DE4225556C2 - Zwischen radial nach innen weisenden Vorsprüngen einer Zylinderfläche abgestützte Stangenführung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine zwischen radial nach innen weisenden Vorsprüngen ei­ ner Zylinderfläche abgestützte Stangenführung aus einem Hartwerkstoff, die mit einer Stangendichtung aus Gummi vereint ist, wobei die Stangenführung und die Stangendichtung in axialer Richtung unbeweglich zwischen den Vorsprüngen an­ geordnet sind und die Stangendichtung radial innenseitig mit einer dynamisch be­ anspruchten Dichtlippe und in radialer Richtung außenseitig mit einer statisch be­ anspruchten Dichtlippe versehen ist, wobei zumindest einer der Vorsprünge und die Stangenführung einen axialen Abstand voneinander haben und wobei der durch den Abstand gebildete Zwischenraum zumindest teilweise mit einer Gummi­ schicht gefüllt ist.

Eine solche Stangenführung ist aus der FR-PS 24 41 751 bekannt. Die Stangen­ führung und die Stangendichtung sind zur Abdichtung im Zylinder eines Stoß­ dämpfers angeordnet, wobei die beiden Teile separat voneinander erzeugt und montierbar sind. Die Stangenführung ist durch eine kreisringförmige, Scheibe gebil­ det, die sich in radialer Richtung innen auf der Kolbenstange und in radialer Rich­ tung außenseitig in der Zylinderfläche abstützt. Entsprechend ist die Stangendich­ tung angeordnet, die durch einen O-Ring gebildet ist, der mit radialer Vorspannung innerhalb des Kolbengehäuses angeordnet ist. Durch das Führungsspiel, mit dem die Kolbenstange innerhalb der Stangenführung geführt ist, wird die Stangen­ dichtung bei radialen Auslenkbewegungen der Kolbenstange mit einer hohen me­ chanischen Beanspruchung beaufschlagt, was im Hinblick auf ein gutes Abdich­ tungsergebnis während einer langen Gebrauchsdauer wenig befriedigend ist.

Die in der DE 30 02 700 A1 gezeigte Vorrichtung zur Abdichtung von axial verschiebbaren und radial bewegbaren Kolbenstangen weist eine Dichtungsmanschette auf, der ein auf der Kolbenstange geführter Stützring zugeordnet ist. Die Dichtungsmanschette ist fest mit dem aus einem Gleitlagerwerkstoff gebildeten Stützring verbunden und gemeinsam mit die­ sem radial relativ beweglich zum Gehäuse angeordnet. Dabei ist allerdings zu be­ achten, daß die Abdichtung zum Mantelrohr nicht direkt erfolgt, sondern daß die Dichtung auf eine Ringscheibe wirkt. Diese Ringscheibe ist ihrerseits mit dem Mantelrohr verbunden. Durch eine Vielzahl von Einzelteilen, die aneinander festzu­ legen sind ist die vorbekannte Stangenführung in fertigungstechnischer und in wirtschaftlicher Hinsicht wenig befriedigend. Außerdem sind die Gebrauchseigen­ schaften, insbesondere während einer langen Gebrauchsdauer nachteilig. Mit zu­ nehmender Gebrauchsdauer können Undichtigkeiten auftreten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Stangenführung der vorbekannten Art derart weiterzuentwickeln, daß die Stangendichtung durch die Stangenführung derart geführt ist, daß diese der Stange und der Zylinderfläche eines die Stangen­ dichtung umgebenden Mantelrohrs unter allen Betriebsbedingungen optimal zugeordnet ist, und dadurch Verkantungsprobleme und dadurch bedingte Un­ dichtigkeiten, vermieden werden. Außerdem soll die radiale Belastung auf die Stangendichtung auf einen Wert begrenzt werden, der eine zuverlässige Abdich­ tung und gute Gebrauchseigenschaften während einer langen Gebrauchsdauer bedingt. Die Herstellbarkeit und die Montage der Stangenführung sollen außerdem vereinfacht werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen von Anspruch 1 gelöst, auf vorteilhafte Ausgestaltungen nehmen die Unteransprüche Bezug.

Zu Lösung der Aufgabe ist es vorgesehen, daß die Stangenführung und die Stang­ endichtung einstückig ineinander übergehend ausgebildet sind, daß die Stangen­ führung und die Stangendichtung nur gemeinsam relativ radial beweglich zur Zy­ linderfläche angeordnet sind und daß die Stangenführung eine die Stangendich­ tung untergreifende Kegelfläche aufweist. Hierbei ist von Vorteil, daß der Aufbau der Dichtungsanordnung sehr einfach ist. Die Stangendichtung und die Stangenführung sind einstückig ausgebildet und die Stangendichtung berührt die abzudichtende Zylinderfläche des Mantelrohrs unter radialer Vorspannung umfangsseitig anliegend. Dadurch ist eine einwandfreie Abdichtung auch während einer langen Gebrauchsdauer gewährleistet. Die Stangendichtung stützt sich einerseits auf einer abzudichtenden Stange ab und andererseits an der Zylinder­ fläche. Eine Fettfüllung zwischen zwei mit axialem Abstand benachbarten Dichtlippen ist ebenfalls denkbar. Die Stangendichtung kann zur dynamischen Abdichtung der abzudichtenden Stange mehrere in axialer Richtung benachbarte Dichtlippen aufweisen, ebenso wie im Bereich der statisch abzudichtenden Zylinderfläche. Eine Fettfüllung zwischen zwei mit axialem Abstand benachbarten Dichtlippen ist ebenfalls denkbar. Die erfindungsgemäße Stangenführung gelangt bevorzugt zur Abdichtung im wesentlichen gasförmiger Medien zur Anwendung.

Dadurch, daß die Stangendichtung von einer Kegelfläche der Stangenführung in Richtung der abzudichtenden Welle untergriffen ist und die Stangenführung mit der Stangendichtung nur gemeinsam in radialer Richtung relativ beweglich zur Zylin­ derfläche angeordnet sind, ergibt sich eine genau begrenzte Belastung der Dicht­ lippe der Stangendichtung in radialer Richtung, so daß Überbeanspruchungen bei radialen Auslenkbewegungen der abzudichtenden Stange zuverlässig vermieden werden.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist es vorgesehen, daß die Stangenfüh­ rung auf der dem abzudichtenden Medium abgewandten Seite und die mit der Stangenführung einstückig ausgebildete Stangendichtung mit der Gummischicht auf der dem abzudichtenden Raum zugewandten Seite angeordnet ist. Die Stan­ genführung kann sich mit einem parallel zu der abzudichtenden Stange erstrecken­ den Ansatz auf dieser abstützen, wodurch eine ausgezeichnete Führung der Stan­ gendichtung relativ zu der abzudichtenden Welle gewährleistet ist. Die Stangen­ dichtung vermag dadurch die Welle auch bei Lageveränderungen relativ zu der Zy­ linderfläche zuverlässig abzudichten. Die Stangenführung kann beispielsweise aus einem tiefgezogenen Blechkörper bestehen, der unter Zwischenschaltung einer bei­ spielsweise direkt angespritzten Gleitlagerbeschichtung auf der abzudichtenden Stange abgestützt ist. Die Gleitlagerbeschichtung kann beispielsweise aus einer Bronzelegierung bestehen oder aus einem Kunststoff mit geringem Reibungskoef­ fizient.

Die Gummischicht kann einen einstückigen Bestandteil der Stangendichtung bil­ den. Sowohl die Herstellbarkeit als auch die Montage werden dadurch weiter ver­ einfacht und das Abdichtungsergebnis verbessert. Die Stangenführung kann bei­ spielsweise aus PTFE bestehen und weist dadurch gute Gleiteigenschaften auf der abzudichtenden Welle auf.

Zur Erlangung eines guten Abdichtungsergebnisses auch bei Verkantungen der ab­ zudichtenden Stange in Bezug auf die Zylinderfläche des Gehäuses ist es vorteil­ haft, wenn die Gummischicht die Stangenführung radial in Richtung der Zylinder­ fläche überragt, so daß die Gummischicht während der bestimmungsgemäßen Verwendung auch bei unrund laufender Welle dichtend und unter elastischer Vor­ spannung mit der Zylinderfläche des Mantelrohrs in Eingriff ist. In Abhängigkeit von den jeweiligen Gegebenheiten des Anwendungsfalls, insbesondere in Abhän­ gigkeit vom Bauraum, können die statisch beanspruchten Dichtlippen der Gummi­ schicht in axialer Richtung zueinander benachbart angeordnet sein.

Gleichbleibend gute Gebrauchseigenschaften während einer wesentlich verlänger­ ten Gebrauchsdauer können dadurch erreicht werden, wenn der Stangendichtung auf der von der Stangenführung abgewandten Seite ein Stützkörper aus einem Hartwerkstoff zugeordnet ist. Die Stangendichtung ist auf der Druckseite zusätz­ lich geschützt, zum Beispiel durch den zusätzlichen, separaten Stützkörper. Der Stützkörper kann adhäsiv an der Stangendichtung festgelegt sein.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann es vorgesehen sein, daß die Stangen­ dichtung und die Stangenführung adhäsiv miteinander verbunden oder im Bereich zumindest einer Hinterschneidung ineinander einschnappbar sind. Nach einer anderen Ausgestaltung kann es vorgesehen sein, daß die Stangenführung aus ei­ nem metallischen Werkstoff, beispielsweise einem tiefgezogenen Blechkörper be­ steht und auf der der abzudichtenden Stange zugewandten Seite mit einer rei­ bungsvermindernden Oberflächenbeschichtung versehen ist. Dabei gelangen insbesondere, wie bei Gleitlagerungen allgemein üblich, Bronzelegierungen zur An­ wendung. Die große Wirtschaftlichkeit dieser Ausgestaltung ist von hervorzuhe­ bender Bedeutung und bietet sich daher für die Herstellung der erfindungsgemäßen Stangenführung in großen Stückzahlen an.

Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Stangenführung sind in den als An­ lage beigefügten Zeichnungen schematisch dargestellt und werden im folgenden näher erläutert.

In den Fig. 1 und 2 ist jeweils eine Stangenführung gezeigt, die zwischen radial nach innen weisenden Vorsprüngen einer Innenzylinderfläche eines Mantelrohrs abgestützt und mit einer Stangendichtung aus Gummi einstückig vereint sind.

Die Stangenführung 4 in Fig. 1 besteht aus einem Hartwerkstoff, bevorzugt aus einem tiefgezogenen Blechkörper, der mit der Stangendichtung 5 aus elastomerem Werkstoff einstückig verbunden ist und eine reibungsverringernde Oberflächenbe­ schichtung 15 aufweist, mit der die Stangenführung 4 die zu führende Stange 10 umfangsseitig umgreift. Die Stangendichtung 5 und die Stangenführung 4 können in adhäsiver Weise aneinander festgelegt sein, wobei die gesamte Dichtungsan­ ordnung axial zwischen zwei radial nach innen weisenden Vorsprüngen 1, 2 einer Zylinderfläche 3 gehalten ist. Die Stangendichtung 5 ist auf der dem abzudichten­ den Medium zugewandten Seite 8 angeordnet und stützt sich einerseits mit einer einstückig angeformten Gummischicht 7 unter radialer Vorspannung an der Zylin­ derfläche 3 des Mantelrohrs 12 unter radialer Vorspannung an der abzudichtenden Stange 10 ab. Eine zuverlässige Abdichtung ist dadurch gewährleistet. Die Stangendichtung 5 kann wie in diesem Beispiel eine Ringwendelfeder 11 aufwei­ sen, um Relaxationserscheinungen während der bestimmungsgemäßen Verwen­ dung vorzubeugen. In Abhängigkeit von den jeweiligen Gegebenheiten des An­ wendungsfalls kann die Ringwendelfeder 11 aber auch entbehrlich sein. Die Stan­ genführung 4 umschließt die abzudichtende Stange umfangsseitig anliegend, so daß die einstückig an der Stangenführung 4 festgelegte Stangendichtung 5 sowohl zu der dynamisch abzudichtenden Stange 10 als auch zu der statisch abzu­ dichtenden Zylinderfläche 3 stets optimal positioniert ist. Abdichtungsprobleme, insbesondere bei Verkantung der abzudichtenden Stange 10 sind daher nicht zu befürchten. Im Hinblick auf einen verbesserten Schutz der dynamisch beanspruch­ ten Dichtlippe 13 der Stangendichtung 5 vor Überbeanspruchung in radialer Richtung, kann die Stangenführung 4 eine die Stangendichtung 5 untergreifende Kegelfläche 14 aufweisen. Durch diese Ausgestaltung ergibt sich eine genau be­ grenzte Belastung der Dichtlippe 13 der Stangendichtung 5 in radialer Richtung, so daß Überbeanspruchungen auch bei radialen Auslenkbewegungen der abzu­ dichtenden Stange 10 zuverlässig vermieden werden.

In Fig. 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Stangen­ führung 4 gezeigt, wobei die Stangendichtung 5 auf der dem abzudichtenden Raum abgewandten Seite 8 in axialer Richtung einerseits zwischen den radial nach innen weisenden Vorsprüngen 1, 2 eine Stangenführung 4 aus Hartwerkstoff zu­ geordnet ist und andererseits auf der dem abzudichtenden Raum 8 zugewandten Seite ein Stützkörper 9. Der Stützkörper 9 kann im Hinblick auf eine einfache Montage hinter dem Vorsprung 2 eingeschnappt sein. Auf der dem Medium abge­ wandten Seite 8 der Stangendichtung 5 ist die Stangenführung 4 angeordnet. Ein Schutz der Stangendichtung 5 vor dem druckbeaufschlagten Medium ist durch den Stützkörper 9 gewährleistet. Eine axiale Festlegung der Stangenführung 4, der Stangendichtung 5 und des Stützkörpers 9 innerhalb des Mantelrohrs 12 erfolgt durch die in radialer Richtung nach innen weisenden Vorsprünge 1, 2 der Zy­ linderfläche 3. Der Stützkörper 9 kann im Hinblick auf eine einfachere Herstellbar­ keit der Dichtungsanordnung eingeschnappt sein. Sowohl die Stangenführung 4 als auch der Stützkörper 9 sind in diesem Ausführungsbeispiel adhäsiv mit der Stangendichtung 5 verbunden. Der Stützkörper 9 und die Stangenführung 4 zen­ trieren durch ihre Formgebung die Stangendichtung 5. Dadurch wird die Walkar­ beit der Stangendichtung 5 verringert und deren Gebrauchsdauer erhöht. Auf der der Stange 10 zugewandten Seite sind der Stützkörper 9 und die Stangenfüh­ rung 4 mit einer reibungsverringernden Oberflächenbeschichtung 15 versehen.

Claims (7)

1. Zwischen radial nach innen weisenden Vorsprüngen einer Zylinderflä­ che abgestützte Stangenführung aus einem Hartwerkstoff, die mit einer Stangendichtung aus Gummi vereint ist, wobei die Stangenführung und die Stangendichtung in axialer Richtung unbeweglich zwischen den Vor­ sprüngen angeordnet sind und die Stangendichtung radial innenseitig mit einer dynamisch beanspruchten Dichtlippe und in radialer Richtung außen­ seitig mit einer statisch beanspruchten Dichtlippe versehen ist, wobei zumindest einer der Vorsprünge und die Stangenführung einen axialen Ab­ stand voneinander haben und wobei der durch den Abstand gebildete Zwischenraum zumindest teilweise mit einer Gummischicht gefüllt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Stangenführung (4) und die Stangen­ dichtung (5) einstückig ineinander übergehend ausgebildet sind, daß die Stangenführung (4) und die Stangendichtung (5) nur gemeinsam relativ radialbeweglich zur Zylinderfläche (3) angeordnet sind und daß die Stangenführung (4) eine die Stangendichtung (5) untergreifende Kegelflä­ che (14) aufweist.

2. Stangenführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Gummischicht (7) auf der einem abzudichtenden Raum (8) zugewandten Seite der Stangenführung (4) angeordnet ist.

3. Stangenführung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Gummischicht (7) einen einstückigen Bestandteil der Stangendichtung (5) bildet.

4. Stangenführung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Gummischicht (7) die Stangenführung (4) radial in Richtung der Zylinderfläche (3) überragt.

5. Stangenführung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Stangendichtung (5) auf der der Stangenführung (4) abgewandten Seite ein Stützkörper (9) aus einem Hartwerkstoff zugeordnet ist.

6. Stangenführung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützkörper (9) die abzudichtende Stange (10) umschließt.

7. Stangenführung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch eine in Richtung der abzudichtenden Stange (10) angeordnete reibungsverringernde Oberflächenbeschichtung (15) der Stangenführung (4) und des Stützkörpers (9).