DE3008708A1

DE3008708A1 - Befestigung eines kolbenringes auf einem kolben

Info

Publication number: DE3008708A1
Application number: DE19803008708
Authority: DE
Inventors: Günter 8721 Euerbach Handke; Günter Dipl.-Ing. Heyer; Joachim Ing.(grad.) 8720 Schweinfurt Kopic
Original assignee: Fichtel and Sachs AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1980-03-07
Filing date: 1980-03-07
Publication date: 1981-09-24
Also published as: US4376472A; JPS56138537A; GB2073367B; GB2073367A

Description

FICHTEL & SACHS AG - SCHWEI

PATENT- UND GEBRAUCHSMUSTERHILFSANMELDUNG

Befestigung eines'Kolbenringes auf einem Kolben

Die Erfindung betrifft einen Kolben mit einem Kolbenring für ein hydraulisches, hydropneumatisches oder pneumatisches Aggregat, insbesondere für einen Schwingungsdämpfer, wobei der Kolben auf einer Kolbenstange befestigt ist und Dämpfeinrichtungen aufweist sowie in einem mit Dämpfungsmedium gefüllten Zylinder axial beweglich geführt und nach außen abgedichtet ist, während der Kolbenring in einer Aussparung des Kolbens angeordnet ist und eine axiale Erstreckung aufweist, die ein Mehrfaches der Ringwanddicke beträgt.

Bei derartigen Aggregaten ist es bekannt, den Kolben mit einer Kolbenringnut zu versehen, die der axialen Erstreckung des Kolbenringes entspricht. Weiter ist es bekannt, eine reibungsmindernde, nicht-metallische Schicht so auf den Kolben aufzubringen, daß diese Schicht fest mit der Kolbenfläche verbunden ist. In diesen bisher bekannten Fällen ist der Herstellungs- und Montageaufwand recht groß. Außerdem tritt bei Schwingungsdämpfern bei

erhöhter Dämpfwirkung eine Wärmeentwicklung auf, die insbesondere bei Kunststoffkolbenringen größere Wärmedehnungen bewirkt. Dadurch besteht die Gefahr von Funktionsstörungen, denn es ist nicht einfach, die Materialauswahl so vorzunehmen, daß bei höherer Temperatur weder ein Klemmen oder eine plastische Verformung des Kunststoffes eintritt noch bei niederer Betriebstemperatur die Abdichtung unzureichend ist.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Nachteile der bekannten Konstruktionen zu vermeiden und eine leichte Montage des Kolbenringes auf dem Kolben bei gleichzeitiger hoher Funktionssicherheit zu gewährleisten. Die Teile sollen außerdem billig in der Herstellung und zur Aufnahme von Radialkräften geeignet sein.

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Diese Aufgabe wird durch die Erfindung in der Weise gelöst, daß der Kolbenring mindestens einen radial nach innen gerichteten Vorsprung aufweist und der Kolben zum Eingriff dieses Vorsprunges mit einer entsprechenden Aussparung versehen ist. Außer der leichten Herstellung und Hontage von Kolben und Kolbenring wird dadurch die Möglichkeit geschaffen, daß sich der Kolbenring auf dem Kolben bei Temperaturänderung in axialer Richtung ausdehnen kann, wodurch der Verschleiß wesentlich herabgesetzt und eine gute Abdichtung bei jeder Betriebstemperatur gewährleistet wird. Eine weitere Vereinfachung in der Herstellung des Kolbens und des Kolbenringes bei gleichzeitig einfacher Montage wird dadurch erhalten, daß erfindungsgemäß der radial nach innen gerichtete Vorsprung des Kolbenringes durch eine umlaufende Sicke gebildet ist. 'Besteht der Kolbenring aus einem metallischen Stützträger und einer äußeren Gleitschicht aus Kunststoff, so federt bei der Montage des Kolbenringes dieser an seinem Kolbenringstoß auf und rastet in die entsprechende Aussparung des Kolbens ein. Eine weitere Sicherheit gegen das Lösen des Kolbenringes vom Kolben wird dadurch erzielt, daß in der umlaufenden Sicke ein Federring angeordnet ist.

Eine besonders gute Abdichtung zwischen Kolben und Zylinder und eine zusätzliche Sicherung gegen Lösen des Kolbenringes vom Kolben wird gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung dadurch erzielt, daß in der umlaufenden Sicke ein Kunststoffring angeordnet ist, der gute Gleiteigenschaften aufweist,

Entsprechend einem weiteren Merkmal der Erfindung weist der Kolbenring an seinen beiden Stirnseiten Zonen mit kleinerem Innendurchmesser auf und greift damit in entsprechende umlaufende Vertiefungen des Kolbens ein. Hierdurch wird eine besonders billige Kolbenherstellung gewährleistet, denn es kann hier ein gesinterter Kolben ohne Nacharbeit verwendet werden.

Eine besonders einfache Montage des Kolbenringes auf dem Kolben wird dadurch erzielt, daß vor der Montage auf dem Kolben die radial nach innen gerichteten Vorsprünge des Kolbens angeordnet sind und somit eine Schnappverbindung zwischen dem Kolben und dem Kolbenring bilden. Zur leichten Montage ist es besonders vorteilhaft, wenn hier die radial nach innen gerichteten Vorsprünge eine

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geringe Höhe von wenigen zehntel Millimetern auf v/eisen. Eine v/eitere Montageerleichterung insbesondere bei einem Kolbenring, der merkmalsgemäß als ein in sich geschlossenes Bauteil ausgebildet ist, wird entsprechend der Erfindung dadurch erreicht, daß der Kolbenring mehrere über den Innenumfang verteilte und radial nach innen gerichtete Nocken aufweist.

Weitere Einzelheiten der Erfindung gehen aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor. Es zeigt;

Fig. 1 einen Längsschnitt im Bereich der Kolbenpartie eines Schwingungsdämpfersj

Fig. 2 einen Kolben im Längsschnitt, wobei zwei Vertiefungen angeordnet sind j

Fig. 3 einen Kolben mit einem Kolbenring, der eine ballig ausgebildete Dichtfläche aufweistj

Fig, 4 die Verbindung eines Kunststoffkolbenringes mit einem Kolbenj

Fig, 5 die Draufsicht auf den Kolbenring gem, Fig, 4 und

Fig. 6 einen Kunststoffkolbenring mit zusätzlichem Dicht- und Anpreßring,

Die Fig. 1 zeigt den Kolben 2 eines Schwingungsdämpfers, der fest mit der Kolbenstange 3 verbunden ist und an der Innenfläche des Zylinders 1 axial verschiebbar geführt ist. Der mit federbelasteten Dämpfventilen versehene Kolben 2 besitzt an seinem Außenumfang einen Kolbenring 4, welcher sich über die gesamte axiale Erstreckung des zylindrischen Kolbenteiles erstreckt, Bei Stoßdämpfern, welche im Kraftfahrzeug eingebaut sind und Radführungskräfte zu übernehmen haben, werden radial wirkende Kräfte auf den Kolben ausgeübt, die vom Zylinder aufgenommen werden müssen, wodurch sich relativ große Anpreßkräfte zwischen dem Kolben 2 und dem Zylinder 1 ergeben. Diese Kräfte werden vom Kolbenring 4 übertragen, der dementsprechend nicht nur gleitgünstige Eigenschaften aufzuweisen hat, sondern hochdruckbelastbar sein muß. Außerdem besteht

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die Forderung, daß der Kolbenring 4 größere Temperaturschwankungen ohne Einbuße an Punktionssicherheit aufzunehmen hat. Der Kolbenring 4 bildet somit ein Gleitlagerelement und besteht entweder aus einem metallischen Stützträger mit einer dünnen äußeren Gleitschicht aus Kunststoff oder aus einem Kunststoffring.

Zur leichten Montage des Kolbenringes 4 auf dem Kolben 2 ist entsprechend der Ausführungsform nach Fig. 1 der Kolben 2 mit einer Aussparung versehen, die durch die umlaufende, nutförmige Vertiefung 5 gebildet wird. Die Sicke 6 des Kolbenringes 4 rastet beim Aufziehen des Kolbenringes 4 in die nutförmige Vertiefung 5 ein und bildet somit eine Schnappverbindung zwischen dem Kolbenring 4 und dem Kolben 2. Insbesondere bei einem Kunststoffkolbenring 4 ist eine zusätzliche Sicherung vorteilhaft, die durch einen in der Sicke 6 eingespannten Federring gebildet wird.

Anstelle der Schnappverbindung kann die Befestigung des Kolbenringes 4 auf dem Kolben 2 auch dadurch erfolgen, daß die Sicke 6 nach dem Aufziehen des zylindrischen Kolbenringes 4 in die Vertiefung 5 eingerollt wird. Die bei Temperaturerhöhung auftretende Wärmedehnung des Kolbenringes 4 wird in axialer Richtung nicht beeinträchtigt, da sich der Kolbenring 4 auf dem Kolben 2 nach beiden Stirnseiten frei ausdehnen kann.

Die Ausführungsform nach Fig. 2 unterscheidet sich von der nach Fig. 1 im wesentlichen dadurch, daß der auf dem Kolben 2 aufgezogene Kolbenring 4 an seinen beiden Stirnseiten Zonen 8 mit kleinerem Innendurchmesser aufweist und damit in die auf dem Kolben 2 angeordneten, umlaufenden Vertiefungen 9 einrastet.

Eine weitere Ausführungsvariante zeigt Fig. 3, wobei hier der Kolbenring 4 ebenfalls durch Einrasten der Vorsprünge 8 in die umlaufenden Vertiefungen 9 auf dem Kolben befestigt wird, jedoch die Außenfläche des Kolbenringes eine konvex gekrümmte Anlagefläche 10 zur Zylinderinnenwand aufweist, Diese Form der Anlagefläche 10 ergibt besonders günstige Gleiteigenschaften des Kolbens im Zylinder, da sich bei Relativbewegung zwischen dem Kolbenring und der Zylinderinnenwand ein Schmierkeil bildet.

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Durch die Figuren 4 und 5 wird die Verbindung eines Kunststoffkolbenringes 4 mit dem Kolben gezeigt, wobei - wie Fig. 5 darstellt - der Kolbenring 4 mehrere am Umfang verteilte Nocken 11 aufweist. Hierdurch wird ein leichtes Überziehen dieses Kolbenringes 4 über den zylindrischen Kolbenteil mit größerem Durchmesser erzielt und die Nocken 11 rasten in die umlaufenden Vertiefungen 9 des Kolbens 2 ein..

Von Fig. 1 unterscheidet sich die Ausführungsform nach Fig. 6 im wesentlichen dadurch, daß der auf dem Kolben 2 angeordnete Kolbenring 4 im Bereich der Sicke 6 einen Kunststoffring 12 aufweist, der als zusätzliches Dichtelement wirkt und die Sicke 6 andererseits in die Aussparung 5 des Kolbens 2 drückt.

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Claims

P-ICHTEL & SACHS AG - SCHWE

PATENTANSPRÜCHE

Kolben mit einem Kolbenring für ein hydraulisches, hydropneumatisches oder pneumatisches Aggregat, insbesondere für einen Schwingungsdämpfer j wobei der Kolben auf einer Kolbenstange befestigt ist und Dämpfeinrichtungen aufweist sowie in einem mit Dämpfungsmedium gefüllten Zylinder axial beweglich geführt und nach außen abgedichtet ist, während der Kolbenring in einer Aussparung des Kolbens angeordnet ist und eine axiale Erstreckung aufweist, die ein Mehrfaches der Ringwanddicke beträgt, dad. gek., daß der Kolbenring (4) mindestens einen radial nach innen gerichteten Vorsprung (6, 8, 11) aufweist und der Kolben (2) zum Eingriff dieses Vorsprunges mit einer entsprechenden Aussparung (5, 9) versehen ist,

2. Kolben nach Anspruch 1, dad. gek., daß der radial nach innen gerichtete Vorsprung des Kolbenringes (4) durch eine umlaufende Sicke (6) gebildet ist.

3. Kolben nach den Ansprüchen 1 und 2, dad, gek,, daß in der umlaufenden Sicke (6) ein Federring (7) angeordnet ist.

4. Kolben nach den Ansprüchen 1 und 2, dad. gek., daß in der umlaufenden Sicke (6) ein gute Gleiteigenschaften aufweisender Kunststoffring (12) angeordnet ist.

5. Kolben nach Anspruch 1, dad. gek., daß der Kolbenring (4) an seinen beiden Stirnseiten Zonen (8) mit kleinerem Innendurchmesser aufweist und damit in entsprechende, umlaufende Vertiefungen (9) des Kolbens (2) eingreift,

6. Kolben nach den Ansprüchen 1 bis 5, dad. gek., daß vor der Montage auf dem Kolben (2) die radial nach innen gerichteten Vorsprünge (Sicke 6, Zonen mit kleinerem Innendurchmesser 8, Nocken 11) am Kolbenring (4) angeordnet sind und somit eine Schnappverbindung zwischen dem Kolben (2) und dem Kolbenring (U)

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7. Kolben nach den Ansprüchen 1 bis 6, dad. gek., daß die radial nach innen gerichteten Vorsprünge (Sicke 6, Zonen mit kleinerem Innendurchmesser 8, Nocken 11) eine geringe Höhe von wenigen zehntel Millimetern aufweisen.

8. Kolben nach den Ansprüchen 1 bis 7, dad. gek., daß der Kolbenring (4) ein in sich geschlossenes Bauteil ist.

9. Kolben nach den Ansprüchen 1 und 6 bis 8, dad. gek., daß der Kolbenring (4) mehrere über den Innenumfang verteilte und radial nach innen gerichtete Nocken (11) aufweist.

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