DE1284767B

DE1284767B - Device for sealing the piston rod of a shock absorber

Info

Publication number: DE1284767B
Application number: DES76272A
Authority: DE
Inventors: Bauer Fritz
Original assignee: Suspa Federungstechnik GmbH
Current assignee: Suspa Federungstechnik GmbH
Priority date: 1961-10-14
Filing date: 1961-10-14
Publication date: 1968-12-05

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Ab- dichten der Kolbenstange eines Stoßdämpfers durch einen in eine die Kolbenstange umgebene Ausnehmung des Gehäuses eingesetzten und hierin durch ein Druckglied radial und axial verspannten Dichtungsblock aus nachgiebigem Werkstoff, der mit Dichtungsrippen an der Kolbenstange anliegt.The invention relates to a device for sealing the piston rod of a shock absorber by a sealing block made of flexible material which is inserted into a recess of the housing surrounding the piston rod and is radially and axially braced by a pressure member and rests on the piston rod with sealing ribs.

In der einfachsten Form ist dieser Dichtungsblock bei einer bekannten Ausführung ein aus Gummi oder einem ähnlichen verhältnismäßig weichen, elastischen Material bestehender Ring von im wesentlichen rechteckigen Querschnitt, der auf seiner radialen inneren Oberfläche mit Rillen versehen ist. Die Dicke des Ringes ist in radialer Richtung so bemessen, daß dieser zwischen dem Zylinder und dem Kolbenschaft leicht zusammengepreßt wird, wenn die Teile zusammengebaut werden. Diese radiale Pressung reicht jedoch zur Erzeugung des erforderlichen Dichtungsdruckes nicht aus. Dieser wird vielmehr dadurch erzielt, daß der weiche Ring durch den im Inneren des Gerätes herrschenden Druck axial zusammengedrückt und dadurch radial verformt wird. Diese Konstruktion ist nicht bedenkenfrei. Einen Dichtungsblock frei in eine Bohrung einzusetzen, ist, selbst, wenn er mit einer gewissen elastischen Vorspannung eingesetzt ist, ungünstig. Eine Verschiebung im Betrieb kann nicht von vornherein ausgeschlossen werden. Außerdem nützen sich die Spitzen des Blockes mit der Zeit ab, so daß die geringe radiale Vorspannung nachläßt und es zu befürchten ist, daß zwischen Dichtung und Kolbenschaft ein Spalt entsteht.In its simplest form, this sealing block is in a known one Execution made of rubber or a similar relatively soft, elastic Material existing ring of substantially rectangular cross-section, which on its radially inner surface is grooved. The thickness of the ring is dimensioned in the radial direction so that it is between the cylinder and the piston skirt is easily compressed when the parts are assembled. This radial However, pressure is not sufficient to generate the required sealing pressure. Rather, this is achieved by the fact that the soft ring through the inside of the Device prevailing pressure is axially compressed and thereby radially deformed. This construction is not without hesitation. One sealing block freely in a hole is to use, even if it is used with a certain elastic preload is, unfavorable. A shift in operation cannot be ruled out from the outset will. In addition, the tips of the block wear out over time, so that the low radial preload and it is to be feared that between seal and the piston skirt creates a gap.

Günstiger ist unter diesen Gesichtspunkten ein anderer bekannter Dichtungsblock mit Dichtrippen, der sich auf dem Gedanken aufbaut, daß der Innendurchmesser der Rippen bei unbelastetem Dichtungsring etwas kleiner als der der Kolbenstange ist. Der Dichtungsring wird also beim Aufbringen auf die Kolbenb bl stange gespannt, so daß die Rippen zur Anlage gegen die Kolbenstange kommen. Der Ring hat geneigte Stirnflächen. Die eine davon liegt gegen die Innenwand einer Abschlußkappe an, die andere gegen einen Druckring mit einer Druckfeder, die sich- an einem Kopfstück abstützt. Der ohne radiale Vorspannung in die Ausnehmung eingesetzte Dichtungsring wird je nach der Kraft der Druckfeder mehr oder weniger axial zusamihengedrückt und, da er seitlich nicht ausweichen kann, radial verformt, so daß der Anpreßdruck der vorgespannten Rippen hierdurch noch erhöht wird. Die axiale Zusammendrückung und die sich hieraus ergebende radiale Verformung sind erforderlich, um den Dichtungsblock gegen die Gehäuseausnehmung abzudichten.From this point of view, another known sealing block with sealing ribs is more favorable, which is based on the idea that the inner diameter of the ribs is somewhat smaller than that of the piston rod when the sealing ring is not loaded. The sealing ring is tensioned when it is applied to the piston rod so that the ribs come to rest against the piston rod. The ring has inclined faces. One of them rests against the inner wall of an end cap, the other against a pressure ring with a compression spring which is supported on a head piece. The sealing ring inserted into the recess without radial preload is compressed more or less axially depending on the force of the compression spring and, since it cannot move laterally, is deformed radially so that the contact pressure of the preloaded ribs is increased. The axial compression and the resulting radial deformation are required to seal the sealing block against the housing recess.

Da der Stoßdämpfer ein Erzeugnis der Massenfertigung ist, geschieht das überschieben des Dichtungsringes über die Kolbenstange in einer Vorrichtung. Hierbei ist zu bedenken, daß die Kolbenstange zylindrisch abgedreht ist und infolgedessen im allgemeinen eine scharfe Randkante aufweist.# Wenn entsprechend dem bekannten Vorschlag der Innendurchmesser der Rippen kleiner als der Kolbenstangendurchmesser ist, so ist es nicht zu vermeiden, daß beim Aufschieben des Dichtungsringes auf die Kolbenstange die Rippen an der scharfen Endkante der Kolbenstange beschädigt werden. Das kann man nur vermeiden, wenn man das Kolbenstangenende kegelförinig abdreht, um ein allmähliches übergleiten des Dichtungsringes bis auf die Kolbenstange zu ermöglichen. Das Andrehen bedeutet aber einen zusätzlichen, den Stoßdämpfer verteuernden Arbeitsgang.Since the shock absorber is a mass-produced product, it happens pushing the sealing ring over the piston rod in a device. It should be noted that the piston rod is turned off cylindrically and consequently generally has a sharp edge. # If according to the known Suggestion of the inside diameter of the ribs smaller than the piston rod diameter is, it is unavoidable that when pushing on the sealing ring the piston rod damages the ribs on the sharp end edge of the piston rod will. This can only be avoided if the end of the piston rod is tapered to allow the sealing ring to gradually slide over to the piston rod to enable. However, the turning means an additional, the shock absorber more expensive Operation.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen Dichtungsblock für einen Stoßdämpfer zu schaffen, der ihm eine hohe Lebensdauer gewährleistet und leicht herzustellen ist.The invention is now based on the object of a sealing block for creating a shock absorber that guarantees it a long service life and is easy to manufacture.

Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß der Dichtungsblock in nicht eingebautem Zustand in seinem Innendurchmesser an den Dichtungsrippen derart größer als der Kolbenstangendurchmesser und in seinem Außendurchmesser derart größer als der Durchmesser der Gehäuseausnehmung ist, daß durch die radiale Vorspannung bei seinem Einpressen in die Gehäuseausnehmung die Dichtungsrippen dichtend an der Kolbenstange anliegen. Ist nämlich der Innendurchmesser der Rippen größer als der Kolbenstangendurchmesser, so bedarf es einer entsprechend größeren radialen Verformung des Dichtungsblockes, damit die Rippen zur dichtenden Anlage an der Kolbenstange gelangen. Bei einem einfachen Einsetzen des Dichtungsblockes in eine Ausnehmung und durch axiales Verspannen wäre ein hinreichender Dichtungsdruck nur durch eine sehr hohe axiale Verspannung erzielbar. Hier hilft nun das zweite Merkmal weiter, daß der Dichtungsblock in seinem Außendurchmesser größer als der Durchmesser der Gehäuseausnehmung ist. Es tritt also bereits beim Einpressen des Dichtungsblockes in die Ausnehmung eine radiale Verformung ein, die dann anschließend durch eine axiale Verspannung durch das Druckglied verstärkt wird. Die große, auf diese Weise im Dichtungsblock gespeicherte Verforim im mungsarbeit sorgt dafür, daß die Rippen auch bei längerer Betriebsdauer in dichter Anlage an der Kolbenstange bleiben.This is achieved according to the invention in that the sealing block, when not installed, is so larger in its inner diameter on the sealing ribs than the piston rod diameter and in its outer diameter so greater than the diameter of the housing recess that the radial preload when it is pressed into the housing recess the sealing ribs fit tightly against the piston rod. If the inside diameter of the ribs is larger than the piston rod diameter, a correspondingly larger radial deformation of the sealing block is required so that the ribs come to bear against the piston rod in a sealing manner. If the sealing block were simply inserted into a recess and through axial bracing, sufficient sealing pressure could only be achieved through very high axial bracing. Here the second feature helps that the sealing block is larger in its outer diameter than the diameter of the housing recess. A radial deformation thus occurs as soon as the sealing block is pressed into the recess, which is then reinforced by an axial bracing by the pressure member. The large deformation in the sealing block stored in this way ensures that the ribs remain in close contact with the piston rod even during long periods of operation.

Eine besonders günstige Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß das die axiale Verspannung bewirkende Druckglied unverschiebbar abgestützt ist. Es entfällt damit die auf eine verschiebbare Druckplatte einwirkende Belastungsfeder der bekannten Konstruktion, die nicht nur den Stoßdämpfer verteuert, sondern auch mit der Zeit ermüden kann, so daß der Dichtungsdruck nachläßt.A particularly favorable embodiment of the invention consists in that the pressure member causing the axial tension is immovably supported. The loading spring acting on a displaceable pressure plate is thus omitted the well-known construction, which not only makes the shock absorber more expensive, but also can tire over time, so that the sealing pressure decreases.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung weist die Rippendichtung an ihrem unterdruckseitigen Ende eine etwa axial gerichtete zusätzliche Lippe auf, deren Innendurchmesser gleich dem Innendurchmesser der anderen Rippen im nicht eingebauten Zustand der Rippendichtung ist und für die am Grunde der Ausnehmung eine entsprechende ringförmige Einsenkung vorgesehen ist, deren Außendurchmesser und axiale Länge kleiner sind als die entsprechenden Abmessungen der zusätzlichen Lippe im nicht eingebauten Zustande der Rippendichtung. Diese zusätzliche Lippe bietet eine weitere Gewähr für die durch die erfindungsgemäße Rippendichtung erreichte absolute Dichtheit.According to a further feature of the invention, the rib seal at its end on the negative pressure side an approximately axially directed additional lip, whose inner diameter is equal to the inner diameter of the other ribs in the non-installed State of the rib seal is and for the one at the bottom of the recess a corresponding one annular recess is provided, the outer diameter and axial length of which is smaller are as the corresponding dimensions of the additional lip in the not built-in Condition of the rib seal. This additional lip offers another guarantee for the absolute tightness achieved by the rib seal according to the invention.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Figuren dargestellt. Es zeigt F i g. 1 eine Rippendichtung gemäß der Erfindung im Schnitt und F i g. 2 die in einen Stoßdämpfer eingebaute Rippendichtung nach F i g. 1 - Die in den Figuren dargestellte Rippendichtung 1 besteht aus einem elastischen abriebfesten Kunststoff, z. B. Polyurethan, und kann in einer Mehrfachform durch Spritzen hergestellt sein. Sie ist an ihrer Mantelfläche 2 zylindrisch ausgebildet und besitzt innen drei im Querschnitt etwa sägezahnförmige Rippen 3, deren Innendurchinesser im nicht eingebauten Zustand größer als der Kolbenstangendurchmesser ist, und an ihrem oberen Ende eine zusätzliche Lippe 4, die etwa axial gerichtet ist. Die in bezug auf die Mittelachse 5 steil ausgebildete Flanke 6 bzw. 6' der Rippen 3 ist nach der überdruckseite zu gerichtet.An embodiment of the invention is shown in the figures. It shows F i g. 1 shows a rib seal according to the invention in section and FIG . 2 the rib seal built into a shock absorber according to FIG . 1 - The rib seal 1 shown in the figures consists of an elastic, abrasion-resistant plastic, e.g. B. polyurethane, and can be made in a multiple form by injection molding. It is cylindrical on its outer surface 2 and has three ribs 3, roughly sawtooth-shaped in cross-section, the inside diameter of which when not installed is greater than the piston rod diameter, and at its upper end an additional lip 4, which is approximately axially directed. The flank 6 or 6 'of the ribs 3, which is steeply formed with respect to the central axis 5, is directed towards the overpressure side.

Die in F i g. 1 vergrößert dargestellte Rippendichtung ist gemäß F i g. 2 in einen Stoßdämpfer eingebaut. Dieser Stoßdämpfer besitzt ein Führungsteil 7 mit einer Bohrung 8 für die Kolbenstange 9, an deren innerem Ende ein Kolben 10 befestigt ist, der sich in einem Zylinder 11 auf- und abbewegen kann. Der Zylinder 11 steht mit dem Führungsteil 7 in starrer Verbindung. Der Führungsteil 7 weist eine Ausnehmung in Form einer Sackbohrung 12 auf, die konzentrisch zu der Bohrung 8 liegt. Der Boden 13 der Sackbohrung 12 besitzt eine Einsenkung 14. Der Durchmesser und die wirksame Länge der Sackbohrung 12 sind kleiner als der Außendurchmesser und die entsprechende Länge der Rippendichtung 1 nach F i g. 1. Außerdem ist die Einsenkung 14 in ihren Abmessungen kleiner als die zusätzliche Lippe 4. Um also die Rippendichtung 1 in die Sackbohrung 12 einbringen zu können, muß sie in die Sackbohrung 12 in axialer Richtung eingepreßt werden. Ferner erfolgt nach dem Einpressen der Rippendichtung 1 in die Sackbohrung 12 ein Zusammenpressen dieser Rippendichtung 1- in axialer Richtung. Hierbei wird das Material der Rippendichtung im Bereich der Rippen 3 und 4 radial nach innen wegl-edrückt, so daß der Innendurchmesser der Rippen 3 und 4, wie ipsbesondere aus F i a. 2 hervorgeht, kleiner wird. In dieser radial und axial zusammengepreßten Lage wird die Rippendichtung 1 gemäß F i g. 2 durch eine Ringscheibe 15 gehalten, die sich an einer Ringschulter 16 des Lagerungsteiles 7 abstützt und bei 17 vernietet ist.The in F i g. 1 enlarged rib seal is shown in FIG . 2 built into a shock absorber. This shock absorber has a guide part 7 with a bore 8 for the piston rod 9, at the inner end of which a piston 10 is attached which can move up and down in a cylinder 11. The cylinder 11 is rigidly connected to the guide part 7. The guide part 7 has a recess in the form of a blind hole 12 which is concentric to the hole 8 . The bottom 13 of the blind hole 12 has a depression 14. The diameter and the effective length of the blind hole 12 are smaller than the outer diameter and the corresponding length of the rib seal 1 according to FIG. 1. In addition, the dimensions of the recess 14 are smaller than the additional lip 4. In order to be able to introduce the rib seal 1 into the blind bore 12, it must be pressed into the blind bore 12 in the axial direction. Furthermore, after the rib seal 1 has been pressed into the blind bore 12, this rib seal 1 is pressed together in the axial direction. Here, the material of the rib seal in the region of the ribs 3 and 4 is pressed away radially inward, so that the inner diameter of the ribs 3 and 4, as in particular from FIG . 2 becomes smaller. In this radially and axially compressed position, the rib seal 1 according to FIG. 2 held by an annular disk 15 which is supported on an annular shoulder 16 of the bearing part 7 and is riveted at 17.

Bei eingesetzter Kolbenstange 9 werden nun durch die auf Grund des radialen und axialen Zusammenpressens der Rippendichtung 1 erzeugte Vorspannung die Rippen 3 bzw. 4 gegen die Kolbenstange 9 gepreßt, wodurch eine einwandfreie Abdichtung der Trennfuge zwischen der Rippendichtung 1 und der Kolbenstange 9 erzielt wird. Diese Wirkung wird noch dadurch erhöht, daß der Innendruck der Kammer 18 auf die Schrägfläche 6 bzw. 6' der Rippen 3 bewirkt. Hierbei entsteht eine radiale Druckkomponente, die die Rippen 3 zusätzlich gegen die Kolbenstange 9 preßt. Die unterste Schrägfläche 6' ist besonders groß ausgebildet, so daß auf die entsprechende untere Rippe 3 ein besonders großer Druck ausgeübt wird. Auch im Bereich der Mantelfläche 2 der Rippendichtung 1 wird eine einwandfreie Ab- dichtung dadurch erreicht, daß die in der Rippendichtung 1 wirksame Vorspannung, die durch das radiale und axiale elastische Zusammendrücken der Rippendichtung 1 erzeugt wird, die Mantelfläche 2 gegen die Wand der Sackbohrung 12 preßt.When the piston rod 9 is inserted, the preload generated by the radial and axial compression of the rib seal 1 presses the ribs 3 or 4 against the piston rod 9 , which results in a perfect seal of the parting line between the rib seal 1 and the piston rod 9 . This effect is further increased by the fact that the internal pressure of the chamber 18 acts on the inclined surface 6 or 6 'of the ribs 3. This creates a radial pressure component which additionally presses the ribs 3 against the piston rod 9 . The lowermost inclined surface 6 ' is made particularly large, so that a particularly high pressure is exerted on the corresponding lower rib 3. Also in the region of the jacket surface 2 of the fin seal 1 proper waste is achieved that the effective in the fin seal 1 bias voltage generated by the radial and axial elastic compression of the ridge seal 1, the outer surface 2 against the wall of the blind bore 12, seal presses.

Durch die zusätzliche Lippe 4 wird eine weitere Abdichtung sowohl an der Kolbenstange 9 als auch am Umfang der zusätzlichen Lippe 4 erreicht.The additional lip 4 achieves a further seal both on the piston rod 9 and on the circumference of the additional lip 4.

Claims

Claims: 1. A device for sealing the piston rod of a shock absorber by a sealing block made of flexible material which is inserted into a recess of the housing surrounding the piston rod and is braced radially and axially by a pressure member and rests on the piston rod with sealing ribs, characterized in that the sealing block When not installed, its inner diameter on the sealing ribs is so larger than the piston rod diameter and its outer diameter is so larger than the diameter of the housing recess that the sealing ribs are sealingly applied to the piston rod by the radial bias when it is pressed into the housing recess.

2. Device according to claim 1, characterized in that the axially acting pressure member is immovably supported. 3. Device according to claim 1 and 2, characterized in that the axially acting pressure member is a disc (15) supported by a flange (17) . 4. Device according to claim 1, characterized in that the block-shaped rib seal has at its end on the negative pressure side a substantially axially directed additional lip, the inner diameter of which is equal to the inner diameter of the other ribs in the non-installed state and for which at the bottom of the recess a corresponding annular Countersink is provided, the outer diameter and axial length of which are smaller than the corresponding dimensions of the additional lip when the sealing block is not installed.