DE112010005137T5

DE112010005137T5 - Hydraulischer Stoßdämpfer

Info

Publication number: DE112010005137T5
Application number: DE112010005137T
Authority: DE
Inventors: Youji Takakuwa; Kengo Monden; Masayuki Ishikawa; Eiko Miyasato; Akira Hiroki; Junya Kaneko; Mariko Kessoku
Original assignee: SMC Corp
Current assignee: SMC Corp
Priority date: 2010-01-14
Filing date: 2010-12-01
Publication date: 2012-10-25
Anticipated expiration: 2030-12-02
Also published as: DE112010005137B4; TWI449853B; RU2549732C2; CN102741582A; KR101363952B1; US20130015027A1; KR20120105026A; US8857583B2; JP2011144875A; CN102741582B; TW201139888A; RU2012134614A; JP5668289B2; WO2011086780A1

Abstract

Es wird ein hydraulischer Stoßdämpfer vorgeschlagen, welcher die ausströmende Ölmenge durch maximale Entfernung eines Ölfilms, der an einem Außenumfang einer Stange haftet, verringert und der gute Gleiteigenschaften zwischen der Stange und einer Stangendichtung und eine Vermeidung des Verschleißes der Stangendichtung gewährleisten kann. Eine Stangendichtung, die zwischen einem Außenumfang einer Stange und einem Innenumfang einer stangenseitigen Endwand angeordnet ist, weist eine erste Lippe zum Abstreifen eines Ölfilms, der an einem Außenumfang der Stange haftet, und ein ringförmiges Schmiermittel-Halteelement für die Zufuhr von Schmiermittel zu dem Außenumfang der Stange auf. Das Schmiermittel-Halteelement steht mit dem Außenumfang der Stange an einer Position in Kontakt, die einem distalen Stangenende näher liegt als die erste Lippe.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen hydraulischen Stoßdämpfer, der einen Stoß absorbiert, welcher durch Anhalten eines sich bewegenden Objektes bewirkt wird, wobei der Strömungswiderstand von Öl genutzt wird.
STAND DER TECHNIK
Wie bspw. in dem Patentdokument 1 beschrieben ist, ist bei einem hydraulischen Stoßdämpfer eine Kolbenkammer in einem Zylindergehäuse mit Öl, bspw. Mineralöl, gefüllt. Ein Kolben zum Bremsen ist in der Kolbenkammer aufgenommen, wobei ein Ölzirkulationsspalt an einem Außenumfang des Kolbens vorgesehen ist. Eine mit dem Kolben verbundene Stange erstreckt sich gleitend durch eine stangenseitige Endwand (Hülse) des Zylindergehäuses nach außen. Wenn ein sich bewegendes Objekt mit einem distalen Ende der Stange kollidiert, um den Kolben zu bewegen, wird die kinetische Energie des sich bewegenden Objektes durch den Strömungswiderstand von in dem Zirkulationsspalt fließendem Öl absorbiert.
Die Stange ist durch die Vorspannkraft einer Rückführfeder normalerweise an einer Ursprungsposition an einem vorderen Ende angeordnet und wiederholt einen Vorgang der Rückwärtsbewegung, um den Stoß zu absorbieren, wenn das sich bewegende Objekt mit der Stange kollidiert. Dann kehrt sie aufgrund der Vorspannkraft der Rückführfeder wieder zu der Ursprungsposition zurück. Hierbei haftet das in die Kolbenkammer gefüllte Öl an der Oberfläche der Stange und bildet einen Ölfilm. Wenn die Stange die Vorwärts- und Rückwärtsbewegungen wiederholt, fließt somit das Öl aus der Kolbenkammer nach und nach über die Stange nach außen. Als Folge hiervon nimmt die Ölmenge in der Kolbenkammer allmählich ab. Somit verringert sich im Allgemeinen die Stoßdämpfungsfähigkeit des Stoßdämpfers und der Stoßdämpfer erreicht das Ende seiner Lebensdauer.
Um eine solche Verringerung der Stoßdämpfungsfähigkeit durch die Abnahme der Ölmenge zu vermeiden, wird die ausströmende Menge durch Abstreifen des Ölfilmes, der an dem Außenumfang der Stange haftet, mit einem zwischen einem Außenumfang der Stange und einem Innenumfang der stangenseitigen Endwand vorgesehenen Abstreifer abgestreift, und der Ölfilm wird in die Kolbenkammer zurückgeführt.
Andererseits dient aber der Ölfilm als ein Schmieröl beim Gleiten zwischen einer Stangendichtung, die in der stangenseitigen Endwand vorgesehen ist, und der Stange. Wenn der Ölfilm stärker als notwendig entfernt wird, nimmt somit der Gleitwiderstand der Stange zu und die Gleiteigenschaften verschlechtern sich. Außerdem verschleißt die Kolbendichtung und die Abdichtung nimmt ab.
Aus diesem Grund muss die Gestaltung derart sein, dass eine erforderliche Ölmenge als Schmieröl ausströmt und dass eine Grenze für die Verringerung der ausströmenden Ölmenge besteht. Dies ist das wichtigste Hindernis für die Verhinderung der Verschlechterung der Stoßdämpfungsfähigkeit des Stoßdämpfers, die aus der Abnahme der Ölmenge resultiert.
DOKUMENT DES STANDES DER TECHNIK
PATENTLITERATUR

Patentdokument 1: Japanische ungeprüfte Patentanmeldungsoffenlegungsschrift Nr. 2006-250309

ZUSAMMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
TECHNISCHES PROBLEM
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die ausströmende Ölmenge zu verringern, indem ein Ölfilm, der an einem Außenumfang einer Stange in einem hydraulischen Stoßdämpfer haftet, maximal entfernt wird, eine hohe Gleitfähigkeit zwischen der Stange und einer Stangendichtung zu gewährleisten und den Verschleiß der Stangendichtung zu verhindern.
LÖSUNG DER AUFGABE
Zur Lösung der obigen Aufgabe ist bei einem hydraulischen Stoßdämpfer gemäß der vorliegenden Erfindung eine mit Öl gefüllte Kolbenkammer in einem Zylindergehäuse vorgesehen, das eine kopfseitige Endwand und eine stangenseitige Endwand aufweist. Ein Kolben für die Stoßdämpfung ist in der Kolbenkammer so aufgenommen, das er in einer axialen Richtung der Kolbenkammer bewegbar ist. Ein proximales Ende einer Stange ist mit dem Kolben verbunden, und ein distales Ende der Stange erstreckt sich durch die stangenseitigen Endwand aus dem Zylindergehäuse heraus. Zwischen einem Außenumfang der Stange und einem Innenumfang der stangenseitigen Endwand ist eine Stangendichtung angeordnet. Die Stangendichtung umfasst eine erste Lippe mit einer Kante zum Abstreifen eines Ölfilms, der an dem Außenumfang der Stange haftet, und ein ringförmiges Schmiermittel-Halteelement, das Fett hält, welches dem Außenumfang der Stange zugeführt werden soll. Das Schmiermittel-Halteelement steht in Kontakt mit dem Außenumfang der Stange an einer Position, die dem distalen Ende der Stange näher liegt als die erste Lippe.
Bei der vorliegenden Erfindung umfasst die Stangendichtung vorzugsweise eine zweite Lippe zum Abdichten an einer Position, die dem distalen Ende der Stange näherliegt als die erste Lippe, und das Schmiermittel-Halteelement ist zwischen der ersten Lippe und der zweiten Lippe angeordnet.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist vorzugsweise in einem Innenumfang der Stangendichtung eine ringförmig zurückgesetzte Nut vorgesehen, und das Schmiermittel-Halteelement ist in die zurückgesetzte Nut eingesetzt.
Außerdem kann sich gemäß der vorliegenden Erfindung eine Hülse, welche die Stange mit einem kleinen Gleitspalt umgibt, von der stangenseitigen Endwand zu der Kolbenkammer erstrecken, und die Stange kann an einem Abschnitt, der in dem Gleispalt zwischen dem Außenumfang der Stange und dem Innenumfang der stangenseitigen Endwand und der Hülse angeordnet ist, ein Labyrinth aufweisen, welches den Druck reduziert, der über das Öl in dem Gleitspalt auf die Stangendichtung wirkt.
In diesem Fall umfasst das Labyrinth vorzugsweise mehrere Umfangsnuten, welche den Außenumfang der Stange umgeben. Die Umfangsnuten sind mit einem hochviskosen Öl gefüllt, dessen Viskosität höher ist als die Viskosität des Öles.
VORTEILHAFTE WIRKUNGEN DER ERFINDUNG
Gemäß der vorliegenden Erfindung gewährleistet das Fett, das von dem in der Stangendichtung vorgesehenen Schmiermittel-Halteelement zugeführt wird, auch dann, wenn der Ölfilm an dem Außenumfang der Stange durch die erste Lippe der Stangendichtung in maximaler Weise abgestreift wird, ausreichend hohe Gleiteigenschaften zwischen der Stangendichtung und der Stange und verhindert den Verschleiß der Stangendichtung. Als Folge hiervon kann die Lebensdauer des Stoßdämpfers durch maximale Verringerung der ausströmenden Ölmenge verlängert werden. Außerdem kann der Gleitkontakt zwischen der Stange und der Stangendichtung aufrecht erhalten werden, und die Haltbarkeit der Stangendichtung kann erhöht werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Schnitt durch eine erste Ausführungsform eines hydraulischen Stoßdämpfers gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei ein Zustand dargestellt ist, in welchem ein Kolben und eine Stange an einer Ursprungsposition angeordnet sind.
2 ist ein Schnitt, der einen anderen Betriebszustand des Stoßdämpfers gemäß 1 dargestellt, wobei der Kolben und die Stange zu einer stoßdämpfenden Position verschoben sind.
3 ist eine vergrößerte Ansicht eines wesentlichen Teils aus 1.
4 ist ein Teilschnitt durch eine zweite Ausführungsform eines hydraulischen Stoßdämpfers gemäß der vorliegenden Erfindung.
BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
Die 1 bis 3 zeigen eine erste Ausführungsform eines hydraulischen Stoßdämpfers gemäß der vorliegenden Erfindung. Dieser Stoßdämpfer umfasst ein zylindrisches Zylindergehäuse 1. Das Zylindergehäuse 1 weist eine kopfseitige Endwand 2 an einer proximalen Endseite in einer Richtung einer Achse L, eine stangenseitige Endwand 3 an einer distalen Endseite in der Richtung der Achse L und eine Zwischenwand 4 auf, die an einer mittleren Position dazwischen vorgesehen ist. Zwischen der Zwischenwand 4 und der kopfseitigen Endwand 2 ist eine Kolbenkammer 5 vorgesehen. Eine Sammelkammer 6 ist zwischen der Zwischenwand 4 und der stangenseitigen Endwand 3 vorgesehen. Die Kolbenkammer 5 und die Sammelkammer 6 sind mit einem unter Druck stehenden Öl 7 gefüllt. Die Kolbenkammer 5 und die Sammelkammer 6 stehen miteinander über eine Verbindungsöffnung 4a in der Zwischenwand 4 in Verbindung.
In der Kolbenkammer 5 ist ein stoßdämpfender Kolben 10, dessen Außendurchmesser kleiner ist als ein Innendurchmesser der Kolbenkammer 5, so aufgenommen, dass er in einem Zustand entlang der Achse L des Zylindergehäuses 1 (Kolbenkammer 5) bewegbar ist, in welchem ein Spalt S, in dem das Öl 7 zirkuliert, zwischen einem Außenumfang des Kolbens 10 und einem Innenumfang des Zylindergehäuses 1. erhalten wird. Ein proximales Ende einer Stange 11 ist mit dem Kolben 10 verbunden. An dem proximalen Ende der Stange 11 ist über eine Mutter 14 eine Federsitzplatte 13 befestigt. Zwischen der Federsitzplatte 13 und der kopfseitigen Endwand 2 ist eine Rückführfeder 12 vorgesehen, um den Kolben 10 konstant zu einer Ursprungsposition (einer Position gemäß 1) in Kontakt mit der Zwischenwand 4 vorzuspannen.
Der Kolben 10 ist an der Strange 11 in einem schwimmenden Zustand angebracht, indem ein dünner Befestigungsabschnitt 11a an dem proximalen Ende der Stange 11 in eine Befestigungsöffnung 10a eingesetzt ist, welche sich durch das Zentrum des Kolbens 10 erstreckt, und durch die Federbasisplatte 13 verriegelt wird, so dass der Kolben 10 daran gehindert wird, von der Stange 11 abzufallen.
Im Gegensatz dazu erstreckt sich das distale Ende der Stange 11 gleitend durch die Zwischenwand 4, eine Hülse 8 und die stangenseitige Endwand 3 aus dem Zylindergehäuse 1 heraus.
Wenn ein abzubremsendes sich bewegendes Objekt an der Ursprungsposition gemäß 1 mit dem distalen Ende der Stange 11 kollidiert und eine Stoßkraft F in einer Druckrichtung auf die Stange 11 wirkt, bewegt sich der durch die Stange 11 gedrückte Kolben 10 in die Kolbenkammer 5 zu einer Stoßdämpfungsposition gemäß 2. Hierbei bewegt sich das Öl 7 durch den Spalt S aus einer kopfseitigen Kammer 5a, die zwischen dem Kolben 10 und der kopfseitigen Endwand 2 vorgesehen ist, in eine stangenseitige Kammer 5b, die zwischen dem Kolben 10 und der Zwischenwand 4 vorgesehen ist. Durch den hierbei gegebenen Strömungswiderstand des Öls 7 wird die kinetische Energie des sich bewegenden Objektes absorbiert und die Stoßdämpfung wird durchgeführt.
Wenn die Wirkungskraft des sich bewegenden Objektes entfällt, werden der Kolben 10 und die Stange 11 durch die Vorspannkraft der Rückführfeder 12 vorwärts bewegt und zu der Ursprungsposition gemäß 1 zurückgeführt. Zu dieser Zeit bewegt sich das Öl 7 aus der stangenseitigen Kammer 5b durch den Spalt S in die kopfseitige Kammer 5a. Gleichzeitig kann sich das Öl 7 aus der stangenseitigen Kammer 5b durch einen Spalt P, der zwischen der Stange 11 und dem Kolben 10 vorgesehen ist, in die kopfseitige Kammer 5a bewegen.
Das Zylindergehäuse 1 und die kopfseitige Endwand 2 sind einstückig ausgebildet. Eine Injektionsöffnung 15 ist im Zentrum der kopfseitigen Endwand 2 so vorgesehen, dass das Öl 7 hierdurch in das Zylindergehäuse 1 eingefüllt wird. Die Injektionsöffnung 15 wird durch einen Stopfen 16 verschlossen, der auch als Drucksteuerelement zum Aufbringen einer Vorspannung auf das eingefüllte Öl 7 dient. Der Stopfen 16 wird in der Injektionsöffnung 15 befestigt, indem ein Außengewindeabschnitt 16a an seinem proximalen Ende in einen Innengewindeabschnitt 15a der Injektionsöffnung 15 eingeschraubt wird. Durch Drehen und Vorwärtsbewegen des Stopfens 16 kann das Öl 7 in dem Zylindergehäuse 1 unter Druck gesetzt werden.
Die stangenseitige Endwand 3 ist separat von dem Zylindergehäuse 1 vorgesehen und in das Zylindergehäuse 1 eingesetzt, wobei dazwischen ein O-Ring 17 vorgesehen ist. Die stangenseitige Endwand 3 ist einstückig mit der zylindrischen Hülse 8 ausgebildet, welche den Außenumfang der Stange 11 umgibt und sich zu der kopfseitigen Endwand 2 erstreckt. Wie in 3 dargestellt ist, ist zwischen dem Innenumfang der stangenseitigen Endwand 3 und dem Innenumfang der Hülse 8 und dem Außenumfang der Stange 11 ein schmaler Gleitspalt G vorgesehen.
In einem zurückgesetzten Stufenabschnitt 19, der in einem inneren Umfang der stangenseitigen Endwand 3 vorgesehen ist, ist eine ringförmige Stangendichtung 20 angebracht, um eine Abdichtung zwischen dem Innenumfang der stangenseitigen Endwand 3 und dem Außenumfang der Stange 11 zu erreichen. Die stangenseitige Endwand 3 und die Stangendichtung 20 werden an einer Befestigungsposition über ein ringförmiges Befestigungselement 21 befestigt, das an einem Ende des Zylindergehäuses 1 angebracht ist.
Wie in den 1 und 2 gezeigt ist, erstreckt sich die Hülse 8 lang entlang der Achse L des Zylindergehäuses 1 und dient auch als ein Lager und eine Führung für die Stange 11. Somit kann auch dann, wenn eine ungleichmäßige Last auf die Stange 11 wirkt, die Stange 11 in gewünschten Richtungen vorwärts und rückwärts bewegt werden. Somit wird vermieden, dass die Bewegung des Kolbens 10 durch Kontakt mit einer Wandfläche der Kolbenkammer 5 behindert wird, so dass eine stabile Stoßdämpfung ermöglicht wird.
Auch wenn die Zwischenwand 4 einstückig mit einem distalen Ende der Hülse 8 ausgebildet ist, kann sie auch getrennt von der Hülse 8 vorgesehen sein und mit der Hülse 8 verbunden werden. Alternativ kann die Zwischenwand 4 einstückig mit dem Zylindergehäuse 1 ausgebildet sein. Als weitere Alternative ist es möglich, dass die Zwischenwand 4 als ein unabhängiges Element vorgesehen und in das Zylindergehäuse 1 eingesetzt ist, wobei sie in Kontakt mit dem distalen Ende der Hülse 8 steht.
Die Sammelkammer 6 ist eine zylindrische Kammer, welche die Hülse 8 umgibt. Die Enden der Sammelkammer 6 in Richtung der Achse L sind als die stangenseitige Endwand 3 und die Zwischenwand 4 definiert. Der Außendurchmesser der Sammelkammer 6 ist größer als der Innendurchmesser der Kolbenkammer 4.
In der Sammelkammer 6 ist ein ringförmiges elastisches Element 22, welches sich entsprechend der Änderung einer Aufnahmekapazität durch die Vorwärts und Rückwärtsbewegung der Stange 11 vergrößert (expandiert) und zusammenzieht, derart aufgenommen, dass es sich in der Richtung der Achse L und der radialen Richtung des Zylindergehäuses 1 vergrößert und zusammenzieht. Das elastische Element 22 wird durch ein expandierbares und kontrahierbares poröses Material gebildet. Als poröses Material wird bspw. ein Schaum aus einen Nitrilgummi (NBR) oder synthetischem Harz mit geschlossenen Zellen verwendet. Das elastische Element 22 ist so in der Sammelkammer 6 vorgesehen, dass es die Hülse 8 umgibt. In dem Ursprungszustand gemäß 1, in dem die Stange 11 an dem vorderen Ende steht, wird das elastische Element 22 durch den Druck des unter Druck stehenden Öls 7 elastisch komprimiert. Ein durch die Kontraktion gebildeter Raum bildet einen Aufnahmetank 23 in der Sammelkammer 6.
Die Länge in Richtung der Achse L in einem nicht komprimierten Zustand, der Innendurchmesser und der Außendurchmesser des elastischen Elementes 22 werden vorzugsweise so gewählt, dass sie im Wesentlichen gleich, etwas kleiner oder etwas größer als die Länge in Richtung der Achse L, der Innendurchmesser und der Außendurchmesser der Sammelkammer 6 sind. Mit anderen Worten ist die bevorzugte Größe des elastischen Elements 22 in nicht komprimiertem Zustand eine Größe, die beinahe die gesamte Sammelkammer 6 ausfüllt. Zu dieser Zeit ist in der Sammelkammer 6 der Aufnahmetank 23 nicht ausgebildet.
Da der Aufnahmetank 23 mit der Kolbenkammer 5 durch die Verbindungsöffnung 4a in der Zwischenwand 4 kommuniziert, wird das in der Kolbenkammer 5 und dem Aufnahmetank 23 abgedichtete Öl 7 durch die elastische Rückstellkraft des komprimierten elastischen Elements 23 unter Druck gesetzt.
Wenn der Kolben 10 und die Stange 11 beginnen, sich von der Ursprungsposition an dem vorderen Ende rückwärts zu bewegen und sich zu der Stoßdämpfungsposition gemäß 2 bewegen nimmt der Aufnahmetank 23 einen Teil des Öls 7, das aus der kopfseitigen Kammer 5a in die stangenseitige Kammer 5b strömt, auf, und zwar eine Ölmenge, die dem Volumen eines Abschnitts der Stange 11 entspricht, welcher in die stangenseitige Kammer 5b eintritt. Dadurch wird die Kapazitätsdifferenz zwischen den Kammern 5a und 5b absorbiert. Da die einströmende Ölmenge sich entsprechend der Position des Kolbens 10 ändert, ändert sich auch die Kapazität des Aufnahmetanks 23 entsprechend. Im Einzelnen nimmt, wenn der Kolben 10 hineingedrückt wird und sich zu der Stoßdämpfungsposition bewegt, die in den Aufnahmetank 23 strömende Ölmenge des Öls 7 allmählich zu. Daher nimmt auch die Kompressionsmenge des elastischen Elements 22 allmählich zu und die Kapazität des Aufnahmetanks 23 steigt. Wenn umgekehrt der Kolben 10 aus der Stoßdämpfungsposition in die Ursprungsposition zurückkehrt, strömt das Öl 7 aus dem Aufnahmetank 23 heraus. Dementsprechend expandiert das elastische Element 23 und die Kapazität des Aufnahmetanks 23 verringert sich.
Auch wenn der Aufnahmetank 23 bei der dargestellten Ausführungsform an einem Ende der Sammelkammer 6 durch Kompression des elastischen Elements 22 in Richtung der Achse L gebildet wird, ist er nicht immer wie bei dieser Ausführungsform ausgebildet, da das elastische Element 22 durch das Öl 7 sowohl in Richtung der Achse L als auch in radialer Richtung komprimiert wird. Der Aufnahmetank 23 kann an einem inneren Umfang oder einem äußeren Umfang des elastischen Elements 22 ausgebildet sein.
Wie in 3 gezeigt ist, ist die Stangendichtung 20 eine lippenförmige Dichtung, die aus einem synthetischen Gummimaterial oder einem synthetischen Harzmaterial geformt ist, und integral mit zwei Dichtlippen 26 und 27, die in Kontakt mit dem Außenumfang der Stange 11 stehen, ausgebildet. Hierbei ist die erste Lippe 26 an einer Position näher bei dem proximalen Ende der Stange 11 (einer Position näher bei dem Kolben 10) vorgesehen als die zweite Lippe 27 und hat eine Kante 26a, die zu dem proximalen Ende der Stange 11 gerichtet ist. Wenn die Stange 11 aus dem Stoßdämpfungsposition in die Ursprungsposition zurückkehrt, streift die Kante 26a einen Ölfilm 7a, der an dem Außenumfang der Stange 11 haftet, ab und führt den Ölfilm 7a in den Gleitsplat G zurück.
Somit hat die erste Lippe 26 sowohl eine Dichtfunktion als auch eine Funktion als Abstreifer zum Abstreifen des Ölfilms 7a.
Im Gegensatz dazu ist die zweite Lippe 27 an einer Position näher bei dem distalen Ende der Stange 11 angeordnet als die erste Lippe 26, so dass ihre Spitze zu dem distalen Ende der Stange 11 weist. Durch Kontakt mit dem Außenumfang der Stange 11 an dieser Position dichtet die zweite Lippe 27 zwischen der Stange 11 und der stangenseitigen Endwand 3 ab.
Bspw. kann Nitrilgummi oder Fluorgummi in geeigneter Weise als das synthetische Gummimaterial verwendet werden. Als synthetisches Harzmaterial ist Polyurethanharz oder Polytetrafluorethylenharz geeignet.
Vorzugsweise ist die Stangendichtung 20 porös und mit einem Schmiermittel, wie Schmieröl oder -fett, imprägniert, um selbstschmierende Eigenschaften zu haben.
Die Stangendichtung 20 umfasst außerdem ein ringförmiges Schmiermittel-Halteelement 28, welches Schmiermittel speichert. Das Schmiermittel-Halteelement 28 ist separat von der Stangendichtung 20 vorgesehen. Um das Schmiermittel-Halteelement 28 zu befestigen, ist zwischen der ersten Lippe 26 und der zweiten Lippe 27 an einem Innenumfang der Stangendichtung 20 eine ringförmig zurückgesetzte Nut 29 vorgesehen. Das Schmiermittel-Halteelement 28 ist in die ausgesparte Nut 29 eingesetzt. Ein Innenumfang des Schmiermittel-Halteelementes 28 steht in Kontakt mit dem Außenumfang der Stange 11.
Das Schmiermittel-Halteelement 28 besteht aus einem expandierbaren und kontrahierbaren porösen Material mit rechteckigem Querschnitt und ist mit Schmiermittel imprägniert. Das Schmiermittel-Halteelement 28 liefert das Schmiermittel während des Gleitkontakts zwischen dem Schmiermittel-Halteelement 28 und der Stange 11 nach und nach an die äußere Umfangsfläche der Stange 11 und gewährleitet dadurch die Schmiereigenschaften zwischen der Stange 11 und den Lippen 26 und 27 der Stangendichtung 20.
In ähnlicher Weise wie das oben beschriebene elastische Element 22 kann bspw. das Schmiermittel-Halteelement 28 aus einem Schaummaterial aus Nitrilgummi oder synthetischem Harz gebildet werden. Die Querschnittsform des Schmiermittel-Halteelements 28 kann eine beliebige Form sein, die sich von der rechteckigen Form unterscheidet. Bspw. kann der Querschnitt kreisförmig, elliptisch, U-förmig oder D-förmig sein.
Nun wird die Betriebsweise des hydraulischen Stoßdämpfers mit dem oben beschriebenen Aufbau erläutert. Wenn der Stoßdämpfer in einem Zustand ist, in dem er nicht in Betrieb ist, wird der Kolben 10 durch die Rückführfeder 12 gepresst und nimmt die Ursprungsposition ein, in welcher er in Kontakt mit der Zwischenwand 4 steht, wie es in 1 gezeigt ist. Zu dieser Zeit wird der Aufnahmetank 23 durch das komprimierte elastische Element 22 in der Sammelkammer 6 gebildet und das Öl 7 in dem Zylindergehäuse 1 wird durch die Rückstellkraft de elastischen Elements 22 unter Druck gesetzt.
Wenn das sich bewegende Objekt mit der Stange 11 in diesem Zustand kollidiert, wird der Kolben 10 durch die Stange 11 gedrückt und zu der Stoßdämpfungsposition gemäß 2 verschoben. Durch diese Bewegung des Kolbens 10 und der Stange 11 strömt dann das Öl 7 aus der kopfseitigen Kammer 5a durch den Spalt S an dem Außenumfang des Kolbens 10 in die stangenseitige Kammer 5b. Zu dieser Zeit absorbiert der Strömungswiderstand die kinetische Energie des sich bewegenden Objektes. Außerdem strömt eine Ölmenge entsprechend dem Volumen eines Abschnitts der Stange 11, der in die stangenseitige Kammer 5b eintritt, [des in die stangenseitige Kammer 5b strömenden Öls] in den Aufnahmetank 23 und komprimiert das elastische Element 22 weiter, um die Aufnahmekapazität des Aufnahmetanks 23 zu erhöhen.
Wenn die Wirkungskraft des sich bewegenden Objektes, das auf die Stange 11 wirkt, entfällt, werden der Kolben 10 und die Stange 11 durch die Vorspannkraft der Rückführfeder 12 zu der Ursprungsposition an dem vorderen Ende zurückgeführt. Zu dieser Zeit wird das Öl 7 in dem Aufnahmetank 23 durch die elastische Rückstellkraft des elastischen Elementes 22 aus dem Aufnahmetank 23 herausgedrückt und strömt durch die stangenseitige Kammer 5b in die kopfseitige Kammer 5a, so dass der Kolben 10 zurückkehren kann. Das komprimierte elastische Element 22 nimmt durch das Ausströmen des Öls aus dem Aufnahmetank 23 seine Ursprungsform wieder an und wird in den Ursprungszustand gemäß 1 gebracht.
Das Öl 7, das an dem Stangenabschnitt anhaftet, der über die erste Lippe 26 der Stangendichtung 22 in den Gleitspalt G eintritt, wenn die Stange 11 zu der Stoßdämpfungsposition gemäß 2 verschoben wird, wird durch die Kante 26a der ersten Lippe 26 maximal abgestreift, wenn die Stange 11 aus der Stoßdämpfungsposition zu der Ursprungsposition gemäß 1 zurückkehrt. Dies verhindert, dass das Öl 7 über die Stangendichtung 20 hinaus entnommen wird. Dadurch wird die Verringerung der Ölmenge in der Kolbenkammer 5 vermieden und eine Funktionsverschlechterung des Stoßdämpfers durch die Verringerung der Ölmenge wird zuverlässig vermieden.
Da es aber schwierig ist, den Ölfilm 7a von der Oberfläche der Stange 11 vollständig abzustreifen, kann eine extrem kleine Menge des Öls 7 nach außen ausströmen. In diesem Fall wird die Ölmenge durch langandauernde Verwendung des Stoßdämpfers leicht verringert. In diesem Fall wird der Ablassventilsitz befestigt, um das Öl 7 in der Kolbenkammer 5 unter Druck zu setzen. Die Frequenz, mit welcher eine solche Operation durchgeführt werden muss, ist jedoch deutlich niedriger als bei dem Stoßdämpfer gemäß dem Stand der Technik.
Im Gegensatz dazu wird Schmierfett nach und nach von dem Schmiermittel-Halteelement 28 auf die äußere Umfangsfläche der Stange 11 aufgebracht. Das Schmierfett gewährleistet die Schmiereigenschaften zwischen der Stange 11 und der ersten Lippe 26 und der zweiten Lippe 27 der Stangendichtung 20. Daher besteht keine Notwendigkeit, die Schmiereigenschaften durch einen Teil des Öls 7 der Kolbenkammer 5 sicherzustellen. Daher kann der Ölfilm 7a auf der Stangenoberfläche durch die erste Lippe 26 maximal abgestreift werden. Auch wenn der Ölfilm 7a maximal abgestreift wird, wird der Gleitkontakt zwischen der Stangendichtung 20 und der Stange 11 durch das Schmierfett in geeigneter Weise beibehalten, und ein Verschleiß der Stangendichtung 20 wird vermieden.
Als Folge hiervon kann eine Funktionsverschlechterung des Stoßdämpfers durch eine Verringerung der Ölmenge verhindert werden, indem die ausströmende Menge an Öl 7 maximal reduziert wird. Außerdem können gute Gleiteigenschaften zwischen der Stange 11 und der Stangendichtung 20 aufrecht erhalten werden und die Haltbarkeit der Stangendichtung 20 kann verbessert werden.
4 zeigt den wesentlichen Teil einer zweiten Ausführungsform eines Stoßdämpfers. Dieser Stoßdämpfer hat eine Gestaltung, die im Hinblick auf die Verbesserung der Haltbarkeit und Abdichtung einer Stangendichtung 20 noch wirksamer ist.
Im Einzelnen hat dieser Stoßdämpfer an einem Außenumfang einer Stange 11 ein Labyrinth 33 mit einer Vielzahl von Umfangsnuten 33a, welche die Stange 11 umgeben. Das Labyrinth 33 steuert die Strömung des Öls 11, das in einem Gleitspalt G zwischen dem Außenumfang der Stange 11 und dem Innenumfang einer stangenseitigen Endwand 3 und einer Hülse 8 strömt, wodurch verhindert wird, dass ein übermäßiger Druck des Öls auf die Stangendichtung 20 wirkt.
Wenn der Kolben 10 und die Stange 11 aus einer Stoßdämpfungsposition zu einer Ursprungsposition zurückkehren, wird im Allgemeinen Öl 7 in einer stangenseitigen Kammer 5b in einer Kolbenkammer 5 durch einen Kolben 10 unter Druck gesetzt und strömt in einen Aufnahmetank 23. Außerdem strömt das Öl 7 durch den Gleitspalt G und wirkt auf die Stangendichtung 20. Aus diesem Grunde verschleißt die erste Lippe 26 der Stangendichtung 20 durch einen übermäßigen Druck des Öles 7 schnell und verschlechtert die Abstreiffunktion für einen Ölfilm 7a und eine Dichtfunktion.
Wenn aber das oben beschriebene Labyrinth 33 wie bei der zweiten Ausführungsform an der Stange 11 vorgesehen wird, wird die Strömungsrate des Öls 7, das in dem Gleitspalt G fließt, gesteuert, wenn das Öl 7 durch das Labyrinth 33 fließt. Dies verringert den auf die erste Lippe 26 wirkenden Druck. Aus diesem Grund wird ein Verschleiß der ersten Lippe 26 vermieden und die Haltbarkeit und Dichtfähigkeit der Stangendichtung 20 wird verbessert.
Das Labyrinth 33 muss an einer solchen Position an der Stange 11 ausgebildet werden, dass keine der Umfangsnuten 33a aus dem Innenumfang der stangenseitigen Endwand 3 und der Hülse 8 heraustritt, auch wenn die Stange 11 sich zwischen der Ursprungsposition und der Stoßdämpfungsposition hin und her bewegt, d. h. an einer Position, an welcher alle Umfangsnuten 33a immer in dem Gleitspalt G angeordnet sind.
Die Umfangsnuten 33a des Labyrinths 33 können mit einem hochviskosen Öl, bspw. Schmierfett, gefüllt sein, dessen Viskosität höher ist als die des Öls 7. Dies erhöht den Effekt der Verringerung der Strömungsrate (Druck) des Öls 7 in dem Gleitspalt G weiter.
Das hoch viskose Öl kann in das Labyrinth gefüllt werden indem ein expandierbares und kontrahierbares poröses Material, bspw. das Schmiermittel-Halteelement 28, mit dem hochviskosen Öl imprägniert wird und indem das poröse Material in den Umfangsnuten 33a angeordnet wird.
Da der Aufbau bis auf die oben beschriebenen Aspekte der zweiten Ausführungsform der gleiche ist wie bei der ersten Ausführungsform, werden die gleichen Komponenten wie bei der ersten Ausführungsform mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und auf deren erneute Beschreibung wird verzichtet.
Bezugszeichenliste

1: Zylindergehäuse
2: kopfseitige Endwand
3: stangenseitige Endwand
5: Kolbenkammer
7: Öl
7a: Ölfilm
8: Hülse
10: Kolben
11: Stange
20: Stangendichtung
26: erste Lippe
26a: Kante
27: zweite Lippe
28: Schmiermittel-Halteelement
29: zurückgesetzte Nut
33: Labyrinth
33a: Umfangsnut
L: Achse
G: Gleitspalt

Claims

Ein hydraulischer Stoßdämpfer, in dem eine mit Öl gefüllte Kolbenkammer in einem Zylindergehäuse vorgesehen ist, welches eine kopfseitige Endwand und einen stangenseitige Endwand aufweist, wobei ein Kolben zur Stoßdämpfung in der Kolbenkammer derart aufgenommen ist, dass er in einer Axialrichtung der Kolbenkammer verschiebbar ist, wobei ein proximales Ende einer Stange mit dem Kolben verbunden ist, wobei sich ein distales Ende der Stange durch die stangenseitige Endwand aus dem Zylindergehäuse heraus erstreckt, und wobei eine Stangendichtung zwischen einem Außenumfang der Stange und einem Innenumfang der stangenseitigen Endwand angeordnet ist, wobei die Stangendichtung eine erste Lippe aufweist mit einer Kante zum, Abstreifen eines Ölfilms, der an dem Außenumfang der Stange haftet, und ein ringförmiges Schmiermittel-Halteelement, welches Schmierfett für die Zufuhr zu dem Außenumfang der Stange hält, und wobei das Schmiermittel-Halteelement mit dem Außenumfang der Stange an einer Position in Kontakt steht, die dem distalen Ende der Stange näher liegt als die erste Lippe.
Der Stoßdämpfer nach Anspruch 1, wobei die Stangendichtung eine zweite Lippe zum Abdichten an einer Position aufweist, die dem distalen Ende der Stange näher liegt als die erste Lippe, und wobei das Schmiermittel-Halteelement zwischen der ersten Lippe und der zweiten Lippe angeordnet ist.
Der Stoßdämpfer nach Anspruch 1 oder 2, wobei eine ringförmige zurückgesetzte Nut in einem Innenumfang der Stangendichtung vorgesehen ist und wobei das Schmiermittel-Halteelement in die zurückgesetzte Nut eingesetzt ist.
Der Stoßdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei ein die Stange mit einem kleinen Gleitspalt dazwischen umgebende Hülse sich von der stangenseitigen Endwand zu der Kolbenkammer erstreckt und wobei die Stange in einem Abschnitt, der in dem Gleitspalt zwischen dem Außenumfang der Stange und dem Innenumfang der stangenseitigen Endwand und der Hülse angeordnet ist, ein Labyrinth zur Verringerung des über das Öl in dem Gleitspalt auf die Kolbendichtung wirkenden Druckes aufweist.
Der Stoßdämpfer nach Anspruch 4, wobei das Labyrinth eine Mehrzahl von Umfangsnuten aufweist, welche den Außenumfang der Stange umgeben, und wobei die Umfangsnuten mit einem hochviskosen Öl gefüllt sind, dessen Viskosität höher ist als eine Viskosität des Öls.