DE3711393A1 - Dichtung fuer ein bewegliches teil - Google Patents

Description

Diese Erfindung betrifft eine Dichtung für ein bewegliches Teil die fähig ist, Flüssigkeiten von Gasen getrennt zu halten und mit einem feststehenden Teil zusammenzuarbeiten, um das bewegliche Teil in bezug auf das letztgenannte zu führen. Insbesondere betrifft die Erfindung die Dichtungen, die verwendet werden, um gleichzeitig Führung und Abdichtung vorzunehmen, z.B. zwischen einem Kolben und einer seitlichen zylindrischen Wand, in der der Kolben läuft, wie es z.B. bei hydropneumatischen Aufhängungen, selbstnivellierenden Stoß­ dämpfern, Gasdruckstoßdämpfern, Bremssystemen und ähnlichen der Fall ist.

Es ist bekannt, daß bei den derzeitigen Systemen, wenn es notwendig ist, sowohl eine Führung als auch eine Abdich­ tung zwischen einem durch einen Kolben festgelegten, be­ weglichen Teil und einem feststehenden Teil auszuführen, das z.B. durch einen Sitz festgelegt ist, in dem der Kolben läuft, die sogenannten "O-Ringe" oder auch Runddichtringe verwendet werden, die in in der Kolbenwand eingearbeiteten Ringnuten sitzen. Diese Dichtungen haben jedoch das Übel, sich relativ schnell beim Verkanten des Kolbens in bezug auf seinen Sitz zu verschleißen, wodurch sich Abdicht­ leckagen ergeben.

Zweck dieser Erfindung ist es, eine Dichtung zu realisieren, die fähig ist, in ein bewegliches Teil, z.B. einen Kolben, eingebaut zu werden, um gleichzeitig sowohl Abdichtung als auch Führung vorzunehmen und die imstande ist, einen geringen Ver­ schleiß auch beim Verkanten des Kolbens in seinem Führungssitz zu haben. Ein weiterer Zweck der Erfindung ist der, eine Dich­ tung zu realisieren, die ganz mit dem Kolben auch erhalten wer­ den kann, so daß sie im Bedarfsfall eine Einzelbaugruppe bilden.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch die kennzeichnen­ den Merkmale des Hauptanspruches gelöst.

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird nun eine nicht einschränkende Beschreibung von einigen ihrer Realisierungs­ beispielen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung ge­ geben, in der die

Fig. 1 einen beweglichen Kolben mit der Dichtung entsprechend der Erfindung zeigt, die

Fig. 2 eine mögliche Variante der Dichtung von Fig. 1 zeigt und die

Fig. 3 einen beweglichen Kolben zeigt, der ganz mit einer weiteren Variante der Dichtung entsprechend der Erfindung versehen ist.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 wird darin ein bewegliches Teil 1 veranschaulicht, das in diesem nicht einschränkenden Beispiel durch einen Kolben bekannten Typs festgelegt ist, der mit einer Dichtung 2 versehen ist, die in einer Nut 3, bei­ spielsweise ringförmigen, des Kolbens sitzt und die fähig ist, Flüssigkeiten von Gasen getrennt zu halten und mit dem fest­ stehenden Teil 4 von irgendeiner bekannten Bauart zusammen­ zuarbeiten - das der Einfachheit halber nur teilweise und schraffiert gezeigt ist und z.B. durch einen Gleitsitz für den Kolben 1 festgelegt ist - um das bewegliche Teil 1 in bezug auf das feststehende Teil 4 zu führen. Die Dichtung 2 ist ringförmig, und da sie, wie auch der Kolben 1 und der Sitz 4 symmetrisch ist, ist der Einfachheit halber lediglich eine Hälfte gezeigt. Es ist jedenfalls klar, daß das, was beschrieben werden wird, auch bei nicht ringförmigen Dichtungen Anwendung finden kann, die also nicht für Kolben oder andere zylindrische Teile bestimmt sind, sondern z.B. dafür, zwischen ebenen Teilen abzudichten und die daher als gerade Stücke ausgebildet sind. Dies ist z.B. der Fall bei den Dichtungen, die dazu bestimmt sind, zwischen zwei Gleitflächen, z.B. einer Werkzeugmaschine, abzudichten.

Die Dichtung 2 ist einteilig aus elastomerischem Werk­ stoff, z.B. Gummi, hergestellt und umfaßt nach der Erfindung im Verband einen seitlichen Zentrierungsbereich 6 und einen stirnseitigen Abdichtbereich 7, der vollständig aus einem Stück mit dem Bereich 6 an einem der Enden des letzt­ genannten erhalten wird. Der Bereich 6 ist radial außen mit einem Paar Wülsten versehen, die in dem gezeigten, nicht ein­ schränkenden Beispiel von entsprechenden Ringrippen 8 ge­ bildet werden, die radial gesehen herausgewölbt sind und eine derartige Höhe haben, daß sie bei Verwendung an den zusammengefügten Teilen 1 und 4, wie es gut in der Fig. 1 gezeigt ist, ein relativ kleines Übermaß bewirken, das unausreichend ist, um eine Dichtwirkung gegenüber Fluiden auszuüben, die dazu neigen sollten, unter Druck zwischen den Teilen 1 und 4 durchzutreten, aber ausreichend ist, die Zentrierung und die Führung des Teil 1 in bezug auf das Teil 4 ohne die Gefahr von direkten Berührungen zwischen den entsprechenden seitlichen - äußeren bzw. inneren - Flächen derselben zu gewährleisten. Der stirnseitige Ab­ dichtbereich 7 umfaßt dagegen eine elastisch verformbare Schräglippe 10, die sich aus dem seitlichen Bereich 6 vor­ stehend sowohl zur Stirnseite hin als auch zur Seite hin erstreckt sowie eine stirnseitige Einbuchtung 11, die un­ mittelbar neben dem Wurzelbereich der Lippe 10 an der den Wülsten 8 entgegengesetzten Seite ausgebildet ist.

In dem gezeigten, nicht einschränkenden Beispiel ist so­ wohl die Einbuchtung 11, als auch die Lippe 10 ringförmig und die letztgenannte erstreckt sich in in bezug auf die Achse der Dichtung 2 entgegengesetzter Richtung verlaufend.

Außerdem hat die Lippe 10 nach der Erfindung eine derartige Länge, daß sie bei benutzter Dichtung, also bei den zu­ sammengefügten Teilen 1 und 2 ein Übermaß mit dem fest­ stehenden Teil 4 aufweist, das größer als dasjenige ist, das die Wülste oder Rippen 8 haben und das jedenfalls aus­ reichend ist, um eine Dichtwirkung sowohl gegenüber flüssigen als auch gasförmigen Stoffen auszuüben, die versuchen sollten, zwischen dem Spalt zwischen den Teilen 1 und 4 durchzutreten. Die Einbuchtung 11 ihrerseits ist fähig, von diesen unter Druck stehenden und zwischen den Teilen 1 und 4 enthaltenen flüssigen und/oder gasförmigen Stoffen gefüllt zu werden, um bei Verwendung die Durchbiegung der Lippe derart nach außen in dem Sinne hervorzurufen, daß dadurch das Übermaß mit dem Teil 4 noch erhöht wird. Um diese Durchbiegung der Lippe 10 nach außen in Abhängigkeit von dem auf den Abdichtbereich 7 ausgeübten Druck zu begünstigen, ist der Zentrierungsbereich 6 auf der Seite der Wülste 8 mit einer Einbuchtung 12 ver­ sehen, die in dem gezeigten Beispiel ringförmig ist und die am Wurzelbereich der Lippe 10 und unmittelbar neben der dem Bereich 7 nächstgelegenen Wulst 8 ausgebildet ist. Zwischen dem Paar Wülsten 8 ist der Bereich 6 außerdem vorzugsweise mit einer weiteren Einbuchtung 14 versehen, die in dem ge­ zeigten Beispiel ringförmig und von symmetrischen Profil zu dem der Wülste 8 ist.

Bei Verwendung läßt man die Dichtung 2 bei der Montage dank ihrer Verformbarkeit in die Nut 3 des Kolbens 1 ein­ springen, und dann wird dieser in das feststehende Teil 4 montiert, das z.B. von einem Gehäuse bekannter Bauart eines Stoßdämpfers oder irgendeinem anderen mit Druck­ flüssigkeit vollen Gerätes festgelegt ist, wobei der Ab­ dichtbereich 7 der Dichtung 2 zu dieser Druckflüssigkeit hin zeigt.

Bei Einführung des Teils 1 in das Teil 4 verformen sich elastisch die Wülste 8 und die Lippe 10 und üben auf die innere Seitenwand des Teils 4 einen den entsprechenden Übermaßen im Ruhezustand mit der genannten Wand proportionalen Druck aus. Die Wülste 8 werden deswegen einen sehr ge­ ringen Druck ausüben, weil das Übermaß im Ruhezustand mit dem Teil 4 klein ist und demzufolge durch ihre Ver­ formung eine einwandfreie Führung für das Teil 1 sicher­ stellen. Diese Wülste 8 wären jedoch gerade wegen des geringen Druckes durch das geringe Übermaß mit dem Teil 4 nicht in der Lage, das Austreten des Druckfluids aus dem Kolben oder dem feststehenden Teil 1 heraus zu verhindern. Dazu dient jedoch der Bereich 7, der bei Verwendung eben stets zu dem zurückzuhaltenden Fluid hin zeigt. Das große Übermaß der Lippe 10 bewirkt nämlich im Einsatz, daß von seiten der letztgenannten ein hoher Druck gegen die Wand des Teils 4 ausgeübt wird, wodurch es dem zurückzuhalten­ den Fluid unmöglich gemacht ist, durchzutreten. Auch wenn sich der Druck dieses Fluids erhöht, z.B. infolge des Be­ triebes der Vorrichtung, zu der die Teile 1 und 4 gehören (z.B., wenn die Teile 1 und 2 zum Stoßdämpfer eines Fahr­ zeuges gehören, beim Auffangen der Beanspruchungen durch eine Bodenunebenheit) wird die Dichtheit nicht gemindert, da der Druck, der von dem im Inneren der Einbuchtung 11 angesammelten Fluid ausgeübt wird, die Lippe 10 zum Teil 4 hin durchbiegt, wodurch sich der auf dieses Teil von der Lippe ausgeübte Druck und damit die Dichtwirkung er­ höht. Außerdem können keine Verkantungen des beweglichen Teils auftreten, da die seitlichen Schübe von den Wülsten 8 ausgeglichen aufgefangen werden, die das Teil 1 in der richtigen Lage halten.

Wenn jetzt Bezug auf die Fig. 2 genommen wird, in der der Einfachheit halber die Einzelheiten, die ähnlich oder gleich den bereits beschriebenen sind, mit den gleichen Num­ mern verzeichnet sind, so ist darin eine Variante 2 a der Dichtung nach der Erfindung veranschaulicht, die geeignet ist, zwischen Teilen mit relativer Bewegung zueinander ver­ wendet zu werden, um das Sichvermischen von zwei verschie­ denen, jeweils unter Druck stehenden Fluiden, z.B. Öl und einem Gas, die durch das bewegliche Teil voneinander ge­ trennt und beide im Inneren des Gleitsitzes des letztge­ nannten enthalten sind, zu verhindern. Der einzige Unter­ schied zwischen der Dichtung 2 und der Dichtung 2 a be­ steht darin, daß die letztgenannte zwei entgegengesetzt angeordnete Abdichtbereiche 7 umfaßt, von denen jeder an einem entsprechenden Ende des seitlichen Zentrierungsbe­ reich 6 ausgebildet ist, der mit den zwei entgegengesetzt angeordneten Bereichen 7 gemeinsam ist und ein Ganzes bil­ det und mit einer entsprechenden Lippe 10 sowie einer ent­ sprechenden stirnseitigen Einbuchtung 11 an der Basis der letztgeannten versehen ist sowie auf der den Wülsten 8 entgegengesetzten Seite ausgebildet ist. Diese Wülste be­ stehen stets aus 2 Stück, sind symmetrisch und durch eine Einbuchtung 14 voneinander getrennt, und jede Wulst 8 hat eine zu der entsprechenden, ihr nächstgelegenen Lippe 10 hin daneben befindliche Einbuchtung 12, so daß die Ein­ buchtungen im Bereich 6 in einer Anzahl von zwei Stück vor­ handen sind, die jeweils an der Basis von einer der Lip­ pen 10 auf der der entsprechenden frontseitigen Einbuch­ tung 11 der genannten Lippen entgegengesetzten Seite ausgebildet sind. Es ist klar, daß bei Verwendung die Dichtung 2 a genauso wie die Dichtung 2 mit dem einzigen Unterschied funktioniert, daß sie in der Lage ist, eine genauso wirksame Dichtwirkung an ihren beiden Enden aus­ zuüben und somit gegenüber zwei verschiedenen Fluiden, die beide unter Druck stehen und auf den gegenüberlie­ genden Seiten in bezug auf das bewegliche Teil 1 befind­ lich sind. Die Dichtung 2 a kann nach Wahl mit einer Ver­ stärkungsarmierung 20 versehen sein, die nach der Erfin­ dung unmittelbar unter den Wülsten 8 angeordnet ist und die sich lediglich bis in die unmittelbare Nähe des Wur­ zelbereichs von jeder Schräglippe 10 hinzieht, also im wesentlichen sich nur an dem seitlichen Bereich 6 er­ streckt.

Schließlich ist unter Bezugnahme auf die Fig. 3 mit 21 eine weitere Variante der Erfindung angegeben, die für Anwendungen geeignet ist, bei denen das bewegliche Teil ausschließlich aus einem Kolben besteht. Nach dieser Variante wird nämlich eine Dichtung 2 b von dem Typ wie die vorstehend beschriebenen ganz aus einem einzigen Stück mit einem vorzugsweise aus formgestanzten Blech erhaltenen Kolben 1 a angefertigt, so daß sie mit diesem eine Einzelfunktionsbaugruppe bildet, die eben mit 21 ange­ geben ist. Die Dichtung 2 b überdeckt außen den ganzen Kol­ ben 1 a, an dem sie aufvulkanisiert ist und ihr frontseitiger Abdichtbereich 7 erstreckt sich über das ganze Ausmaß der Kolbenkopfseite. Die Armierung 20 ist durch eine seitliche Wand 22 des Kolbens 1 a festgelegt, und auf der der Kolben­ kopfseite entgegengesetzten Seite kann nach Wahl ein weiterer Bereich 7 im Bedarfsfall wie bei der Dichtung 2 a ausgebildet werden.

Claims (8)

1. Dichtung für ein bewegliches Teil, das fähig ist, Flüssigkeiten von Gasen getrennt zu halten und mit einem feststehenden Teil zusammenzuarbeiten, um das bewegliche Teil in bezug auf das letztgenannte zu führen und die dadurch gekennzeichnet ist, daß sie im Verband einen seitlichen Zentrierungsbereich ­ der aus elastomerischem Werkstoff realisiert ist und wenigstens ein Paar Wülste mit einer derartigen Höhe umfaßt, daß sie bei verwendeter Dichtung ein relativ kleines Übermaß mit dem genannten festste­ henden Teil aufweisen - sowie wenigstens einen stirn­ seitigen Abdichtbereich umfaßt, der aus elastomeri­ schem Werkstoff realisiert und als ganzes mit einem der Enden vom besagten seitlichen Zentrierungsbereich ausgebildet ist, wobei besagter stirnseitiger Ab­ dichtungsbereit umfaßt:
Eine elastisch verformbare Schräglippe, die sich so­ wohl stirnseitig als auch seitlich vorstehend erstreckt und eine derartige Länge hat, daß sie bei verwendeter Dichtung ein Übermaß mit dem besagten feststehenden Teil bildet, das größer als das Übermaß ist, welches die be­ sagten Wülste aufweisen sowie eine frontseitige Ein­ buchtung, die unmittelbar neben dem Wurzelbereich der besagten Schräglippe auf der den besagten Wülsten ge­ genüberliegenden Seite ausgebildet ist, wobei die front­ seitige Einbuchtung fähig ist, durch eine unter Druck stehende Flüssigkeit oder Gas gefüllt zu werden, um bei Gebrauch die Durchbiegung nach außen der besagten Schräglippe in derartigem Sinne hervorzurufen, daß da­ durch das Übermaß mit dem feststehenden Teil erhöht wird.

2. Dichtung entsprechend dem Anspruch 1, die dadurch ge­ kennzeichnet ist, daß sie Ringform aufweist, wobei die besagten Wülste des seitlichen Zentrierungsbereichs von entsprechenden Ringrippen gebildet werden, die radial außen an dem seitlichen Bereich selbst ausgebildet sind und wobei die besagte Schräglippe ebenfalls ringförmig ist und sich in in bezug auf die Achse der besagten Dichtung entgegengesetzter Richtung verlaufend erstreckt.

3. Dichtung entsprechend dem Anspruch 1 oder 2, die da­ durch gekennzeichnet ist, daß der seitliche Zentrierungs­ bereich auf der Seite der besagten Wülste mit einer ent­ sprechenden Einbuchtung versehen ist, die am Wurzelbe­ reich der besagten Schräglippe und unmittelbar neben der der Schräglippe nächstgelegenen Wulst ausgebildet ist, so daß sie die Durchbiegung der Lippe begünstigt.

4. Dichtung entsprechend einem der vorstehenden Ansprüche, die dadurch gekennzeichnet ist, daß zwischen dem besag­ ten Paar Wülsten der besagte seitliche Zentrierungsbe­ reich mit einer weiteren Einbuchtung versehen ist, die symmetrisch in bezug auf besagte Wülste ist.

5. Dichtung entsprechend einem der vorstehenden Ansprüche, die dadurch gekennzeichnet ist, daß sie zwei entgegen­ gesetzt angeordnete stirnseitige Abdichtbereiche um­ faßt, die jeweils an einem entsprechenden Ende von dem besagten seitlichen Zentrierungsbereich ausgebildet sind und von denen jeder mit einer entsprechenden vor­ stehenden Schräglippe und einer entsprechenden Einbuch­ tung versehen ist, die auf der den besagten Wülsten des seitlichen Bereichs gegenüberliegenden Seite am Wurzelbereich der Schräglippe ausgebildet ist.

6. Dichtung entsprechend einem der vorstehenden Ansprüche, die dadurch gekennzeichnet ist, daß sie eine steife Verstärkungsarmierung umfaßt, die unmittelbar unter den besagten Wülsten des seitlichen Zentrierungsbereichs angeordnet ist, wobei sich besagte Armierung lediglich bis in die unmittelbare Nähe des Wurzelbereichs der be­ sagten Schräglippe erstreckt.

7. Dichtung für einen Kolben entsprechend dem Anspruch 6, die dadurch gekennzeichnet ist, daß besagte Dich­ tung 1 eins mit dem Kolben - außen an demselben - derart ist, daß sie mit ihm eine Einheit bildet, wobei besagte Armierung von der seitlichen Wand des besagten Kolbens gebildet wird und sich der frontseitige Ab­ dichtbereich über die ganze Kolbenkopffläche erstreckt.

8. Dichtung im wesentlich wie beschrieben und wie in den beigefügten Zeichnungen veranschaulicht.