DE4432305A1 - Shock absorber piston rod seal - Google Patents
Shock absorber piston rod sealInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Kolbenstangendichtung für einen Schwingungsdämpfer, wobei die Kolbenstange mit einem Kolben ver bunden ist, welcher druckabhängige Ventile für die Zug- und Druckstufe aufweist und den Dämpfungszylinder in zwei Arbeits räume unterteilt, und wobei die Kolbenstange an ihrem austritt seitigen Ende in einer einen oder mehrere Ringräume bildenden Kolbenstangenführung axial verschieblich gelagert ist und einer der Ringräume zur Aufnahme einer Kolbenstangendichtung vorgese hen ist.The invention relates to a piston rod seal for a Vibration damper, the piston rod ver with a piston is bound, which pressure-dependent valves for the train and Compression level and the damping cylinder in two working spaces divided, and with the piston rod at its outlet end in one or more annular spaces Piston rod guide is axially displaceable and one of the annular spaces for receiving a piston rod seal hen is.
Solche Kolbenstangendichtungen sind üblicherweise vorgesehen, um den Innenraum des Stoßdämpfers gegen die äußere Umgebung ab zu dichten und sind üblicherweise in einem mit dem Stoßdämpferzy linder verbundenen festen Bauteil wie etwa einer Kolbenstangen führung gelagert.Such piston rod seals are usually provided to the interior of the shock absorber against the external environment seal and are usually in one with the shock absorber linder connected solid component such as a piston rod leadership stored.
Diese Kolbenstangendichtungen sind aufgrund der relativ hoch frequenten Bewegungen der Kolbenstange durch den im Innenraum herrschenden Druck großen Belastungen ausgesetzt und müssen auch bei auf die Kolbenstange einwirkenden Querkräften eine sichere Abdichtung gewährleisten.These piston rod seals are relatively high due to the frequent movements of the piston rod through the inside prevailing pressure are exposed to great stresses and must a safe one in the event of transverse forces acting on the piston rod Ensure sealing.
Im Stand der Technik sind hierzu Dichtungen bekannt, die entwe der durch den im Innenraum des Zylinders herrschenden Hochdruck zusätzlich aktiviert, oder aber durch Federn oder Ringe um die Kolbenstange festgespannt werden.Seals are known in the prior art for this purpose, which either the high pressure prevailing in the interior of the cylinder additionally activated, or by springs or rings around the Piston rod are clamped.
So zeigt z. B. die DE-U 77 08 863 eine Dichtung für die Kolben stange eines Stoßdämpfers, die eine etwa ringfederartige Aus bildung besitzt, durch eine in axialer Richtung auf ihren Um fang wirkende Schraubenfeder sowohl in ihren Sitz als auch an die Kolbenstange gedrückt wird.So shows z. B. DE-U 77 08 863 a seal for the pistons rod of a shock absorber, which has an approximately ring spring-like shape has education, through an in the axial direction on their order start acting coil spring in both their seat and the piston rod is pressed.
Eine solche, aus mehreren Elementen bestehende Dichtungsanord nung erfordert nachteiligerweise viele Bauteile und einen ent sprechenden zeitintensiven Montageaufwand.Such a multi-element sealing arrangement disadvantageously requires many components and one ent speaking time-consuming assembly work.
Andererseits sind - zum Teil auch für rotierende Kolben - Dichtungen bekannt, die, wie z. B. in der GB-PS 738.105 gezeigt, Querschnitte bilden, die dem unter Druck stehenden Medium erlau ben, Kräfte auf die Dichtflächen auszuüben. Diese Querschnitte bestehen im wesentlichen aus Hinterschnitten der Ringform bzw. aus U-förmigen Ausbildungen der Dichtung.On the other hand - partly also for rotating pistons - Seals known, such as. B. shown in GB-PS 738.105, Form cross sections that allow the pressurized medium to exert forces on the sealing surfaces. These cross sections consist essentially of undercuts of the ring shape or from U-shaped designs of the seal.
Ebenfalls ist es unter anderem durch die oben genannte britische Schrift bekannt, solche Dichtungen durch zusätzlich eingelegte Federn und Ringe an die entsprechenden Dichtflächen anzupressen.It is also, among other things, by the British mentioned above Scripture known, such seals by additionally inserted Press springs and rings onto the corresponding sealing surfaces.
Hierbei hat die reine Beaufschlagung durch den Innendruck den Nachteil, daß bei eventuellen, auf die Kolbenstange einwirkenden Querkräften das unter Druck stehende Medium auch zwischen Kol benstange und Dichtung gelangen kann und damit den Dichtungs effekt völlig umkehrt, d. h. die Dichtung abhebt. Die hierzu im Regel falle vorgesehene Ringfeder oder Metalleinlage in der Dich tung beinhaltet aber wieder einen höheren Fertigungsaufwand und erfordert einen vorherigen Zusammenbau des kompletten Dichtungs paketes.Here, the pure exposure to the internal pressure has the Disadvantage that if there is any effect on the piston rod The pressurized medium also shear forces between col rod and seal can get and thus the seal effect completely reversed, d. H. the seal lifts off. The for this in Usually fall provided ring spring or metal insert in the you but again involves a higher manufacturing effort and requires the entire gasket to be assembled beforehand packages.
Der Erfindung lag also die Aufgabe zugrunde, eine Kolbenstangen dichtung bereitzustellen, welche in ihrem Aufbau möglichst ein fach herzustellen und ohne zusätzliche Bauteile zur Verstärkung ausgebildet ist, eine in allen Betriebszuständen sichere Dicht funktion und eine besonders leichte Montierbarkeit aufweist.The invention was therefore based on the object of a piston rod provide seal, which in its structure as possible easy to manufacture and without additional components for reinforcement is formed, a safe seal in all operating conditions function and has a particularly easy assembly.
Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Hauptanspruchs. Vorteilhafte Ausbildungen sind in den Unteransprüchen erfaßt. This task is solved by the features of the main claim. Advantageous training is covered in the subclaims.
Die erfindungsgemäße Kolbenstangendichtung ist demgemäß als im Querschnitt U-förmiges Ringprofil mit zum Zylinderraum weisen den Schenkeln ausgebildet, wobei die Breite der Schenkelquer schnitte am offenen Ende des U-förmigen Profils gleich oder größer ausgebildet ist als die Breite der Schenkelquerschnitte am gegenüberliegenden und dem Zylinderinnenraum abgewandten Ende, und bei der die Summe der Schenkelbreiten am offenen Ende größer ist als der radiale Abstand der den Ringraum zur Auf nahme der Kolbenstangendichtung begrenzenden inneren und äußeren Wände.The piston rod seal according to the invention is accordingly as in Cross section of U-shaped ring profile facing the cylinder chamber formed the legs, the width of the leg cross cut the same at the open end of the U-shaped profile or is formed larger than the width of the leg cross sections on the opposite and facing away from the cylinder interior End, and at which the sum of the leg widths at the open end is greater than the radial distance from the annulus to the up taking the piston rod seal limiting inner and outer Walls.
Durch einen solchen U-förmigen Querschnitt und eine derartige Ausbildung der Querschnittsbreiten erfolgt eine die Dichtkraft verstärkende und durch kontrollierte Pressung der Dichtung ent stehende Aktivierung der Dichtfunktion ohne zusätzliche Elemen te. Auch bei auf die Kolbenstange einwirkenden Querkräften kann kein Abheben der Dichtung zu Undichtigkeit führen, da eine si chere Anlage durch die am offenen Ende des U-förmigen Quer schnitts erfolgende Dichtpressung stets gewährleistet ist. Auch unter auf der Kolbenseite der Dichtung wirkenden Hochdruck ist ein Abheben unmöglich, da dieser Hochdruck in axialer Richtung auf die bereits komprimierte Endfläche der am offenen Ende des U-förmigen Profils vorhandenen Querschnitte wirkt und die Kom pression somit verstärkt.By such a U-shaped cross section and such The cross-sectional widths are formed by a sealing force reinforcing and controlled by pressing the seal ent standing activation of the sealing function without additional elements te. Even with transverse forces acting on the piston rod no lifting of the seal leads to leakage, since a si chere plant through the open end of the U-shaped cross cut sealing pressure is always guaranteed. Also is under high pressure acting on the piston side of the seal a lifting impossible because this high pressure in the axial direction onto the already compressed end face of the at the open end of the U-shaped profile existing cross-sections acts and the com pression thus strengthened.
Die Montage wird hierdurch zusätzlich vereinfacht, da die Dich tung ohne weitere Hilfsmittel vor Aufsetzen des Führungspaketes in den entsprechenden Ringraum eingebracht werden kann und da nach das gesamte Führungspaket auf die Kolbenstange aufgescho ben und mit der Zylinderwandung verbunden wird.The assembly is further simplified, since the you without additional aids before putting on the guide package can be introduced into the corresponding annular space and there after the entire guide package is pushed onto the piston rod ben and is connected to the cylinder wall.
Ebenfalls sind dadurch all die Toleranzprobleme eliminiert, die durch ein vorheriges Zusammenbauen entstehen durch z. B. Dich tungen und Verstärkungs- oder Federringen aus Metall, und die dazu führen, daß ein Aufschieben auf die Kolbenstange entweder nur unter Zuhilfenahme von Montagewerkzeugen erfolgen kann, oder - bei Toleranzüberschreitung in anderer Richtung - eine sichere Abdichtung für das gesamte Betriebsleben nicht mehr gewährlei stet ist.It also eliminates all of the tolerance problems that by a previous assembly arise from z. B. You metal reinforcements and spring washers, and the cause sliding onto the piston rod either can only be done with the help of assembly tools, or - if the tolerance is exceeded in another direction - a safe one No longer guarantee sealing for the entire operating life is steady.
Eine besonders vorteilhafte Ausbildung wird dann erreicht, wenn die Breite des dem Zylinderinnenraum abgewandten Endes des im Querschnitt U-förmigen Ringprofils gleich oder geringer ausge bildet ist, als der radiale Abstand der den Ringraum zur Auf nahme der Kolbenstangendichtung begrenzenden inneren und äuße ren Wände.A particularly advantageous training is achieved when the width of the end facing away from the cylinder interior of the Cross-section of U-shaped ring profile equal or less is as the radial distance from the annulus to the on Take the piston rod seal limiting inner and outer walls.
Hierdurch wird die Pressung reduziert auf die Dichtflächen an der Innenseite der zum offenen Ende gelegenen Flächen der inne ren Schenkel des U-förmigen Profils. Dies reduziert die Gesamt reibung der Kolbenstange an der Innenseite der Dichtung und er leichtert damit nicht nur zusätzlich die Montage, sondern redu ziert die bei hochfrequenter Bewegung entstehende Erwärmung des gesamten Dichtungspaketes.This reduces the pressure on the sealing surfaces the inside of the areas of the inside facing the open end ren leg of the U-shaped profile. This reduces the overall friction of the piston rod on the inside of the seal and he This not only makes assembly easier, but also reduces adorns the warming of the high frequency movement entire seal package.
Zur Erhöhung der Pressung in eben diesem Bereich ist es vorteil haft, wenn der radial äußere Schenkelquerschnitt am offenen Ende des U-förmigen Ringprofils eine radial nach außen vorstehende Nase aufweist. Je nach Ausbildung und Steigung der zu dieser Nase führenden Fläche kann abhängig von den Stoßdämpfereinsatz zwecken die jeweilige Pressung der Dichtflächen auf der Innen seite der Dichtung genau und vorherbestimmbar eingestellt wer den.It is advantageous to increase the pressure in this area adheres if the radially outer leg cross-section at the open end of the U-shaped ring profile protrudes radially outwards Has nose. Depending on the training and slope of this Nose-leading area can depend on the shock absorber insert the respective pressing of the sealing surfaces on the inside side of the seal set precisely and predeterminably the.
Zur weiteren vorteilhaften Reduzierung der Dichtfläche ist die se als Dichtkante ausgebildet, welche am radial inneren Schen kelquerschnitt am Ende des U-förmigen Ringprofils radial nach innen vorspringt. Auch hierdurch läßt sich eine lokal genaue und der Größe nach vorherbestimmbare Pressung zwischen Dichtung und Kolbenstange erreichen.For a further advantageous reduction of the sealing surface, the se formed as a sealing edge, which on the radially inner leg radial cross-section at the end of the U-shaped ring profile protrudes inside. This also allows a locally accurate and Predeterminable pressure between the seal and Reach the piston rod.
Eine der vorteilhaften Ausbildungen - insbesondere in den Fällen, in denen die Dichtung auf der zum Kolben weisenden Seite durch einen Hochdruck beaufschlagt wird - besteht darin, daß die Schenkelquerschnitte unterschiedlich lang ausgebildet werden. In diesen Fällen legt sich durch die erfolgende Pressung einer, nämlich der jeweils längere Schenkel in einem geringen Maße über die Endbereiche des jeweils kürzen Schenkels, und bewirkt dadurch eine Kraftführung in der Dichtung, die in jedem Falle durch den Innendruck wirkende Kräfte als die Dichtung verstär kend einleitet. Ein Abheben kann damit nicht mehr erfolgen.One of the advantageous training courses - especially in the Cases where the seal is on the side facing the piston is acted upon by a high pressure - is that the Leg cross sections are of different lengths. In In these cases, a namely the longer leg to a small extent the end regions of the respectively shorter leg, and causes thereby a force guide in the seal, which in any case forces acting as the seal due to the internal pressure introduces kend. Withdrawal can no longer take place.
In einer weiteren vorteilhaften Ausbildung weist die Dichtung eine oder mehrere umlaufende Entlastungsnuten auf, wodurch auch die örtliche Lage der maximalen Pressung zusätzlich einstellbar wird und die jeweils sich ergebenden gebogenen bzw. gepreßten Querschnitte der einzelnen Schenkel, und damit die auftretenden Spannungen vorteilhaft festgelegt werden können.In a further advantageous embodiment, the seal one or more circumferential relief grooves, which also the local position of the maximum pressure can also be adjusted is and the respectively resulting bent or pressed Cross sections of the individual legs, and thus the occurring Tensions can be set advantageously.
Anhand eines Ausführungsbeispiels soll die Erfindung näher dar gestellt werden.The invention is to be illustrated in more detail using an exemplary embodiment be put.
Es zeigenShow it
Fig. 1 einen üblichen Schwingungsdämpfer für ein Kraftfahrzeug mit der erfindungsgemäßen Kolben stangendichtung im Schnitt, Fig. 1 shows a conventional shock absorber for a motor vehicle with the inventive piston rod seal in section,
Fig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt des oberen Teiles der Fig. 1 mit der erfindungsgemäßen Kolben stangendichtung,Rod seal Fig. 2 shows an enlarged detail of the upper part of Fig. 1 with the inventive piston,
Fig. 3 die erfindungsgemäße Kolbenstangendichtung im Schnitt und Fig. 3 shows the piston rod seal according to the invention in section and
Fig. 4 die erfindungsgemäße Kolbenstangendichtung im gepreßten Zustand mit gestrichelt angedeuteten umgebenden Bauteilen. Fig. 4 shows the piston rod seal according to the invention in the pressed state with dashed indicated surrounding components.
Die Fig. 1 zeigt einen herkömmlichen Schwingungsdämpfer 1 - in diesem Falle einen Einrohrschwingungsdämpfer -, der in seinem Innenraum von einem Kolben 2 in die Arbeitsräume 3 und 4 unter teilt wird. Am Kolben befindet sich die Kolbenstange 5, die an ihrem oberen, hier nicht mehr gezeigten Ende im Regelfalle mit der gefederten Masse des Fahrzeugs, d. h. mit der Karosserie ver bunden ist. Unterhalb des unteren Arbeitsraumes 4 befindet sich der schwimmend gelagerte Ausgleichskolben 6, welcher den Ar beitsraum 4 vom Gasraum 7 trennt. Fig. 1 shows a conventional vibration damper 1 - in this case a single-tube vibration damper - which is divided in its interior by a piston 2 into the working spaces 3 and 4 below. On the piston is the piston rod 5 , which is at its upper end, no longer shown here, as a rule with the sprung mass of the vehicle, ie with the body connected. Below the lower working space 4 there is the floating compensation piston 6 , which separates the working space 4 from the gas space 7 .
Der Zylinder 8 beinhaltet in seinem oberen Teil das mit ihm ver bundene Führungspaket 9; in welchem unter anderem die Kolben stangendichtung 10 in eine Ringnut eingebettet ist.The cylinder 8 includes in its upper part the guide package 9 associated with it; in which, among other things, the piston rod seal 10 is embedded in an annular groove.
Der gesamte Stoßdämpfer wird verschlossen durch den Deckel 11.The entire shock absorber is closed by the cover 11 .
Das im unteren Bereich der Fig. 1 im Schnitt dargestellte Auge ist mit der ungefederten Masse des Kraftfahrzeuges, d. h. mit dem Radkörper verbunden.The eye shown in section in the lower area of FIG. 1 is connected to the unsprung mass of the motor vehicle, ie to the wheel body.
Die Fig. 2 zeigt den oberen Teil des in Fig. 1 dargestellten Schwingungsdämpfers in einer vergrößerten Ansicht. FIG. 2 shows the upper part of the vibration damper shown in FIG. 1 in an enlarged view.
Man erkennt hier die Einbaulage der Kolbenstangendichtung 10 innerhalb des Ringraumes 12, welcher durch das zweiteilige Füh rungspaket 9 gebildet wird. Auf der schwingungsdämpferäußeren Seite wird die Kolbenstange noch einmal abgestützt durch den Stützring 13, der aber hier nur dazu dient, die genaue Höhenein stellung und eine Anlagefläche für den Kolbendichtungsring zu schaffen.One can see here the installation position of the piston rod seal 10 within the annular space 12 , which is formed by the two-part guide pack 9 . On the outer side of the vibration damper, the piston rod is supported once again by the support ring 13 , which, however, only serves here to create the exact height setting and a contact surface for the piston sealing ring.
Der Kolbendichtungsring ist durch das Druckmedium, welches sich im Arbeitsraum 3 befindet, beaufschlagbar. Hierzu ist in dem Führungspaket 9 eine oder mehrere die Ringräume mit dem Arbeits raum 3 verbindende Öffnung 14 versehen.The piston sealing ring can be acted upon by the pressure medium, which is located in the working space 3 . For this purpose, one or more of the annular spaces with the working space 3 connecting opening 14 is provided in the guide package 9 .
Die Fig. 3 zeigt in einer vergrößerten Darstellung den Zustand eines Kolbendichtungsringes 10 vor dem Einbau in den Stoßdämp fer. Fig. 3 shows an enlarged view of the state of a piston sealing ring 10 before installation in the shock absorber fer.
Man erkennt hier deutlich, daß die Breite der Schenkelquer schnitte 15 und 16 am offenen Ende des U-förmigen Profils größer ausgebildet ist als die Breite der Schenkelquerschnitte am gegenüberliegenden und dem Zylinderinnenraum abgewandten Ende der Schenkel 17 und 18.It can clearly be seen here that the width of the leg cross sections 15 and 16 at the open end of the U-shaped profile is larger than the width of the leg cross sections at the opposite end of the legs 17 and 18 facing away from the cylinder interior.
Deutlich zu erkennen sind hier ebenfalls die radial nach außen vorspringende Nase 19 sowie die radial nach innen vorspringende Dichtkante 20 und die umlaufende Entlastungsnut 21.The radially outwardly projecting nose 19 as well as the radially inwardly projecting sealing edge 20 and the circumferential relief groove 21 can also be clearly seen here.
In der Fig. 4 erkennt man die Kolbenstangendichtung 10 im ein gebauten Zustand, wobei die umgebenden Bauteile zur Verdeutli chung gestrichelt dargestellt sind.In FIG. 4 one recognizes the piston rod seal 10 in an assembled state, wherein the surrounding components are shown in dashed lines to Verdeutli monitoring.
Die Breite des dem Zylinderinnenraum abgewandten Endes 22 des im Querschnitt U-förmigen Ringprofils ist hierbei geringer ausge bildet als der radiale Abstand 23 der den Ringraum zur Aufnahme der Kolbenstangendichtung begrenzenden inneren und äußeren Wände 24 und 25.The width of the end 22 facing away from the cylinder interior of the cross-sectionally U-shaped ring profile is less than the radial distance 23 of the inner and outer walls 24 and 25 delimiting the annular space for receiving the piston rod seal.
Man sieht hier, daß durch die unterschiedlich lang ausgebildeten Schenkel 17 und 18 sich der äußere Schenkel 17 mit seiner innen liegenden Kante 26 etwas über den innenliegenden Schenkel 18 schiebt, so daß ein auf der dem Zylinderinnenraum zugewandten Seite wirkender Druck nur zu verstärkten Anlage, nicht aber zum Abheben der Dichtung führen kann.It can be seen here that the legs 17 and 18 of different lengths push the outer leg 17 with its inner edge 26 somewhat over the inner leg 18 , so that a pressure acting on the cylinder interior side only increases the pressure on the system, not but can cause the seal to lift off.
BezugszeichenlisteReference list
1 Schwingungsdämpfer
2 Kolben
3 Oberer Arbeitsraum
4 Unterer Arbeitsraum
5 Kolbenstange
6 Ausgleichskolben
7 Ausgleichsraum
8 Zylinder
9 Führungspaket
10 Kolbenstangendichtung
11 Deckel
12 Ringraum
13 Stützscheibe
14 Bohrung
15, 16 Schenkelquerschnittsbreite
17, 18 Schenkel
19 Nase
20 Dichtkante
21 Entlastungsnut
22 Kolbenstangendichtungsende
23 Radialer Abstand
24 Innere Wand
25 Äußere Wand
26 Innenkante des äußeren Schenkels 1 vibration damper
2 pistons
3 Upper work area
4 Lower work area
5 piston rod
6 compensation pistons
7 compensation room
8 cylinders
9 leadership package
10 piston rod seal
11 lid
12 annulus
13 support disc
14 hole
15 , 16 leg cross-sectional width
17 , 18 legs
19 nose
20 sealing edge
21 relief groove
22 Piston rod seal end
23 Radial distance
24 Inner wall
25 Outer wall
26 inner edge of the outer leg
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4432305A DE4432305A1 (en) | 1994-09-10 | 1994-09-10 | Shock absorber piston rod seal |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4432305A DE4432305A1 (en) | 1994-09-10 | 1994-09-10 | Shock absorber piston rod seal |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE4432305A1 true DE4432305A1 (en) | 1996-03-21 |
Family
ID=6527926
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE4432305A Ceased DE4432305A1 (en) | 1994-09-10 | 1994-09-10 | Shock absorber piston rod seal |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE4432305A1 (en) |
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