-
Technisches Gebiet
-
Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Dichtung, die in einem Hydraulikzylinder
oder Ähnlichem verwendet ist, und ein Abdichtungssystem,
das die Dichtung aufweist.
-
Stand der Technik
-
Als
Abdichtungssystem für einen Hydraulikzylinder ist ein Stangenabdichtungssystem
oder Ähnliches bekannt. Das Stangenabdichtungssystem wird in
einem Hydraulikzylinder oder Ähnlichem verwendet, der als
Stellglied für eine Baumaschine oder ein Transportfahrzeug
verwendet wird. Mit Bezug auf 6 wird eine
Beschreibung von einem typischen Hydraulikzylinder gemacht, in dem
ein bekanntes Stangenabdichtungssystem verwendet wird. 6 ist
eine perspektivische Ansicht, die eine Anordnung eines schematischen
Abschnitts des Hydraulikzylinders darstellt.
-
Der
Hydraulikzylinder 101 hat: einen Zylinder 102;
einen Kolben 103, der in den Zylinder 102 eingefügt
ist, um frei gleitbar zu sein; und eine Stange 104, die
mit dem Kolben 103 verbunden ist. Zusätzlich ist
der Hydraulikzylinder 101 mit einem Stangenabdichtungssystem
bereitgestellt, das in eine Montagenut in einem Endteil des Zylinders 102 eingepasst
ist, und dabei den Spalt zwischen dem inneren Umfang des Zylinders 102 und
der Stange 104 abdichtet.
-
Der
Zylinder 102 hat zwei Öldruckeinbringungslöcher 105 und 106,
die an jeder Seite des Kolbens 103 angeordnet sind. Durch
das Aufbringen von Druck eines Betriebsöls ausgewählt
auf die Öldruckeinbringungslöcher 105 oder 106,
und dabei axiales Bewegen des Kolbens 103 und Ändern
der relativen Positionen der Montageteile 107 und 108 des
Zylinders 102 und der Stange 104.
-
Mit
Bezug auf 7 wird nun das Stangenabdichtungssystem
beschrieben. 7 ist eine zum Teil geschnittene
Ansicht der Anordnung des Stangenabdichtungssystems gemäß einer
bekannten Technik.
-
Das
Stangenabdichtungssystem hat: eine Stangendichtung R, die verhindert,
dass ein Betriebsöl ausströmen kann; einen Pufferring
B, der an der Öldruckseite der Stangendichtung R eingepasst ist,
und den Aufpralldruck oder Druckschwankungen absorbiert, wenn eine
hohe Last aufgebracht wird oder das Betriebsöl hoher Temperatur
abschneidet, das zu der Stangendichtung R strömt, und dabei
die Lebensdauer der Stangendichtung R verbessert; und eine Staubdichtung
D, die außerhalb der Stangendichtung R angeordnet ist,
und das Einbringen von schmutzigem Wasser oder Staub verhindert.
-
Der
Pufferring B hat: eine U-förmige Dichtung 110,
die einen inneren Umfangslippenabschnitt 112 und einen äußeren
Umfangslippenabschnitt 113 aufweist, der von dem inneren
Umfang beziehungsweise dem äußeren Umfang der
Basis 111 zu der Öldruckseite 0 vorspringt, und
der eine U-förmige ringförmige Nut (U-förmige
Nut) 114 aufweist, die zwischen dem inneren Umfangslippenabschnitt 112 und dem äußeren
Umfangslippenabschnitt 113 ausgebildet ist; und einen Sicherungsring 115,
der an die innere Umfangsseite der Basis 111 der U-förmigen Dichtung 110 eingepasst
ist. Die Stangendichtung R hat eine U-förmige Dichtung 120 und
einen Sicherungsring 121, der an der Außenseite
der U-förmigen Dichtung eingepasst ist. Die Staubdichtung
D weist ein Passteil an dem äußeren Umfang, an
dem ein Metallring 133 mittels Zusammenbacken befestigt
ist, eine Staublippe 131 und eine Öllippe 130 auf.
-
Die
Dichtung 110, die den Pufferring B bestimmt, ist ein ringförmiges
Teil, das aus einem Kautschukmaterial wie zum Beispiel Polyurethankautschuk
hergestellt ist. Die Dichtung 110 ist in eine ringförmige
Nut 102a eingepasst, die in der inneren Umfangsfläche
des Zylinders 102 angeordnet ist. Der innere Umfangslippenabschnitt 112 gleitet
an der äußeren Umfangsfläche der Stange 104,
und der äußere Umfangslippenabschnitt 113 gerät
mit dem Nutboden 102b einer ringförmigen Nut 102a in
nahen Kontakt.
-
Das
Betriebsöl, das an der Öldruckseite des Pufferrings
B abgedichtet ist, rinnt wegen der Vorwärts- oder Rückwärtsbewegung
des Kolbens 103 und der Stange 104 geringfügig
an der Seite der Stangendichtung R aus. Das Ansammeln der Ausflüsse
des Betriebsöls durch die Wiederholung der Vorwärts-
oder Rückwärtsbewegung des Kolbens 103 und
der Stange 104 ergibt eine Ansammlung des Betriebsöls
in dem Raum S zwischen dem Pufferring B und der Stangendichtung
R. Nachdem der Raum S mit dem Betriebsöl aufgefüllt
ist, steigt der Druck des Betriebsöls in dem Raum S (zum
Beispiel durch eine Speicherung des Drucks).
-
Falls
sich in dem Raum S ein Druck ansammelt, wie voranstehend beschrieben
wurde, wird auf die Stangendichtung R dauerhaft ein Druck aufgebracht,
und darauffolgend steigen ein Verschleiß, eine Wärmeerzeugung
und ein Gleitwiederstand, was zu einem Absinken der Lebensdauer
des Stangenabdichtungssystems und einer Verschlechterung der Betriebscharakteristiken
des Stangenabdichtungssystems führt.
-
Verschiedene
Einrichtungen zum Vermeiden von solch einer Speicherung des Drucks
wurden vorgeschlagen.
-
Zum
Beispiel ist eine dieser Einrichtungen konstruiert, wie im Folgenden
beschrieben ist. Die Dicke des äußeren Umfangslippenabschnitts
einer U-förmigen Dichtung wird relativ zu der eines inneren Umfangslippenabschnitts
verringert, was es für den äußeren Umfangslippenabschnitt
einfach macht, dass er einfacher verformt wird als der innere Umfangslippenabschnitt.
Entsprechend wird die äußere Umfangsseite der
U-förmigen Dichtung elastisch verformt, so dass die abgedichtete
Seite und die der abgedichteten Seite gegenüberliegenden
Seite miteinander in Verbindung sein können, wenn der Druck zwischen
dem Pufferring und der Stangendichtung steigt. Somit ist eine Speicherung
des Drucks vermieden (siehe Druckschrift 1).
-
Eine
andere Einrichtung ist konstruiert, wie im Folgenden beschrieben
ist. Falls der Druck zwischen dem Pufferring und der Stangendichtung
steigt und die U-förmige Dichtung zu der abgedichteten Seite
hin gedrückt wird, werden der innere Umfangslippenabschnitt
und der äußere Umfangslippenabschnitt in Berührung
mit den Seitenflächen einer Passnut gebracht, was ergibt,
dass die U-förmige Nut mit einem Druck abgedichtet wird,
der sich in dieser Nut aufspeichert. Um eine solche Situation zu
vermeiden, ist ein Schlitz in der Fläche des führenden Endes
des inneren Umfangslippenabschnitts ausgebildet (siehe Patentdokument
1).
-
Zusätzlich
sind andere Einrichtungen zum Vermeiden einer Speicherung des Drucks
konstruiert, um eine Nut an der inneren Umfangsfläche eines Sicherungsrings
auszubilden (siehe Patentdokumente 2 und 3). Beispiele der entsprechenden
Technologien sind in den Patentdokumenten 4 und 5 offenbart.
- Patentdokument
1: Japanische Offenlegung
der Patentanmeldung Nr. 2001-355739
- Patentdokument 2: Japanische
Offenlegung der Gebrauchsmusteranmeldung Nr. 1-152151
- Patentdokument 3: Japanische
Offenlegung der Patentanmeldung Nr. 2004-28160
- Patentdokument 4: Japanische
Offenlegung der Patentanmeldung Nr. 2004-19782
- Patentdokument 5: Japanische
Offenlegung der Patentanmeldung Nr. 8-326924
-
Offenbarung der Erfindung
-
Durch die Erfindung gelöste Probleme
-
In
der Anordnung, in der die äußere Umfangsseite
einer U-förmigen Dichtung elastisch verformt wird, muss
jedoch nicht nur der äußere Umfangslippenabschnitt
sondern ebenfalls eine Basis verformt werden, die den äußeren
Umfangslippenabschnitt trägt. Falls ein Anstieg des Drucks nicht
ausreichend ist, können die abgedichtete Seite und die der
abgedichteten Seite gegenüberliegende Seite nicht in Verbindung
sein, was es schwierig macht, eine Speicherung des Drucks zu vermeiden.
-
Sogar
falls der Außendurchmesser der Basis kleiner als der Durchmesser
des Bodens der ringförmigen Nut eingestellt ist, und dabei
die Verformung der äußeren Umfangsseite erleichtert
wird, kann die äußere Umfangsfläche der
Basis in einem Fall in nahe Berührung mit dem Nutboden
kommen, in dem der Durchmesser der Dichtung zum Beispiel wegen einer
langen Verwendung oder einer Kriechverformung, die zum Beispiel
durch Wärme erzeugt wird, steigt. Dies erfordert letztendlich
eine Verformung der Basis um die Speicherung des Drucks zu verhindern.
-
In
einer Anordnung, in der die Nut in dem Sicherungsring ausgebildet
ist, der an der inneren Umfangsseite angeordnet ist, verschleißt
die Nut wegen des Gleitens des Sicherungsrings. Entsprechend kann
die Funktion der Nut über eine lange Verwendung verloren
werden. Während die Nut tief ausgebildet ist, um den Verschleiß zu
verringern, kann ein Teil der Dichtung in die Nut gequetscht werden.
Dies verringert die beabsichtigte Funktion des Sicherungsrings,
der verhindern soll, dass die Dichtung gequetscht wird.
-
Die
vorliegende Erfindung wurde vorgeschlagen, um die Probleme der bekannten
Technik zu überwinden, die voranstehend beschrieben wurden.
Es ist entsprechend eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine
Dichtung bereitzustellen, die in der Lage ist, eine Funktion einer
Speicherung des Drucks zu vermeiden zu verbessern und ein Abdichtungssystem
bereitzustellen, das diese Dichtung aufweist.
-
Einrichtung zum Lösen
der Probleme
-
Um
die voranstehende Aufgabe zu lösen, stellt die vorliegende
Erfindung eine Dichtung bereit, die in einer ringförmigen
Nut ausgebildet ist, die in einem Teil eines Gehäuses ausgebildet
ist, das ein Wellenloch und eine in das Wellenloch eingefügte Welle
aufweist, und die einen ringförmigen Spalt zwischen diesen
zwei Teilen abdichtet;
wobei die Dichtung eine Basis und einen
Lippenabschnitt aufweist, der von einer Seite der Basis, die sich
an der Bodenseite der ringförmigen Nut befindet, zu einer
abgedichteten Seite vorragt, und
die Dichtung derart ausgelegt
ist, dass die Basis und eine Umfangsfläche des Lippenabschnitts,
wobei die Umfangsfläche sich an der Bodenseite der ringförmigen
Nut befindet, in naher Berührung mit dem Boden der ringförmigen
Nut gebracht werden, und derart, dass, wenn ein Druck an einer Seite,
die der abgedichteten Seite gegenüber liegt, höher
als der Druck an der abgedichteten Seite wird, die Basis und der Lippenabschnitt
verformt werden, um zu ermöglichen, dass die abgedichtete
Seite und die der abgedichteten Seite gegenüberliegende
Seite in den Berührungsflächen zwischen der Basis
und dem Boden der ringförmigen Nut und zwischen dem Lippenabschnitt
und dem Boden der ringförmigen Nut in Verbindung sind,
und dabei den Druck an der der abgedichteten Seiten gegenüberliegenden
Seite reduzieren, wobei:
die Basis einen Druckführungsdurchtritt
aufweist, um die Berührungsfläche zwischen dem
Lippenabschnitt und dem Boden der ringförmigen Nut zum
Herstellen einer Verbindung mit der der abgedichteten Seite gegenüberliegenden
Seite zu ermöglichen.
-
die
abgedichtete Seite und die der abgedichteten Seite gegenüberliegenden
Seite sind durch das Verformen des Lippenabschnitts einfach in der
Lage, miteinander verbunden zu sein. Das heißt, dass der Druck
auf der der abgedichteten Seite gegenüberliegenden Seite
sogar auf den Lippenabschnitt wirkt, wenn die Basis sich in einer
nahen Berührung mit dem Boden der ringförmigen
Nut befindet, und es somit möglich macht, den Lippenabschnitt
zu verformen. Entsprechend wird verursacht, dass die abgedichtete
Seite und die der abgedichteten Seite gegenüberliegenden
Seite miteinander in Verbindung geraten, um den Druck an der der
abgedichteten Seite gegenüberliegenden Seite zu reduzieren,
bevor der Druck auf die der abgedichteten Seite gegenüberliegenden
Seite auf einen solchen Grad ansteigt, dass er die Basis verformt.
-
Die
Basis kann einen Schlitz in einer Berührungsfläche
zwischen der Basis und dem Boden der ringförmigen Nut aufweisen,
und der Druckführungsdurchtritt kann mit einem Spalt ausgebildet
sein, der in einer Berührungsfläche zwischen der
Basis und dem Boden der ringförmigen Nut durch den Schlitz ausgebildet
ist.
-
Die
Basis kann eine Vielzahl von Vorsprüngen in einer Berührungsfläche
zwischen der Basis und dem Boden der ringförmigen Nut aufweisen,
und ein Druckführungsdurchtritt kann durch Spalte ausgebildet
sein, die zwischen der Vielzahl der Vorsprünge hergestellt
sind.
-
Solche
Anordnungen machen es möglich, in der Basis den Druckführungsdurchtritt
auszubilden, durch den der Druck an der der abgedichteten Seite gegenüberliegenden
Seite in die Berührungsfläche zwischen dem Lippenabschnitt
und dem Boden der ringförmigen Nut eingebracht wird. Dies
verringert den Bedarf, die Basis zu verformen, und ermöglicht es
dem Druck an der der abgedichteten Seite gegenüberliegenden
Seite einfach durch das Verformen des Lippenabschnitts zu der abgedichteten
Seite auszufließen.
-
Der
Lippenabschnitt kann ein erster Lippenabschnitt sein, und die Dichtung
kann einen zweiten Lippenabschnitt aufweisen, der zu der der abgedichteten
Seite gegenüberliegenden Seite von der anderen Seite des
Teils der Basis vorragt, und größer als der erste
Lippenabschnitt in Bezug auf das Vorragen ausgebildet ist, und wenn
der Druck an der der abgedichteten Seite gegenüberliegenden
Seite höher als der Druck an der abgedichteten Seite wird,
und die Dichtung folglich zu der abgedichteten Seite hin gedrückt
wird, kann der zweite Lippenabschnitt in Berührung mit
der Seitenwand der ringförmigen Nut gebracht werden, wobei
die Seitenwand sich auf der abgedichteten Seite befindet.
-
In
einer solchen Anordnung wird der zweite Lippenabschnitt, der weiter
vorragt als der erste Lippenabschnitt, in Berührung mit
der Seitenwand der ringförmigen Nut gebracht, und die Seitenwand
befindet sich an der abgedichteten Seite. Dabei wird der erste Lippenabschnitt
zurückgehalten, mit der Seitenwandfläche in Berührung
zu geraten. Dies verhindert eine solche Situation, wie die, wenn
der Druck an der der abgedichteten Seite gegenüberliegenden Seite
erhöht wird und die Dichtung folglich auf die abgedichtete
Seite gedrückt wird, und der erste Lippenabschnitt in Berührung
mit der Seitenwand der ringförmigen Nut gebracht wird,
und gehindert wird, verformt zu werden, um die Verbindung zwischen
der abgedichteten Seite und der der abgedichteten Seite gegenüberliegenden
Seite herzustellen. Mit anderen Worten ausgedrückt, ist
die Verformung des ersten Lippenabschnitts sogar erleichtert, falls
die Dichtung auf die abgedichtete Seite gedrückt wird,
was die Druckspeicherverhinderungsfunktion verbessert.
-
Die
Berührungsfläche zwischen dem zweiten Lippenabschnitt
und der Seitenwand der ringförmigen Nut, wobei sich die
Seitenwand an der abgedichteten Seite befindet, können
einen Verbindungsdurchtritt aufweisen, durch den die Bodenseite
und die Öffnungsseite der ringförmigen Nut miteinander in
Verbindung sind.
-
Somit
ist verhindert, dass der Raum zwischen den ersten und zweiten Lippenabschnitten
und der abgedichteten Seite vollständig durch den zweiten
Lippenabschnitt blockiert wird, sogar, wenn der zweite Lippenabschnitt
in Berührung mit der Seitenwand der ringförmigen
Nut gebracht wird. Dies unterdrückt einen Anstieg des Drucks
in dem Raum zwischen den ersten und zweiten Lippenabschnitten.
-
Um
die voranstehend beschriebene Aufgabe zu lösen, stellt
die vorliegende Erfindung ein Abdichtungssystem bereit, mit:
einer
Hauptdichtung; und
einer beliebigen der voranstehend beschriebenen Dichtungen,
wobei die Dichtung als Pufferring für die Hauptdichtung
dient.
-
Dies
ermöglicht es, die Drucksspeicherungsvermeidungsfunktion
des Abdichtungssystems zu verbessern.
-
Wirkung der Erfindung
-
Wie
voranstehend beschrieben wurde, kann die vorliegende Erfindung die
Druckspeicherungsvermeidungsfunktion verbessern.
-
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
-
1 ist eine schematische Ansicht der Anordnung
einer Dichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
-
2 ist eine perspektivische Ansicht der Anordnung
der Dichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
-
3 ist
eine zum Teil geschnittene Ansicht einer schematischen Anordnung
eines Abdichtungssystems.
-
4 ist eine zum Teil geschnittene Ansicht des
eingepassten Zustands der Dichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung.
-
5 ist eine perspektivische Ansicht der Anordnung
einer Dichtung gemäß einer Modifikation.
-
6 ist
eine perspektivische Schnittansicht, die die Anordnung eines Hydraulikzylinders darstellt.
-
7 ist
eine zum Teil geschnittene Ansicht der Anordnung eines Stangenabdichtungssystems gemäß einer
bekannten Technik.
-
Beste Arten zum Ausführen
der Erfindung
-
Ausgehend
von den Ausführungsformen werden im Folgenden die besten
Arten zum Ausführen der Erfindung als Beispiel im Detail
mit Bezug auf die anhängenden Zeichnungen beschrieben.
Es ist zu verstehen, dass Abmessungen, Materialien, Formen, relative
Positionen und Ähnliches der Bauteile, die in den Ausführungsformen
beschrieben sind, den Bereich der Erfindung nicht einschränken,
solange dies nicht anders bestätigt ist.
-
(Erste Ausführungsform)
-
Mit
Bezug auf 1 bis 3 wird nun
die schematische Anordnung einer Dichtung gemäß der ersten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. 1 ist eine schematische Ansicht der Anordnung
der Dichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform. 1A zeigt
die Dichtung von einer axialen Richtung aus betrachtet, 1B ist eine
Schnittansicht entlang einer Linie A-A der 1A, und 1C zeigt
die Dichtung von dem Pfeil B in 1A aus betrachtet. 2 ist eine perspektivische Ansicht der
Anordnung der Dichtung gemäß der vorliegenden
Ausführungsform, 2A zeigt
die Dichtung von der abgedichteten Seite aus betrachtet, mit einer
Schnittansicht von der ein Dichtungsteil entfernt wurde. 2B ist
eine perspektivische Ansicht der Dichtung, die von der der abgedichteten
Seite gegenüberliegenden Seite aus betrachtet wird. 3 ist
eine zum Teil geschnittene Ansicht der schematischen Anordnung eines
Abdichtungssystems, in dem die Dichtung gemäß der
vorliegenden Ausführungsform verwendet wird.
-
<Anordnung
und Umriss der Dichtung>
-
Wie
aus 1 und 2 ersichtlich
ist, ist die Dichtung 1 ein ringförmiges Teil
und hat: eine Basis 10; einen inneren Umfangslippenabschnitt 11 (zweiter
Lippenabschnitt), der von der inneren Umfangsseite der Basis 10 in
eine Richtung der axialen Richtungen vorspringt; einen äußeren
Umfangslippenabschnitt 12 (erster Lippenabschnitt), der
von der äußeren Umfangslippenseite der Basis 10 in
die eine Richtung der axialen Richtungen vorspringt. Die Dichtung 1 ist
eine sogenannte U-förmige Dichtung, in der eine ringförmige
Nut mit einem annähernd U-förmigen Querschnitt
(im Folgenden eine U-förmige Nut) 13 zwischen
dem inneren Umfangslippenabschnitt 11 und dem äußeren
Umfangslippenabschnitt 12 ausgebildet ist. Zusätzlich
weist die Dichtung 1 einen Sicherungsring 14 an
der in der axialen Richtung anderen Seite des inneren Umfangslippenabschnitts 11 und an
der inneren Umfangsseite der Basis 10 auf.
-
Beispiele
des Materials der Dichtung 1 sind Nitrilkautschuk, ein
Elastomer wie zum Beispiel ein Polyurethanelastomer oder Polytetrafluorethylen (PTFE)
und ein Harzmaterial.
-
In
der äußeren Umfangsfläche 10a der
Basis 10 der Dichtung 1 sind eine Vielzahl Schlitze 10b ausgebildet,
die in regelmäßigen Abständen in der Umfangsrichtung
der äußeren Umfangsfläche 10a angeordnet
sind. Jeder der Schlitze 10b ist durch das Auskerben der äußeren
Umfangsfläche 10a der Basis 10 schräg
von der äußeren Umfangsfläche 10a der
Basis 10 zu der Endfläche an der anderen Seite in
der axialen Richtung der Basis 10 derart ausgebildet, dass
die radiale Tiefe des Schlitzes 10 allmählich in
die andere Richtung der axialen Richtungen ansteigt.
-
Der
innere Umfangslippenabschnitt 11 der Dichtung 1 ist
in der Dicke und in dem Ausmaß des Vorspringens in die
eine Richtung der axialen Richtungen relativ größer
als der äußere Umfangslippenabschnitt 12.
Zusätzlich sind in der Endfläche 11a des
inneren Umfangslippenabschnitts 11, der an der einen Seite
in der axialen Richtung liegt, eine Vielzahl von sich radial erstreckenden
Schlitzen 11b ausgebildet, die in der Umfangsrichtung in
gleichmäßigen Abständen angeordnet sind.
-
Die
Dichtung 1 ist in eine ringförmige Nut eingepasst,
die in dem Wellenloch eines Gehäuses ausgebildet ist, und
dichtet den ringförmigen Spalt zwischen dem Gehäuse
und einer in das Wellenloch eingefügten Welle ab. Als Beispiel
einer detaillierten Form der Dichtung 1 gemäß der
vorliegenden Ausführungsform wird eine Beschreibung von
einem Fall gemacht, in dem die Dichtung 1 in einem Stangen-Zylindersystem 100 für
einen Hydraulikzylinder 101 verwendet wird, wie aus 3 ersichtlich
ist. Die Anordnung des Hydraulikzylinders 101 ist die gleiche wie
die bekannte, die voranstehend beschrieben wurde, und deren Erläuterung
wird nicht wiederholt. Die Dichtung 1 gemäß der
vorliegenden Ausführungsform kann nicht nur in einem Stangendichtungssystem
verwendet werden, wie aus 3 ersichtlich
ist, sondern ebenfalls in einem anderen Kolbenabdichtungssystem
oder Ähnlichem. Es ist nicht notwendig, zu erwähnen,
dass die Dichtung 1 alleine als Dichtteil verwendet werden
kann.
-
Wie
aus 3 ersichtlich ist, hat das Stangenabdichtungssystem 100:
eine Stangendichtung R, die verhindert, dass ein Betriebsöl
nach außen ausfließt; einen Pufferring B, der
an der Öldruckseite O der Stangendichtung R eingepasst
ist, den Aufpralldruck oder Druckschwankungen aufnimmt, wenn eine
hohe Last aufgebracht wird, das Betriebsöl hoher Temperatur
abschneidet, zu der Seite der Stangendichtung R zu strömen,
und dabei die Lebensdauer der Stangendichtung R verbessert; und
eine Staubdichtung D, die an der äußeren Seite
A der Stangendichtung R angeordnet ist, und die das Eindringen von
schlammigem Wasser oder Staub verhindert, die außen vorhanden
sind. In einem solchen Stangenabdichtungssystem 100 führt
die Dichtung 1 die Funktion des Pufferrings B durch. Die
Stangendichtung R ist durch eine U-förmige Dichtung 20 und einen
Sicherungsring 21 ausgebildet, der an der äußeren
Seite der U-förmigen Dichtung eingepasst ist. Die Staubdichtung
D weist ein Einpassteil an ihrem äußeren Umfang
auf, an dem ein Metallring 33 durch Zusammenbacken befestigt
ist, eine Öllippe 30 und eine Staublippe 31 befestigt
ist.
-
Die
Dichtung 1 ist in eine ringförmige Nut 102a eingepasst,
die in der inneren Umfangsfläche des Zylinders 102 ausgebildet
ist, der als Gehäuse dient, und dichtet den ringförmigen
Spalt zwischen der Stange 104 oder der Welle und dem Zylinder 102 ab.
-
Die
Dichtung 1 ist so eingepasst, dass die eine Seite in den
axialen Richtungen (das heißt, die vorspringende Richtung
des Lippenabschnitts) sich an der Öldruckseite O (das heißt
der abgedichteten Seite) befindet, und die andere Seite in den axialen Richtungen
sich an der Seite des Raums S befindet, wobei der Raum S zwischen
dem Pufferring B und der Stangendichtung R definiert ist (das heißt
an der der abgedichteten Seite gegenüberliegenden Seite). Als
Ergebnis gerät der innere Umfangslippenabschnitt 11 in
Berührung mit der äußeren Umfangsfläche
der Stange 104 und gleitet auf dieser, und der äußere
Umfangslippenabschnitt 12 gerät mit der Bodenfläche 102b der
ringförmigen Nut 102a in nahe Berührung.
-
Der
innere Umfangslippenabschnitt 11 der Dichtung 1 weist
einen inneren Umfangsvorsprung 11c auf, der von dessen
Umfangsseite radial einwärts vorspringt. Der Durchmesser
des führenden Endes des inneren Umfangsvorsprungs 11c ist
kleiner als der Durchmesser der äußeren Umfangsfläche der
Stange 104. Zusätzlich weist der äußere
Umfangslippenabschnitt 12 der Dichtung 1 einen äußeren
Umfangsvorsprung 12c auf, der von dessen äußerer
Umfangsseite radial nach außen vorspringt. Der Durchmesser
des führenden Endes des äußeren Umfangsvorsprungs 12c ist
größer als der Durchmesser der Bodenfläche 102b der
ringförmigen Nut 102a des Zylinders 102.
-
Entsprechend
wird in dem eingepassten Zustand der Dichtung 1 der innere
Umfangsvorsprung 11c des inneren Umfangslippenabschnitts 11 elastisch,
radial nach außen durch die äußere Umfangsfläche
der Stange 104 zusammengedrückt (das heißt,
der innere Umfangsvorsprung 11c wird ausgedehnt, um dessen
Durchmesser zu erhöhen), während der äußere
Umfangsvorsprung 12c des äußeren Umfangslippenabschnitts 12 elastisch
radial nach innen durch die Bodenfläche 102b der
ringförmigen Nut 102a zusammengedrückt
wird (das heißt, der äußere Umfangsvorsprung 12c wird
zusammengedrückt, um dessen Durchmesser zu verringern). Der
innere Umfangslippenabschnitt 11 und der äußere
Umfangslippenabschnitt 12 werden auf die voranstehend beschriebene
Weise in radialen Richtungen zusammengedrückt, und geraten
dabei in nahe Berührung mit der äußeren
Umfangsfläche der Stange 104 beziehungsweise der
Bodenfläche 102b der ringförmigen Nut 102.
-
Die
U-förmige Nut 13, die zwischen dem inneren Umfangslippenabschnitt 11 und
dem äußeren Umfangslippenabschnitt 12 ausgebildet
ist, nimmt einen Druck von der Öldruckseite O auf und wird
elastisch verformt, um sich in radiale Richtungen auszudehnen. Folglich
drückt die U-förmige Nut 13 den inneren
Umfangslippenabschnitt 11 und den äußeren Umfangslippenabschnitt 12 gegen
die äußere Umfangsfläche der Stange 104 beziehungsweise
gegen die Bodenfläche 102b der ringförmigen
Nut 102a, und verbessert somit die Anhaftung der Lippenabschnitte.
-
Die
Basis 10 ist derart konstruiert, dass ein Spalt in der
Fläche sichergestellt ist, in der die Schlitze 10b ausgebildet
sind, oder in der die Basis 10 und die Nutbodenfläche 102b miteinander
in Berührung sind, sogar falls der Außendurchmesser
größer als der Durchmesser der Nutbodenfläche 102b wegen Abmessungstoleranzen
im Verhältnis zu der ringförmigen Nut 102a oder
wegen des Durchmesseranstiegs oder der Verformung einer Dichtung 1,
der durch eine Kriechverformung oder Ähnliches verursacht
wird. Dies verhindert, dass die gesamte äußere Umfangsfläche 10a mit
der Bodenfläche 102b der ringförmigen
Nut 102a vollständig in Berührung gerät.
-
<Druckspeichervermeidungsfunktion>
-
Mit
Bezug auf 4 wird als Nächstes
die Funktion zur Vermeidung der Druckspeicherung der Dichtung 1 gemäß der
vorliegenden Ausführungsform beschrieben. 4 ist
eine zum Teil geschnittene Ansicht des eingepassten Zustands der
Dichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform. 4A zeigt
einen Zustand, in dem ein Öldruck an der Seite des Raums
S höher als ein Öldruck an der Öldruckseite
O ist, und 4B zeigt einen Zustand, in dem der Öldruck
an der Seite des Raums S von dem in 4A dargestellten
Zustand weiter erhöht wird.
-
Ein
Betriebsöl, das an der Öldruckseite O der Dichtung 1 abgedichtet
ist, die als Pufferring B verwendet wird, fließt durch
die Rückwärts- oder Vorwärtsbewegung
des Kolbens 103 und der Stange 104 geringfügig
auf die Seite der Stangendichtung R aus. Da die Rückwärts-
oder Vorwärtsbewegung des Kolbens 103 und der
Stange 104 wiederholt wird, fließt das Betriebsöl
aus und sammelt sich an, und fühlt dabei den Raum S zwischen
der Stangendichtung R und der Dichtung 1, die als Pufferring
B dient. Folglich steigt der Druck des Betriebsöls in dem Raum
S (das heißt der Druck wird gespeichert).
-
Wenn
der Öldruck an der Seite des Raums S höher als
der Öldruck an der Öldruckseite O wird, wird die
Dichtung 1 zu der Öldruckseite O gedrückt, wie
aus 4A ersichtlich ist. Folglich gerät die
Endfläche 11a des inneren Umfangslippenabschnitts 11, dessen
Vorsprungshöhe größer ist als die des äußeren
Umfangslippenabschnitts 12, in Berührung mit der
Seitenwandfläche 102c (an der Öldruckseite
O) der ringförmigen Nut 102a. Als Ergebnis des
Drückens der Dichtung 1 gegen die Öldruckseite
O wird zwischen der Dichtung 1 und der Seitenwandfläche an
der Seite des Raums S der ringförmigen Nut 102a ein
Spalt entstehen.
-
Der Öldruck
an der Seite des Raums S (die der abgedichteten Seite gegenüberliegenden
Seite) wirkt auf den Grundabschnitt an der äußeren
Umfangsseite des äußeren Umfangslippenabschnitts 12 durch
den Durchtritt (das heißt durch den Druckführungsdurchtritt),
der durch den Pfeil C angezeigt ist, der sich durch den Spalt erstreckt,
der zwischen der Dichtung 1 und der Seitenwandfläche
(Seite des Raums S) der ringförmigen Nut 102a entsteht,
und durch einen Spalt, der in der Berührungsfläche
zwischen der Basis 10 und der Nutbodenfläche 102b durch
jeden der Schlitze 10b, die in der äußeren
Umfangsfläche 10a ausgebildet sind, entsteht.
-
Wenn
der Öldruck an der Seite des Raums S weiter steigt, verformt
der Öldruck, an der Seite des Raums S, der auf den Grundabschnitt
wirkt, den äußeren Umfangslippenabschnitt 12 elastisch
derart, dass der äußere Umfangslippenabschnitt 12 sich
in eine Richtung nach radial innen neigt, wie durch den Pfeil D
gezeigt ist. Folglich entsteht in der Berührungsfläche
zwischen dem äußeren Umfangslippenabschnitt 12 und
der Bodenfläche 102b der ringförmigen
Nut 102a ein Spalt. Dieser Spalt und der Spalt, der durch
jeden der Schlitze 10b in der äußeren
Umfangsfläche 10a der Basis entsteht, ermöglicht
die Verbindung zwischen der Seite des Raums S und der Öldruckseite
O in der Berührungsfläche zwischen der Dichtung 1 und
der Nutbodenfläche 102b der ringförmigen
Nut 102a.
-
Da
zusätzlich die Schlitze 11b in der Endfläche 11a des
inneren Umfangslippenabschnitts 11 ausgebildet werden,
entstehen Spalte in der Berührungsfläche zwischen
dem inneren Umfangslippenabschnitt 11 und der Seitenwandfläche 102c der
ringförmigen Nut 102a.
-
Entsprechend
wird der Durchtritt ausgebildet, wie durch den Pfeil E in 4B ersichtlich
ist. Insbesondere wird in der Dichtung 1 ein Durchtritt ausgebildet,
der sich quer zu der Seite des Bodens der ringförmigen
Nut 102a erstreckt. Dieser Durchtritt ermöglicht
die Verbindung zwischen der Öldruckseite O und der Seite
des Raums S der Dichtung 1. Dabei fließt der hohe
Druck in dem Raum S zu der Öldruckseite O und verringert
sich. Dies ermöglicht es, eine Speicherung des Drucks in
dem Raum S zu vermeiden.
-
<Ausgezeichnete
Merkmale der Ausführungsform>
-
In
der Dichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform
kann der Druckführungsdurchtritt, durch den der Öldruck
an der Seite des Raums S zu der Berührungsfläche
zwischen dem äußeren Umfangslippenabschnitt und
der Bodenfläche 102b der ringförmigen
Nut 102a geführt wird, in der Berührungsfläche
zwischen der Basis 10 und der Nutbodenfläche 102b durch
die Schlitze 10b ausgebildet werden, die in der äußeren
Umfangsfläche 10a der Basis ausgebildet sind.
-
Dies
verringert den Bedarf, die Basis 10 zu verformen, und ermöglicht
einfach durch das Verformen des äußeren Umfangslippenabschnitts 12 die Verbindung
zwischen der Seite des Raums S (der der abgedichteten Seite gegenüberliegenden
Seite) und der Öldruckseite O (der abgedichteten Seite).
Das heißt, sogar wenn die Basis 10 sich in naher
Berührung mit der Bodenfläche 102b der
ringförmigen Nut 102a befindet, wirkt der Öldruck
in dem Raum S auf den äußeren Umfangslippenabschnitt 12 und
verformt diesen Lippenabschnitt 12. Entsprechend ist es möglich,
dass die Seite des Raums S und die Öldruckseite O miteinander
in Verbindung sind, und dabei der Druck an der Seite des Raums S
reduziert wird, bevor der Druck an der Seite des Raums S auf eine
solch große Höhe steigt, dass die Basis 10 verformt
wird.
-
Zusätzlich
sind die Schlitze für die Verbindung zwischen der Seite
des Raums S und der Öldruckseite O in der bodenseitigen
Umfangsfläche der ringförmigen Nut 102a ausgebildet,
das heißt, in der Nicht-Gleitfläche der ringförmigen
Nut 102a. Entsprechend können die gegenteiligen
Auswirkungen auf die Schlitze der Grundleistung der Dichtung 1,
wie zum Beispiel die Dichtfunktion, die Gleitcharakteristik, der
Druckwiderstand und. die Lebensdauer und Ähnliches verringert
werden. Somit kann die Druckspeichervermeidungsfunktion stabilisiert
werden.
-
Außerdem
weist der innere Umfangslippenabschnitt 11 ein größeres
Vorsprungsausmaß als der äußere Umfangslippenabschnitt 12 auf,
wodurch der innere Umfangslippenabschnitt 11 in Berührung
mit der Seitenwandfläche 102c der ringförmigen
Nut 102a gebracht wird, wenn die Dichtung 1 zu
der Öldruckseite O hin gedrückt wird. Folglich
wird es unterdrückt, dass der äußere
Umfangslippenabschnitt 12 an der Seitenwandfläche 102c der
ringförmigen Nut 102a in Anlage gerät,
und dann deren Verformung für die Verbindung zwischen der
Seite des Raums S und der Öldruckseite O verhindert. Dies
ermöglicht, dass der äußere Umfangslippenabschnitt 12 einfach
verformt werden kann, und verbessert weiter die Druckspeichervermeidungsfunktion
der Dichtung 1.
-
<Modifiziertes
Beispiel>
-
In
der vorliegenden Ausführungsform entstehen durch die Schlitze 10b Spalte
zum Ausbilden des Druckführungsdurchtritts. Jedoch ist
die Erfindung nicht auf diese Anordnung beschränkt, solange
die Spalte in der Berührungsfläche zwischen der
Basis 10 und der Bodenfläche 102b der
ringförmigen Nut 102a entstehen können.
Wie zum Beispiel aus 5 ersichtlich
ist, können eine Vielzahl von Vorsprüngen 10c ausgebildet
sein, um Spalte zum Definieren eines Druckführungsdurchtritts
zu erzeugen, anstelle die Schlitze in der äußeren
Umfangsfläche 10a der Basis auszubilden.
-
Mit
Bezug auf 5 wird nun eine Dichtung 1' gemäß einer
Modifikation der vorliegenden Erfindung beschrieben. 5 ist eine perspektivische Ansicht der
Anordnung der Dichtung 1' gemäß der Modifikation. 5A ist
eine perspektivische Ansicht der Dichtung 1', die von der
abgedichteten Seite aus betrachtet wird, mit einer Schnittansicht
der Dichtung 1', von der ein Teil entfernt wurde.
-
Die 5B ist
eine perspektivische Ansicht der Dichtung 1', die von der
der abgedichteten Seite gegenüberliegenden Seite aus betrachtet
wird. Lediglich die Merkmale, die zu denen der Dichtung in der voranstehend
beschriebenen Ausführungsform unterschiedlich sind, werden
im Folgenden beschrieben, und die gemeinsamen zusammensetzenden Bauteile
oder Ähnliches sind mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet
und deren Erläuterung wird nicht beschrieben.
-
In
der Dichtung 1' ist eine Vielzahl von Vorsprüngen 10c an
der äußeren Umfangsfläche 10a der
Basis 10 in gleichmäßigen Abständen
in der Umfangsrichtung ausgebildet, und Aussparungen 10d sind
zwischen den Vorsprüngen 10c ausgebildet. Entsprechend
entsteht in der Berührungsfläche zwischen der
Basis 10 und der Bodenfläche 102b der ringförmigen
Nut 102a durch die Aussparungen 10d ein Spalt.
Somit kann ein Druckführungsdurchtritt ausgebildet werden,
der in der Lage ist, einen Öldruck an der Seite des Raums
S in die Berührungsfläche zwischen dem äußeren
Umfangslippenabschnitt 12 und der Bodenfläche 102b der
ringförmigen Nut 102a einzubringen.
-
<Andere>
-
In
der Dichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform
können die axialen Abmessungen der Schlitze 10b in
der äußeren Umfangsfläche 10a der
Basis kürzer als die axialen Abmessungen der äußeren
Umfangsfläche 10a sein, wie aus 1 und 2 ersichtlich ist. Wie alternativ aus 3 und 4 ersichtlich ist, können die
Schlitze 10b sich zu dem Grundabschnitt des äußeren
Umfangslippenabschnitts 12 erstrecken. Um die Druckspeichervermeidungsfunktion
zufriedenstellender durchzuführen, können sich
die Schlitze 10b bevorzugt zu dem Grundabschnitt des äußeren
Umfangslippenabschnitts 12 erstrecken.
-
Zusätzlich
ist es bevorzugt, dass die Umfangsabmessung der Schlitze 10b im
Wesentlichen gleich den axialen Abmessungen der Basis 10 von dem
Gesichtspunkt des Druckwiderstands der gesamten Dichtung 1 sind.
-
In
der vorliegenden Ausführungsform wurde die Beschreibung
unter Verwendung des Stangenabdichtungssystems als ein Beispiel
gegeben, in dem die ringförmige Nut zum Einpassen der Dichtung
in dem Gehäuse (Zylinder) ausgebildet ist. Jedoch ist die
vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt, sondern
kann ebenfalls in einem Abdichtungssystem verwendet werden, in dem
die Dichtung in eine ringförmige Nut in einer Welle eingepasst
ist, und gegen die innere Umfangsfläche eines Gehäuses
gleitet, und dabei einen ringförmigen Spalt zwischen der Welle
und dem Gehäuse abdichtet.
-
Die
Dichtung kann nicht nur in dem Abdichtungssystem verwendet werden,
das aus der Vielzahl der Abdichtungsteile zusammengesetzt ist, die
voranstehend beschrieben wurden, sondern kann ebenfalls als einzelnes
Dichtteil verwendet werden, solange sie verwendet wird, wo ein Druck
gespeichert wird.
-
Es
wurde eine Beschreibung eines Beispiels gegeben, in dem Öl
abgedichtet wird, aber die Erfindung ist nicht darauf beschränkt,
sondern kann geeignet in einem beliebigen Bereich eingesetzt werden,
in dem ein Fluiddruck eines Fluids und Ähnlichem aufgebracht
werden kann.
-
Zusammenfassung
-
Eine
Dichtung und ein Abdichtungssystem, die in der Lage sind, eine Druckspeichervermeidungsfunktion
zu verbessern. Eine Dichtung, die in eine ringförmige Nut
einzupassen ist, die einen Teil aus einem Gehäuse, das
ein Wellenloch aufweist, und eine Welle, die in das Wellenloch einzufügen
ist, und die bereitgestellt ist, um den ringförmigen Spalt zwischen
den zwei Teilen abzudichten, die eine Basis und einen Lippenabschnitt
umfasst, der von der Nutbodenseite der ringförmigen Nut
in der Basis zu einer Seite eines abzudichtenden Gegenstands vorragt, und
der derart bestimmt ist, dass, wenn die Umfangsflächen
an der Nutbodenseite der ringförmigen Nut in der Basis
und dem Lippenabschnitt den Nutboden der ringförmigen Nuten
fest berühren, und ein Druck an einer Seite eines nicht
abgedichteten Gegenstands höher an einer Seite eines abgedichteten
Gegenstands wird, die Basis und der Lippenabschnitt sich verformen,
um zu ermöglichen, dass die Seite des abgedichteten Gegenstands
mit der Seite des nicht abgedichteten Gegenstands in Berührungsabschnitten
mit den Nutboden der ringförmigen Nuten in Verbindung sind,
und dabei einen Druck an der Seite des nicht abgedichteten Gegenstands
reduzieren wobei die Basis mit einen Druckführungspfad
bereitgestellt ist, um zu ermöglichen, dass ein Berührungsabschnitt
zwischen dem Lippenabschnitt und dem Nutboden der ringförmigen
Nut mit der Seite des nicht abgedichteten Gegenstands in Verbindung sind.
-
- 1
- Dichtung
- 10
- Basis
- 10a
- äußere
Umfangsfläche
- 10b
- Schlitz
- 11
- innerer
Umfangslippenabschnitt
- 11a
- Endfläche
- 11c
- innerer
Umfangsvorsprung
- 12
- äußerer
Umfangslippenabschnitt
- 12c
- äußerer
Umfangsvorsprung
- 13
- U-förmige
Nut
- 14
- Sicherungsring
- 100
- Stangenabdichtungssystem
- 101
- Hydraulikzylinder
- 101
- Zylinder
- 102a
- ringförmige
Nut
- 102b
- Nutbodenfläche
- 102c
- Seitenwandfläche
- 103
- Kolben
- 104
- Stange
- B
- Pufferring
- D
- Staubdichtung
- R
- Stangendichtung
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- - JP 2001-355739 [0014]
- - JP 1-152151 [0014]
- - JP 2004-28160 [0014]
- - JP 2004-19782 [0014]
- - JP 8-326924 [0014]