (1) axial verschiebbaren, eine Kolbenstange (8) aufweisenden Kolben (7), wobei die Kolbenstange (8) an einer Stirnseite (5) des Druckrohres (1) durch eine Kolbenstangenführung und durch eine Kolbenstangendichtung abgedichtet durch eine Stirnseitenöffnung (13) aus dem Druckrohr (1) herausgeführt ist, wobei ein von der kolbenstangenseitigen Stirnseite (5) ausgehender Endbereich (6) des Druckrohres (1) von dem Oberflächenschutz ausgenommen ist und dieser von dem Oberflächenschutz ausgenommene Endbereich (6) mit einem Korrosionsschutzmittel (16) bedeckt sowie von einer diesen Endbereich (6) umschließenden topfartigen Schutzkappe (15) abgedeckt ist, die an ihrem kolbenstangenseitigen Ende einen Boden (18) mit einer koaxialen Durchführöffnung (19) aufweist, durch die die Kolbenstange (8) verschiebbar hindurchragt, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwand der Durchführöffnung (19) die Kolbenstange (8) dicht umschließt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kolben-Zylinder-Einheit mit einem an seiner Außenseite einen Oberflächenschutz aufweisenden zylindrischen Druckrohr und mit einem in dem Druckrohr axial verschiebbaren, eine Kolbenstange aufweisenden Kolben, wobei die Kolbenstange an einer Stirnseite des Druckrohres durch eine Kolbenstangenführung und durch eine Kolbenstangendichtung abgedichtet durch eine Stirnseitenöffnung aus dem Druckrohr herausgeführt ist, wobei ein von der kolbenstangenseitigen Stirnseite ausgehender Endbereich des Druckrohres von dem Oberflächenschutz ausgenommen ist und dieser von dem Oberflächenschutz ausgenommene Endbereich mit einem Korrosionsschutzmittel bedeckt sowie von einer diesen Endbereich umschließenden topfartigen Schutzkappe abgedeckt ist, die an ihrem kolbenstangenseitigen Ende einen Boden mit einer koaxialen Durchführöffnung aufweist, durch die die Kolbenstange verschiebbar hindurchragt.
Bei einer derartigen Kolben-Zylinder-Einheit können sich Schmutzpartikel an dem aus dem Druckrohr herausragenden Teil der Kolbenstange festsetzen und sich im Spalt zwischen Kolbenstange und Kolbenstangenführung verklemmen und dadurch zu Beschädigungen auf der Kolbenstange und an der Kolbenstangendichtung führen. Auch können sich die Schmutzpartikel an der Kolbenstangendichtung ansetzen und diese direkt beschädigen. Beides kann zu Ausfällen der Kolben-Zylinder-Einheit führen.
Aufgabe der Erfindung ist es daher eine Kolben-Zylinder-Einheit der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der durch Schmutzpartikel bedingte Ausfälle der Kolben-Zylinder-Einheit zumindest weitgehend vermieden werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Innenwand der Durchführöffnung die Kolbenstange dicht umschließt.
Durch diese Ausbildung werden sich auf der Kolbenstange angesetzte Feuchtigkeit, Staub und Schmutzpartikel abgestreift und können so nicht zur Kolbenstangenführung und zur Kolbenstangendichtung gelangen und diese beschädigen, so daß ein dadurch bedingter Ausfall der Kolben-Zylinder-Einheit vermieden wird.
Der Oberflächenschutz kann eine Pulverbeschichtung oder eine Lackierung wie beispielsweise eine Spritzlackierung oder eine Tauchlackierung sein. Auch kann der Oberflächenschutz aus einem Schrumpfschlauch bestehen.
Besteht die Schutzkappe zumindest im Bereich ihrer Durchführöffnung aus einem insbesondere thermoplastischen Elastomer, so kann sie sich gut an die Oberfläche der Kolbenstange anschmiegen und ihre Abstreiffunktion erfüllen. Es ist aber auch möglich, daß die Schutzkappe zumindest im Bereich ihrer Durchführöffnung aus einem Thermoplast besteht.
Vorzugsweise besteht dabei die Schutzkappe zumindest im Bereich der Durchführöffnung aus einem Werkstoff, der in einem Temperaturbereich zwischen annähernd –40°C und annähernd +130°C flexibel ist.
Ein solcher Werkstoff kann beispielsweise Nitril-Butadien-Kautschuk (NBR) sein, der damit für die Anwendung in Kraftfahrzeugen gut geeignet ist.
Eine gute Abstreiffunktion wird dadurch erreicht, daß an der Innenwand der Durchführöffnung eine radial umlaufende elastische Dichtung angeordnet ist.
Zur einfachen Herstellung sowie zur Montagevereinfachung können Schutzkappe und Dichtung einteilig ausgebildet sein.
Die elastische Dichtung kann aus ein oder mehreren radial umlaufenden Dichtlippen bestehen, die vorzugsweise eine die Kolbenstange mit Vorspannung umschließende Dichtkante aufweisen. Damit wirkt die Dichtkante als Schaber, wodurch die Abstreiffähigkeit noch verbessert wird und auch fester auf der Kolbenstange sitzende Partikel abgestreift werden können.
Diese verbesserte Dicht- und Abstreiffähigkeit wird insbesondere dann erreicht, wenn die Dichtkante einen V-artigen Querschnitt aufweist, wobei die dem Druckrohr abgewandten Seite der Dichtkante zum freien Ende der Kolbenstange hin steil und die dem Druckrohr zugewandte Seite der Dichtkante von dem freien Ende der Kolbenstange weg flach zur Längsachse der Kolbenstange geneigt ist. Es ist aber auch möglich, daß die Seiten der Dichtkanten unter annähernd dem gleichen Winkel zur Längsachse der Kolbenstange geneigt sind.
Zum festen Umschließen der Kolbenstange kann die umlaufende elastische Dichtung an einem manschettenartigen Fortsatz der Schutzkappe angeordnet sein, der sich vom Boden der Schutzkappe aus koaxial von dem Druckrohr wegragend erstreckt.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen
1 eine Kolben-Zylinder-Einheit im Längsschnitt
2 eine vergrößerte Darstellung der Schutzkappe der Kolben-Zylinder-Einheit nach 1 im Längsschnitt
3 eine vergrößerte Darstellung des Ausschnitts „X“ in 2.
Die in 1 dargestellte Kolben-Zylinder-Einheit weist ein zylindrisches Druckrohr 1 auf, das an seinen beiden Enden geschlossen ist.
An der einen geschlossenen Stirnseite 2 ist das Druckrohr 1 mit einem Gewindebolzen 3 versehen. Auf den Gewindebolzen 3 ist ein erstes Anschlußstück für die Kolben-Zylinder-Einheit aufgeschraubt.
Zur Herstellung der Kolben-Zylinder-Einheit wird das Druckrohr 1 zuerst gesäubert. Dann wird eine als Korrosionsschutzschicht ausgebildete Grundbeschichtung auf die gesamte nach außen gewandte Oberfläche 4 des Druckrohres 1 aufgebracht und durch Trocknen verfestigt.
Danach wird der von der anderen Stirnseite 5 ausgehende Endbereich 6 des Druckrohres 1 abgedeckt. Nunmehr wird auf das Druckrohr 1 in einem Pulverbeschichtungsverfahren ein eine Pulverbeschichtung aufweisender Oberflächenschutz aufgebracht und in einem Temperaturschritt eingebrannt, wobei der vorgenannte Endbereich 6 aufgrund seiner Abdeckung ausgespart bleibt und folglich keine Pulverbeschichtung aufweist. Somit wird die außenliegende Oberfläche des Druckrohres 1 jetzt von der Grundbeschichtung in dem von der zweiten Stirnseite 5 ausgehenden Endbereich 6 und von der Pulverbeschichtung in den übrigen Bereichen des Druckrohres 1 gebildet.
Nachfolgend werden Einbauteile, die unter anderem einen Kolben 7, eine Kolbenstange 8, eine Kolbenstangeführung 9 und eine Kolbenstangendichtung 11 umfassen, in das an der zweiten Stirnseite 5 noch offene Druckrohr 1 eingesetzt. Außerdem wird ein Druckfluid, bevorzugt Gas, unter einem Vordruck in das Druckrohr 1 eingebracht. Das Einsetzen der Einbauteile und Einbringen des Druckfluids ist jetzt gefahrlos möglich, da keine Wärmebeaufschlagung – wie sie beispielsweise noch im Rahmen des oben genannten Pulverbeschichtungsverfahrens erfolgte – des Druckrohres 1 mehr stattfindet. Somit ist eine nachfolgende Beschädigung der Einbauteile oder eine unerwünschte Ausdehnung des Druckfluids, die zu einer Zerstörung des Druckrohres 1 führen könnte, nicht zu befürchten.
Jetzt wird in den bei dem Pulverbeschichtungsverfahren ausgesparten Endbereich 6 eine radial nach innen, das heißt zu der Druckrohrmittelachse hin gewandte, umlaufende Sicke 10 eingebracht. Die Sicke 10 stützt die in dem Druckrohr 1 angeordnete Kolbenstangenführung 9 und/oder Kolbenstangendichtung 11 in axialer Richtung ab.
Außerdem wird das Druckrohr 1 an der zweiten Stirnseite 5 radial nach innen gebördelt. Die dadurch entstehende Stirnwand 12 schließt zum einen das Druckrohr 1 endseitig ab und stützt zudem die Kolbenstangenführung 9 und/oder die Kolbenstangendichtung 11 in axialer Richtung ab. Zum anderen bildet der zur Druckrohrmittelachse hin gewandte Rand der Bördelung eine Stirnseitenöffnung 13 des Druckrohres 1, durch die die Kolbenstange 8 aus dem Inneren des Druckrohres 1 herausgeführt ist.
Da der bei dem Pulverbeschichtungsverfahren ausgesparte Endbereich 6 keine Pulverbeschichtung aufweist, besteht weder beim Einbringen der Sicke 10 noch beim Bördeln die Gefahr eines Ablösens, insbesondere Abblätterns, der Pulverbeschichtung aufgrund Fließens des Druckrohrmaterials.
Anschließend wird der Endbereich des Druckrohres 1 mit einem Korrosionsschutzmittel 16 bedeckt und eine Schutzkappe 15 von der Kolbenstangenseite her so weit auf den Endbereich 6 des Druckrohres 1 aufgeschoben, bis sie den Endbereich 6 vollständig umgibt.
Die aus einem Nitril-Butadien-Kautschuk (NBR) bestehende Schutzkappe 15 ist topfartig mit einem Boden 18 an ihrem der ersten Stirnseite 2 des Druckrohres 1 abgewandten Ende ausgebildet und besitzt koaxial eine Durchführöffnung 19 im Boden 18, durch die die Kolbenstange 8 verschiebbar hindurchgeführt ist.
Die Durchführöffnung 19 durchragt auch einen manschettenartigen Fortsatz 14 der Schutzkappe 15, der sich vom Boden 18 der Schutzkappe 15 aus koaxial von dem Druckrohr 1 wegragend erstreckt. An dem dem Druckrohr 15 abgewandten Ende des Fortsatzes 14 ist eine radial umlaufende Dichtung 20 ausgebildet, die eine radial umlaufende Dichtlippe 17 aufweist, welche mit einer V-artigen Dichtkante 22 mit radialer Vorspannung die Kolbenstange 8 umschließt.
Die dem Druckrohr 1 abgewandte erste Seite 23 der Dichtkante 22 ist unter einem steilen Winkel von 60° zur Längsachse 25 der Kolbenstange 8 zum freien Ende der Kolbenstange 8 hin geneigt, während die dem Druckrohr 1 zugewandte zweite Seite 24 der Dichtkante 22 unter einem flachen Winkel von 20° zur Längsachse 25 der Kolbenstange 8 zum Druckrohr 1 hin geneigt ist. Durch diese Ausbildung werden selbst auf der Oberfläche der Kolbenstange 8 fest sitzende Partikel abgestreift und können so nicht zur Kolbenstangenführung 9 und Kolbenstangendichtung 11 gelangen und diese beschädigen.
Das äußere freie Ende der Kolbenstange 8 ist mit einem zweiten Gewindebolzen 21 versehen. Auf den Gewindebolzen 21 ist ein zweites Anschlußstück für die Kolben-Zylinder-Einheit aufgeschraubt.
Bezugszeichenliste

1: Druckrohr
2: erste Stirnseite
3: Gewindebolzen
4: Oberfläche
5: zweite Stirnseite
6: Endbereich
7: Kolben
8: Kolbenstange
9: Kolbenstangenführung
10: Sicke
11: Kolbenstangendichtung
12: Stirnwand
13: Stirnseitenöffnung
14: Fortsatz
15: Schutzkappe
16: Korrosionsschutzmittel
17: Dichtlippe
18: Boden
19: Durchführöffnung
20: Dichtung
21: zweiter Gewindebolzen
22: Dichtkante
23: erste Seite
24: zweite Seite
25: Längsachse

Claims

Kolben-Zylinder-Einheit mit einem an seiner Außenseite einen Oberflächenschutz aufweisenden zylindrischen Druckrohr (1) und mit einem in dem Druckrohr (1) axial verschiebbaren, eine Kolbenstange (8) aufweisenden Kolben (7), wobei die Kolbenstange (8) an einer Stirnseite (5) des Druckrohres (1) durch eine Kolbenstangenführung und durch eine Kolbenstangendichtung abgedichtet durch eine Stirnseitenöffnung (13) aus dem Druckrohr (1) herausgeführt ist, wobei ein von der kolbenstangenseitigen Stirnseite (5) ausgehender Endbereich (6) des Druckrohres (1) von dem Oberflächenschutz ausgenommen ist und dieser von dem Oberflächenschutz ausgenommene Endbereich (6) mit einem Korrosionsschutzmittel (16) bedeckt sowie von einer diesen Endbereich (6) umschließenden topfartigen Schutzkappe (15) abgedeckt ist, die an ihrem kolbenstangenseitigen Ende einen Boden (18) mit einer koaxialen Durchführöffnung (19) aufweist, durch die die Kolbenstange (8) verschiebbar hindurchragt, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwand der Durchführöffnung (19) die Kolbenstange (8) dicht umschließt.
Kolben-Zylinder-Einheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzkappe (15) zumindest im Bereich ihrer Durchführöffnung (19) aus einem Elastomer besteht.
Kolben-Zylinder-Einheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzkappe (15) zumindest im Bereich der Durchführöffnung (19) aus einem Werkstoff besteht, der in einem Temperaturbereich zwischen annähernd –40°C und annähernd +130°C flexibel ist.
Kolben-Zylinder-Einheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der Innenwand der Durchführöffnung (19) eine radial umlaufende elastische Dichtung (20) angeordnet ist.
Kolben-Zylinder-Einheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Schutzkappe (15) und Dichtung (20) einteilig ausgebildet sind.
Kolben-Zylinder-Einheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Dichtung (20) aus ein oder mehreren radial umlaufenden Dichtlippen (17) besteht.
Kolben-Zylinder-Einheit nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtlippe (17) eine die Kolbenstange (8) mit Vorspannung umschließende Dichtkante (22) aufweist.
Kolben-Zylinder-Einheit nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtkante (22) einen V-artigen Querschnitt aufweist, wobei die dem Druckrohr (1) abgewandten Seite der Dichtkante (22) zum freien Ende der Kolbenstange (8) hin steil und die dem Druckrohr (1) zugewandte Seite der Dichtkante (22) von dem freien Ende der Kolbenstange (8) weg flach zur Längsachse (25) der Kolbenstange (8) geneigt ist.
Kolben-Zylinder-Einheit nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die umlaufende elastische Dichtung (20) an einem manschettenartigen Fortsatz (14) der Schutzkappe (15) angeordnet ist, der sich vom Boden (18) der Schutzkappe (15) aus koaxial von dem Druckrohr (1) wegragend erstreckt.