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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Dichtungsaufbau zwischen einem
Zylinder und einer in den Zylinder eingeführten Stange.
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Die
japanischen Patentveröffentlichungen JPH11-063070A,
JPH11-063071A aus dem Jahr 1999 und JP2004-150581A aus dem Jahr
2004 geben einen Dichtungsaufbau zwischen einer Kolbenstange und
einer Öffnung
eines Zylinders in einem hydraulischen Stoßdämpfer an.
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Der
Dichtungsaufbau dieser Beispiele aus dem Stand der Technik umfasst
ein ringförmiges Glied,
mit dem eine Öldichtung
und eine Staublippe verbunden sind, die sich jeweils in Kontakt
mit einem Außenumfang
der Kolbenstange befinden. Eine gemeinsame Basis der Öldichtung
und der Staublippe ist einstückig
an einem Innenumfang des ringförmigen
Glieds fixiert. Das ringförmige
Glied wird auf eine Stangenführung
gesetzt, die in der Nähe
der Öffnung an
dem Zylinder fixiert ist. Das ringförmige Glied wird durch das
Eindrücken
des oberen Endes des Zylinders nach innen oder durch das Festschweißen des ringförmigen Glied
an dem oberen Ende des Zylinders an dem Zylinder fixiert.
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Weil
die Spezifikationen für
eine Öldichtung von
den Spezifikationen eines hydraulischen Stoßdämpfers abhängen, kann der Fall auftreten,
dass der hydraulische Stoßdämpfer eine
andere Öldichtung
erfordert. Bei dem Dichtungsaufbau aus dem Stand der Technik kann
jedoch die Öldichtung
nicht ersetzt werden, weil sie einstückig an dem ringförmigen Glied
fixiert ist.
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Bei
diesem Dichtungsaufbau ist die Basis der Öldichtung einstückig an
dem ringförmigen
Glied fixiert. Die Spitze der Öldichtung,
d.h. die Öllippe,
biegt sich aufgrund eines Drucks in dem Zylinder oder einer Reibung
mit der sich verlängernden/kontrahierenden
Kolbenstange. Die Biegung erfolgt an einem Punkt, der dem Innenumfang
des ringförmigen Glieds
entspricht.
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Weil
sich die Öldichtung
in einem schmalen Raum zwischen dem ringförmigen Glied und der Kolbenstange
biegt, ist der Biegungswinkel steil und tritt eine große Spannung
in der Öldichtung
auf.
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Es
ist deshalb eine Aufgabe der Erfindung, ein Austauschen einer Öldichtung
zu ermöglichen.
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Es
ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, die Spannung zu vermindern,
die in einer Öldichtung in
Kontakt mit einer Stange auftritt.
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Um
die oben genannten Aufgaben zu lösen, gibt
die Erfindung einen Dichtungsaufbau zwischen einem Zylinder und
einer axial von dem Zylinder vorstehenden Stange an, der eine an
dem Zylinder fixierte Stangenführung
zum Führen
der Stange in einer Axialrichtung, ein neben der Stangenführung angeordnetes
und an dem Zylinder befestigtes ringförmiges Glied und eine Öldichtung
in Kontakt mit der Stange umfasst.
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Das
ringförmige
Glied weist eine Öffnung auf,
durch die sich die Stange erstreckt. Die Öldichtung umfasst einen Flanschteil,
der durch die Stangenführung
und das ringförmige
Glied erfasst wird, und einen Lippenteil, der von dem Flanschteil
nach innen zu einem Kontakt mit der Stange vorsteht.
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Die
Erfindung umfasst weiterhin einen hydraulischen Stoßdämpfer mit
einem Zylinder, einem Kolben, der in dem Zylinder aufgenommen ist,
einer Stange, die mit dem Kolben verbunden ist und axial von dem
Zylinder vorsteht, einer Stangenführung, die an dem Zylinder
fixiert ist, um die Stange in einer Axialrichtung zu führen, einem
ringförmigen
Glied, das neben der Stangenführung
angeordnet und an dem Zylinder fixiert ist, und einer Öldichtung,
die in Kontakt mit der Stange ist.
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Das
ringförmige
Glied weist eine Öffnung auf,
durch die sich die Stange erstreckt. Die Öldichtung umfasst einen Flanschteil,
der durch die Stangenführung
und das ringförmige
Glied erfasst wird, und einen Lippenteil der von dem Flanschteil
nach innen zu einem Kontakt mit der Stange vorsteht.
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Die
Details und weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden durch
die folgende ausführliche
Beschreibung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen erläutert.
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1 ist
eine Längsschnittansicht
eines hydraulischen Stoßdämpfers gemäß der Erfindung.
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2 ist
eine Längsschnittansicht
eines Dichtungsaufbaus gemäß der Erfindung.
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3 ist 2 ähnlich,
zeigt aber eine andere Ausführungsform
der Erfindung.
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Wie
in 1 gezeigt, umfasst ein Stoßdämpfer einen Zylinder 1,
einen Kolben 2, der in dem Gehäuse 1 aufgenommen
ist und frei in einer Axialrichtung gleiten kann, eine Kolbenstange 3,
die mit dem Kolben 1 verbunden ist und von dem Zylinder 1 nach oben
vorsteht, und einen freien Kolben 4, der in dem Zylinder 1 unter
dem Kolben 2 angeordnet ist und frei gleiten kann.
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Eine
Stangenführung 7,
die die Kolbenstange 3 in der Axialrichtung führen kann,
und ein ringförmiges
Glied 5, das eine obere Endöffnung des Zylinders 1 schließt, sind
an einem oberen Endteil des Zylinders 1 fixiert. Durch
die Stangenführung 7 und
den Kolben 2 wird ein Flattern der Stangenführung 3 in Bezug
auf den Zylinder 1 verhindert.
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Der
Raum in dem Zylinder 1 wird durch den freien Kolben 4 in
eine untere Gaskammer G und eine obere Flüssigkeitskammer unterteilt.
Die Flüssigkeitskammer
wird weiterhin durch den Kolben 2 in eine obere erste Operationskammer
R1 und eine untere zweite Operationskammer R2 unterteilt. Das Innere
der ersten Operationskammer R1 und der zweiten Operationskammer
R2 ist jeweils mit einem Arbeitsöl
gefüllt.
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Der
Kolben 2 ist mit einer Öffnung 2A versehen,
durch welche die erste und die zweite Operationskammer R1, R2 miteinander
kommunizieren. Anstelle einer Öffnung
kann ein Dämpfungsmechanismus
wie zum Beispiel ein Entlastungsventil vorgesehen werden, der eine ähnliche
Dämpfungskraft
vorsieht.
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Die
Gaskammer G ist mit Luft gefüllt.
Wenn sich der Stoßdämpfer verlängert und
kontrahiert, steht die Kolbenstange 3 von dem Zylinder 1 vor
oder dringt in den Zylinder 1 ein, sodass das Volumen der Kolbenstange 3 in
dem Zylinder 1 variiert. In dieser Situation bewegt sich
der freie Kolben 4 in dem Zylinder 1 nach oben
oder nach unten, um die Kapazität in
der Gaskammer zu variieren und dadurch die Summe aus den Kapazitäten der
Operationskammern R1 und R2 (d.h. die Kapazität der Flüssigkeitskammer) konstant zu
halten. Ein Stoßdämpfer dieses
Typs ist als ein Einrohr-Stoßdämpfer klassifiziert.
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Wenn
sich der hydraulische Dämpfer
verlängert
und kontrahiert, erfährt
das sich zwischen der ersten Operationskammer R1 und der zweiten
Operationskammer R2 durch die Öffnung 2A bewegende Arbeitsöl einen
Druckverlust, wobei eine Dämpfungskraft
in Entsprechung zu dem Druckverlust in dem Dämpfer erzeugt wird.
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Wie
in 2 gezeigt, ist die Stangenführung 7 ringförmig ausgebildet,
wobei eine nach unten gerichtete Verschiebung derselben durch einen Schnappring 11 verhindert
wird, der in einer Rille 10 auf dem Innenumfang des Zylinders 1 vorgesehen ist.
Auf dem Innenumfang der Stangenführung 7 ist ein
Lager 8 fixiert, damit die Kolbenstange 3 in der Axialrichtung
gleiten kann. Auf einer oberen Endfläche der Stangenführung 7 ist
eine Stufe 9 entlang eines Kreispfads um die Stangenführung herum
ausgebildet. Eine geneigte Fläche 13 ist
auf der Außenseite
der Stufe 9 ausgebildet, und eine geneigte Fläche 24 ist
auf der Innenseite der Stufe 9 ausgebildet. Wegen der geneigten
Fläche 24 ist
ein ringförmiger Raum 25 um
die Kolbenstange 3 herum in der Stangenführung 7 ausgebildet.
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Das
ringförmige
Glied 5 ist auf die Stangenführung 7 laminiert.
Nach dem Anbringen der Stangenführung 7 und
dem ringförmigen
Glied 5 wird das offene Ende des Zylinders 1 nach
innen gebogen, sodass das ringförmige
Glied 5 und die Stangenführung 7 wie in der
Figur gezeigt zwischen dem gebogenen Teil und dem Schnappring 11 gehalten
werden und nicht nach oben oder unten verschoben werden können.
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Auf
dem Innenumfang des ringförmigen Glieds 5 ist
eine Staublippe 12 aus Gummi oder Kunstharz derart fixiert,
dass ihre Spitze in Kontakt mit der Gleitkolbenstange 3 ist.
Auf der unteren Seite des Außenumfangsteils
des ringförmigen
Glieds 5 ist ein anders Glied 14 aus Gummi oder
Kunstharz einstückig
fixiert. Das Dichtungsglied 14 ist mit einem keilförmigen Querschnitt
ausgebildet und erstreckt sich in einen Raum, der durch die geneigte
Fläche 13 der
Stangenführung 8 und
den Innenumfang des Zylinders 1 gebildet wird.
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In
dem Raum 25, der durch die geneigte Fläche 24 der Stangenführung 7 und
den Außenumfang der
Kolbenstange 3 gebildet wird, ist eine Öldichtung 6 aus Gummi
oder Kunstharz angeordnet. Die Öldichtung 6 umfasst
einen Lippenteil 20 und einen Flanschteil 21.
Der Flanschteil 21 weist eine Dicke auf, die etwas größer als
die Tiefe der Stufe 9 ist, und wird etwas verformt, wenn
er zwischen der Stufe 9 und dem ringförmigen Glied 5 erfasst
wird, um den Raum zwischen der Stangenführung 7 und dem ringförmigen Glied 5 vollständig zu
dichten.
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In
Bezug auf die Öldichtung 6 steht
der nach unten geneigte Lippenteil 20 von dem Flanschteil 21 derart
nach innen vor, dass seine Spitze in Kontakt mit der Kolbenstange 3 ist.
Der Neigungswinkel und die horizontale Länge des Lippenteils 20 sind
derart vorbestimmt, dass der Lippenteil 20 unter einem
entsprechenden Druck in Kontakt mit der Kolbenstange ist.
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Das
ringförmige
Glied 5 bedeckt die obere Endöffnung des Zylinders 1.
Die Öldichtung 6 und
die durch das ringförmige
Glied 5 gehaltene Dichtung 14 stellen die Flüssigkeitsdichtigkeit
des Zylinders 1 sicher. Außerdem wird durch die Staublippe 12 das Eindringen
von Staub oder Schmutz in den Zylinder 1 verhindert.
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Wenn
sich bei diesem Dichtungsaufbau die Öldichtung 6 aufgrund
des Drucks in dem Zylinder 1 oder der Reibung mit der gleitenden
Kolbenstange 3 biegt, biegt sie sich an einem Biegungspunkt 23,
der der Grenze zwischen der Stufe 9 und der geneigten Fläche 24 der
Stangenführung 7 oder
mit anderen Worten dem inneren Ende der Stufe 9 entspricht.
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Durch
das Ausbilden eines ringförmigen Raums 25 kann
die Länge
von einem Kontaktpunkt 22 des Lippenteils 20 mit
der Kolbenstange 3 zu dem Biegungspunkt 23 größer gesetzt
werden als bei einer Öldichtung
gemäß den Beispielen
aus dem Stand der Technik. Indem diese Länge verlängert wird, wird die Biegungsspannung
in der Öldichtung 6 zu
einem Grad reduziert, der kleiner als derjenige in der Öldichtung
gemäß den Beispielen
aus dem Stand der Technik bei einer gleichen Biegungsstärke ist.
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Durch
das Unterdrücken
der Biegungsspannung wird die Dauerhaftigkeit der Öldichtung 5 verbessert.
Dieser Dichtungsaufbau ist deshalb für die Verwendung in einer Hochdruckumgebung
geeignet, d.h. für
die Verwendung in einem Stoßdämpfer, der eine
große
Dämpfungskraft
erfordert.
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Wenn
der Stoßdämpfer montiert
wird, wird die Öldichtung 6 durch
die Stufe 9 an der Stangenführung 7 automatisch
konzentrisch mit der Kolbenstange 3 positioniert, wobei
danach eine laterale Verschiebung durch die Stufe 9 verhindert
wird. Der Lippenteil 20 ist deshalb unter einem gleichmäßigen Kontaktdruck
entlang des gesamten Umfangs in Kontakt mit der Kolbenstange 3.
Daraus resultiert, dass die Öldichtung 6 eine
gute Dichtungsleistung erzielt. Es ist unwahrscheinlich, dass ein
Teil des Lippenteils 20 verschleißt oder von der Kolbenstange 3 getrennt
wird und die Dichtungsleistung aufgrund einer Exzentrizität der Öldichtung 6 zu
der Kolbenstange 3 nicht länger aufrechterhalten werden
kann.
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Das
Einstecken der Öldichtung 6 in
den Stoßdämpfer ist
einfach und kann bewerkstelligt werden, indem die Öldichtung 6 durch
das ringförmige Glied 5 und
die Stangenführung 7 erfasst
wird. Weil keine einstückige
Verbindung erforderlich ist, um die Öldichtung 6 in dem
Stoßdämpfer zu
sichern, kann die Öldichtung 6 einfach
ausgetauscht werden. Diese Eigenschaft der Öldichtung 6 ist nützlich,
wenn bei einem Stoßdämpfer ein
anderer Typ von Öldichtung
in Abhängigkeit
von veränderten
Spezifikationen verwendet werden soll.
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Mit
Bezug auf 3 wird im folgenden eine andere
Ausführungsform
der Erfindung beschrieben.
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Gemäß der ersten
Ausführungsform
ist die Stufe 9 in der Stangenführung 7 ausgebildet,
während
gemäß der vorliegenden
Ausführungsform
eine nach unten gewandte Stufe 15 in dem ringförmigen Glied 5 ausgebildet
ist. Die Stufe 9 ist nicht vorgesehen, und die Stangenführung 7 weist
eine flache obere Fläche
auf. Auf beiden Seiten dieser flachen Fläche sind wie in der ersten
Ausführungsform
die geneigten Flächen 13 und 24 in
der Stangenführung 7 ausgebildet.
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Gemäß dieser
Ausführungsform
wird der Flanschteil 21 der Öldichtung 6 zwischen
der Stufe 15 und der Stangenführung 7 erfasst, wobei
die Stufe 15 die Öldichtung 6 automatisch
konzentrisch zu der Kolbenstange 3 positioniert, wenn sie
in dem Stoßdämpfer angebracht
wird.
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Weiterhin
biegt sich gemäß dieser
Ausführungsform
die Öldichtung 6 an
einem Biegungspunkt 23A, der einer Grenze zwischen der
flachen oberen Fläche
und der geneigten Fläche 24 der
Stangenführung 7 entspricht.
Der Biegungspunkt 23 und der Biegungspunkt 23A entsprechen
dem oberen Ende der geneigten Fläche 24,
sodass auch in dieser Ausführungsform
die Biegungsspannung in der Öldichtung 6 wie
in der ersten Ausführungsform
vermindert wird. Was das Anbringen der Öldichtung 6 in dem
Stoßdämpfer oder
das Austauschen derselben betrifft, sieht die vorliegende Ausführungsform
im wesentlichen denselben Vorteil vor wie die erste Ausführungsform.
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Der
Inhalt der japanischen Patentanmeldung 2005-041512 vom 18. Februar
2005 ist hier unter Bezugnahme eingeschlossen.
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Die
Erfindung wurde vorstehend mit Bezug auf bestimmte Ausführungsformen
beschrieben, wobei die Erfindung aber keineswegs auf die beschriebenen
Ausführungsformen
beschränkt
ist. Durch den Fachmann können
verschiedene Modifikationen und Variationen an den beschriebenen
Ausführungsformen
vorgenommen werden, ohne dass deshalb der durch die Ansprüche definierte
Erfindungsumfang verlassen wird.
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Zum
Beispiel wird die Erfindung in den oben beschriebenen Ausführungsformen
auf einen hydraulischen Stoßdämpfer angewendet,
wobei die Erfindung aber ebenso vorteilhaft auf einen hydraulischen
Zylinder angewendet werden kann. Die Erfindung kann auf einen beliebigen
Dichtungsaufbau für eine
Stange angewendet werden, die von einem Zylinder vorsteht oder sich
in einen Zylinder erstreckt.