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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen bi-direktionalen Stoßdämpfer, der dazu ausgebildet ist, eine Hin- und Herbewegung eines einzelnen Bewegungsteils oder eines Paares von sich relativ zueinander bewegenden Teilen, die miteinander kollidieren, während sie sich entweder abwechselnd oder zufällig aufeinander zu und voneinander weg bewegen, in beiden Bewegungsrichtungen zu verzögern oder stoßdämpfend zu stoppen.
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Stand der Technik
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Ein in der Druckschrift PTL 1 beschriebener hydraulischer Stoßdämpfer umfasst einen Zylinder, der mit einem unter Druck gesetzten Hydrauliköl gefüllt ist und einen Kolben aufweist, der gleitend innerhalb des Zylinders so angeordnet ist, dass er den Zylinder in zwei Ölkammern teilt. Eine Kolbenstange ist an dem Kolben befestigt und aus dem Zylinder herausgeführt, wobei der Basisabschnitt des Zylinders mit einer Seite eines Hauptkörpers über einen Montageträger verbunden ist, während die Kolbenstange, die aus einem Endabschnitt des Zylinders heraussteht, mit der Seite eines oszillierenden Körpers über einen anderen Montageträger verbunden ist. Der Kolben weist einen Durchgang für eine Verbindung zwischen den Ölkammern auf, wobei ein Paar von Drosseln und ein Paar von Entlastungsventilen in dem Durchgang angeordnet sind, so dass auf den bi-direktionalen Strom des Hydrauliköls in dem Durchgang, der die Ölkammern über die Drosseln und die Ventile in den Kolben verbindet, eine Dämpfungskraft ausgeübt wird, so dass die Oszillation des Oszillationskörpers abgeschwächt wird.
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Der hydraulische Dämpfer weist außerdem einen Speicher auf, der in einem Teil des Raums innerhalb der Kolbenstange angeordnet ist, um den Speicherkolben mit einer Feder mit Vorspannung zu beaufschlagen und das Hydrauliköl dadurch mit Druck zu beaufschlagen, wobei die Druckbeaufschlagung des Hydrauliköls dazu dient, das Volumenelastizitätsmodul des Hydrauliköls zu erhöhen. Während sich also das Volumenelastizitätsmodul des Hydrauliköls verringert, weil Luft in das Hydrauliköl eintritt, erhöht sich das Volumenelastizitätsmodul durch Erhöhung des Drucks. Deshalb wird eine Vorspannung auf das Hydrauliköl in dem Zylinder ausgeübt, um dem hydraulischen Dämpfer zu erlauben, eine vorgegebene Dämpfungscharakteristik einzunehmen, ungeachtet einer gewissen Menge an Luft, die in den Zylinder eingedrungen ist.
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In dem hydraulischen Puffer der PTL 1 sind das Paar von Drosseln und das Paar von Entlastungsventilen in den Kolben angeordnet. Zusätzlich muss ein Verbindungsdurchgang mit dem Speicher geformt werden, um ein Paar von Rückschlagventilen zu installieren, und der Speicher und die Druckstange müssen in die Kolbenstange eingeführt werden. Das hat zur Folge, dass der Durchmesser und die Baugröße von Kolben und Kolbenstange sehr groß gestaltet sein müssen, und die interne Struktur wird maßgeblich verkompliziert. Obwohl die beabsichtigte Aufgabe mit dem Konzept, wie es die Zeichnungen der PTL 1 zeigen, erfüllt wird, ist es extrem schwierig, ein realistisches Design zu verwirklichen. Daher ist es auch schwierig, die Konfiguration der PTL 1 auf kleine Fluiddruckzylinder, wie sie vielfach eingesetzt werden, anzuwenden.
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Die Erfinder haben bereits in der Druckschrift PTL 2 einen hydraulischen Stoßdämpfer vorgeschlagen, bei dem eine Kolbenkammer im Vorfeld mit der Flüssigkeit befüllt wird, einschließlich einer Menge, die in der Kammer verbraucht wird, mit dem Zweck, die Lebensdauer des Stoßdämpfers zu verlängern. Der Stoßdämpfer umfasst einen Kolben, der in der Kolbenkammer in einem Zylinderrohr angeordnet ist, so dass sich der Kolben in der axialen Richtung bewegt, wobei ein Spalt zwischen dem Kolben und der inneren Umfangsfläche der Zylinder vorgesehen ist. Ein sich bewegendes Objekt (Bewegungsobjekt) kollidiert mit dem Endabschnitt einer Stange, die an dem Kolben befestigt ist und aus der Zylinderröhre heraustritt, und wird stoßdämpfend gestoppt. Das Zylinderrohr weist einen Reservoirtank auf, der die Stange umgibt und in dem ein elastisches Teil angeordnet ist, so dass die Flüssigkeit, die aus einer Versorgungsöffnung des Zylinderrohres bereitgestellt wird, in dem Reservoirtank gespeichert werden kann, wobei zumindest eine Vorspannung durch die Kontraktion des elastischen Teils auf die Flüssigkeit wirkt.
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Bei dem Stoßdämpfer der PTL 2 sichert das elastische Teil durch seine Kontraktion in dem Reservoirtank einen Raum ab, um die Flüssigkeit aufzunehmen, die aus der Kolbenkammer fließt, wenn das Bewegungsobjekt mit der Stange kollidiert. Der Reservoirtank dient darüber hinaus als Kammer, um im Vorfeld eine zusätzliche Menge an Flüssigkeit, entsprechend eines Flüssigkeitsverlusts über einen langen Benutzungszeitraum des Stoßdämpfers, zu speichern. Zu diesem Zweck wird die Versorgungsöffnung zur Versorgung der Flüssigkeitskammer mit der unter Druck gesetzten Flüssigkeit bereitgestellt, um Flüssigkeit aus der Versorgungsöffnung unter Vorspannung in den Reservoirtank einzuführen und so die Lebensdauer des Stoßdämpfers effektiv zu verlängern.
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Wie oben aufgeführt, ist der Stoßdämpfer der PTL 2 dazu eingerichtet, ein Bewegungsobjekt, das mit dem Endabschnitt der Stange, die mit dem Kolben verbunden ist und aus einem Endabschnitt des Zylinderrohres heraustritt, kollidiert, stoßdämpfend anzuhalten. Jedoch ist es im Allgemeinen so, dass Bewegungsobjekte, die stoßdämpfend durch den Stoßdämpfer anzuhalten sind, ein einzelnes Bewegungsobjekt, das sich mit Hinblick auf einen fixierten Hauptkörper einer Vorrichtung hin und herbewegt und ein Paar von sich relativ zueinander bewegenden Objekten, die miteinander kollidieren, während sie sich entweder abwechselnd oder zufällig aufeinander zu und voneinander weg bewegen, umfassen. In vielen solcher Fälle müssen sowohl die Hin- und Herbewegung als auch die relative Bewegung aufeinander zu und voneinander weg stoßdämpfend gestoppt werden. In solchen Fällen muss ein Paar von Stoßdämpfern bereitgestellt werden, die in der Lage sind, das Bewegungsobjekt gegen seine Bewegungsrichtung stoßdämpfend zu stoppen. Bei einem bi-direktionaler Stoßdämpfer mit einer solchen Funktion, ist davon auszugehen, dass der bi-direktionale Stoßdämpfer breit einsetzbar ist, indem der Stoßdämpfer direkt oder bei Bedarf mittels eines Trägers zwischen dem Bewegungsobjekt und dem fixierten Hauptkörper der Vorrichtung, der das Bewegungsobjekt abstützt, oder zwischen dem Paar von sich relativ zueinander bewegenden Objekten, positioniert wird.
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Wenn der bi-direktionale Stoßdämpfer wie oben beschrieben konfiguriert ist, also mit dem Stoßdämpfer der PTL 2 ausgerüstet ist, ist es wünschenswert, den Reservoirtank vorzusehen, in dem die Flüssigkeit unter Vorspannung (Druck) gelagert werden kann, um dadurch effektiv die Lebensdauer des bi-direktionalen Stoßdämpfers zu verlängern. Allerdings ist es extrem schwierig, einen solchen bi-direktionalen Stoßdämpfer mit einer vereinfachten Struktur und in einer geringeren Größe bereitzustellen, anstatt lediglich ein Paar von Stoßdämpfern in unterschiedlichen Richtungen vorzusehen.
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Druckschriftenliste
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Patentliteratur
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- PTL 1: Japanische ungeprüfte Patentanmeldung, Veröffentlichungsnummer 2002-106626
- PTL 2: Internationale Veröffentlichungsnummer 2008/139780
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Zusammenfassung der Erfindung
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Technische Problemstellung
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Eine technische Zielsetzung der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen bi-direktional operierenden Stoßdämpfer bereitzustellen, der in der Lage ist, eine Hin- und Herbewegung eines einzelnen Bewegungsteils oder eines Paares von sich relativ zueinander bewegenden Teilen, die miteinander kollidieren während sie sich entweder abwechselnd oder zufällig aufeinander zu und voneinander weg bewegen, in beiden Bewegungsrichtungen zu verzögern oder stoßdämpfend zu stoppen. Zusätzlich soll der Stoßdämpfer eine vereinfachte Struktur mit einer reduzierten Anzahl an Teilen und kompakter Bauweise vorweisen.
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Lösung des Problems
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Die vorliegende Erfindung sieht einen bi-direktionalen Stoßdämpfer vor, der ein Zylindergehäuse mit einer in dem Zylindergehäuse angeordneten Flüssigkeitskammer, die mit einer Flüssigkeit gefüllt ist, eine Stange mit einem in der Flüssigkeitskammer angeordneten Endabschnitt, wobei der andere Endabschnitt der Stange flüssigkeitsdicht aus der Flüssigkeitskammer zur Außenseite des Zylindergehäuses heraussteht, wobei die Stange derart angeordnet ist, dass sich die Stange in der axialen Richtung hin und herbewegt, und einen Stoßdämpfungsmechanismus, der in der Flüssigkeitskammer angeordnet ist und durch die Stange abgestützt wird, aufweist, wobei der Stoßdämpfungsmechanismus dazu ausgebildet ist, eine relative Bewegungen zwischen dem Zylindergehäuse und der Stange, die durch eine zwischen dem Zylindergehäuse und Stange wirkende äußere Kraft bewirkt wird, in eine Druckrichtung oder eine Zugrichtung stoßdämpfend zu stoppen.
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Der Stoßdämpfungsmechanismus weist einen ersten und einen zweiten Kolben auf, die durch die Stange an verschiedenen Positionen in axialer Richtung abgestützt werden, eine erste und eine zweite Kolbenkammer, die jeweils durch den ersten und zweiten Kolben definiert sind, eine Flüssigkeitsspeicherkammer, die zwischen dem ersten und dem zweiten Kolben ausgebildet ist, Widerstandspfade, die jeweils zwischen einer äußeren Umfangsfläche des ersten und zweiten Kolbens und einer inneren Umfangsfläche der Flüssigkeitskammer ausgebildet sind, wobei die Widerstandspfade dazu ausgebildet sind, einen Strömungswiderstand auf die Flüssigkeit auszuüben, und einen ersten und zweiten unidirektionalen Strömungspfad, die die erste bzw. zweite Kolbenkammer mit der Flüssigkeitsspeicherkammer verbinden. Der erste und der zweite unidirektionale Strömungspfad sind zu öffnen und zu schließen, so dass sich bei Hin- und Herbewegung der Stange der sich in der Bewegungsrichtung vor der Stange befindliche unidirektionale Strömungspfad schließt, so dass der Fluidstrom, der aus der in Bewegungsrichtung vorderseitig gelegenen Kolbenkammer zur Flüssigkeitsspeicherkammer strömt, blockiert wird, und so, dass sich der andere in Bewegungsrichtung hinter der Stange befindliche unidirektionale Strömungspfad öffnet, so dass die Flüssigkeit aus der Flüssigkeitsspeicherkammer zur in Bewegungsrichtung rückseitig gelegenen Kolbenkammer fließen kann.
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Bei einer weiteren Ausführungsform ist der bi-direktionale Stoßdämpfer so ausgebildet, dass die Stange eine erste und zweite flanschförmige Trennwand aufweist, die in axialer Richtung mit einem dazwischenliegenden Freiraum ausgebildet sind, wobei der erste und zweite Kolben neben der entsprechenden Trennwand auf einer Außenseite des Freiraums angeordnet sind, so dass der erste und der zweite Kolben in Bezug auf die Stange in axialer Richtung verschiebbar sind und wechselweise gegen die erste und zweite Trennwand anstoßen und sich von der ersten und zweiten Trennwand trennen, indem sie durch die Hin- und Herbewegung der Stange verschoben werden. Der erste und der zweite unidirektionale Strömungspfad weisen jeweils einen Verbindungspfad, der zwischen der inneren Umfangsfläche der Kolben und der dazugehörigen äußeren Umfangsfläche der Stange ausgebildet ist, um eine konstante Verbindung mit der dazugehörigen Kolbenkammer zu ermöglichen, und einen Öffnungs-/Schließpfad auf, wobei der Öffnungs-/Schließpfad zwischen den Trennwänden und dem dazugehörigen Kolben ausgebildet ist, um eine Verbindung zwischen dem Verbindungspfad und der Flüssigkeitsspeicherkammer zu erlauben und zu unterbinden, und wobei der Öffnungs-/Schließpfad geöffnet und geschlossen wird, wenn der entsprechende Kolben sich von der entsprechenden Trennwand trennt und gegen die Trennwand anstößt.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weisen der erste und zweite Kolben jeweils eine abgesenkte Nut auf, die in radialer Richtung auf einer der entsprechenden Kolbenkammer gegenüberliegenden Fläche ausgebildet ist, um eine konstante Verbindung zwischen dem Verbindungspfad und der dazugehörigen Kolbenkammer zu ermöglichen.
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Gemäß der Erfindung kann die Stange einen den Stoßdämpfungsmechanismus in der Flüssigkeitskammer tragenden Stoßdämpfungsmechanismustragkörper und einen äußeren Kraftübertragungsabschnitt, der mit dem Stoßdämpfungsmechanismustragkörper verbunden ist und aus dem Zylindergehäuse heraussteht, aufweisen, wobei die erste und die zweite Trennwand und der zweite Kolben auf dem Stoßdämpfungsmechanismus angeordnet sind, und wobei der erste Kolben auf dem äußeren Kraftübertragungsabschnitt angeordnet ist.
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Gemäß der Erfindung wird außerdem bevorzugt, dass ein innerer Durchmesser der Flüssigkeitskammer an einer Position zwischen der ersten Kolbenkammer und der zweiten Kolbenkammer am größten ist und sich in Richtung der ersten Kolbenkammer und der zweiten Kolbenkammer allmählich verringert.
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Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Flüssigkeitsspeicherkammer einen Speicher aufweist, der durch ein elastisches Teil gebildet wird, wobei das elastische Teil durch einen expandier- und komprimierbaren synthetischen Harzschaumkörper mit unabhängigen Hohlräumen gebildet wird, und wobei das Zylindergehäuse eine Versorgungsöffnung zum Versorgen der Flüssigkeitskammer mit der Flüssigkeit aufweist, so dass die Flüssigkeitskammer mit der aus der Versorgungsöffnung bereitgestellten Flüssigkeit befüllt wird, wobei auf die Flüssigkeit eine Vorspannung (Druck) ausgeübt und das elastische Teil durch die Vorspannung komprimiert wird.
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Die Erfindung betrifft ferner einen Aktuator mit dem oben beschriebenen hydraulischen bi-direktionalen Stoßdämpfer. Der Aktuator umfasst eine Antriebsstange, die durch einen Antriebsmechanismus angetrieben linear hin- und her bewegt wird; und ein Bewegungsteil, das durch die Antriebsstange hin- und her bewegt wird. Der bi-direktionale hydraulische Stoßdämpfer ist an den Aktuator derart angebracht, dass die Stange des bi-direktionalen hydraulischen Stoßdämpfers sich entlang einer axialen Linie parallel zur Antriebstange hin- und her bewegt, wobei die Stange des bi-direktionalen hydraulischen Stoßdämpfers mit dem Bewegungsteil verbunden ist.
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Bei dem bi-direktionalen Stoßdämpfer der vorliegenden Erfindung besteht der Stoßdämpfungsmechanismus, der in der Flüssigkeitskammer in dem Zylindergehäuse angeordnet ist, im Wesentlichen aus einem Paar von stoßabsorbierenden Kolben, die auf jeweiligen Seiten in der Flüssigkeitsspeicherkammer an der Stange befestigt sind. Zusätzlich sind die unidirektionalen Strömungspfade zwischen dem jeweiligen Kolben und der Stange oder entlang der Kolben vorgesehen, wobei die unidirektionalen Strömungspfade jeweils so ausgebildet sind, dass sie das Strömen der Flüssigkeit zur Flüssigkeitsspeicherkammer unterbinden, wenn der Kolben in Richtung Kolbenkammer gedrückt wird, und dass sie das Strömen der Flüssigkeit von der Seite der Flüssigkeitsspeicherkammer erlauben, wenn der Kolben in die entgegengesetzte Richtung gedrückt wird. Der Stoßdämpfungsmechanismus ist somit zwischen dem Zylindergehäuse und der Stange montiert. Dadurch kann ein Stoßdämpfungsmechanismus mit einem einfachen Aufbau realisiert werden, welcher in der Lage ist, bi-direktional Stoßdämpfungsoperationen durchzuführen.
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Vorteilhafte Effekte der Erfindung
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Der bi-direktionale Stoßdämpfer der vorliegenden Erfindung ist in der Lage, eine Hin- und Herbewegung eines einzelnen Bewegungsteils oder die Bewegung eines Paares von sich relativ zueinander bewegenden Teilen, die miteinander kollidieren, während sie sich entweder abwechselnd oder zufällig aufeinander zu und voneinander weg bewegen, in beiden Bewegungsrichtungen zu verzögern oder stoßdämpfend zu stoppen. Zusätzlich besitzt der Stoßdämpfer eine vereinfachte Struktur mit einer reduzierten Anzahl an Teilen und kann kompakter gebaut werden.
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Des Weiteren kann der beschriebene strukturell vereinfachte und kompakter gebaute bi-direktionale Stoßdämpfer auch in Fällen eingesetzt werden, in denen ein Speicher in der Flüssigkeitskammer vorgesehen ist, der mit einer Flüssigkeit, wie einem Mineralöl, gefüllt ist, um den Verbrauch der Flüssigkeit zum Zwecke der Verlängerung der Lebensdauer des Stoßdämpfers auszugleichen.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist eine vertikale Querschnittsansicht, die eine Konfiguration eines bi-direktionalen Stoßdämpfers nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
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2 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines wesentlichen Teils aus 1.
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3 ist eine vertikale Querschnittsansicht, die verschiedene Operationspositionen des bi-direktionalen Stoßdämpfers nach der ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
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4 ist eine vertikale Querschnittsansicht, die eine Konfiguration eines bi-direktionalen Stoßdämpfers nach einer zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
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5 ist eine Querschnittsansicht, die das Beispiel eines Aktuators mit einem bi-direktionalen Stoßdämpfer zeigt.
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Beschreibung der Ausführungsformen
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1 bis 3 zeigen einen bi-direktionalen Stoßdämpfer nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung. Der bi-direktionale Stoßdämpfer ist dazu ausgebildet, die Hin- und Herbewegung eines einzelnen Bewegungsteils oder die Bewegung eines Paares von sich relativ zueinander bewegenden Teilen, die miteinander kollidieren, während sie sich entweder abwechselnd oder zufällig aufeinander zu und voneinander weg bewegen, in beiden Bewegungsrichtungen zu verzögern oder stoßdämpfend zu stoppen, und kann grundsätzlich mit einem Aktuator verbunden oder in diesen eingebaut werden, wobei der Aktuator ein Bewegungsteil mittels Fluiddruck oder anderen Arten von Kraft hin und herbewegt. Der bi-direktionale Stoßdämpfer kann auch mit einer Vorrichtung verbunden oder in diese eingebaut werden, wobei die Vorrichtung durch den Aktuator hin und her bewegt wird. Der Verwendungszweck des bi-direktionalen Stoßdämpfers ist jedoch nicht auf die genannten Beispiele beschränkt.
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Der bi-direktionale Stoßdämpfer nach der ersten Ausführungsform der Erfindung wird im Folgenden detailliert beschrieben. Der Stoßdämpfer weist ein erstes Teil 1 auf, das durch ein Zylindergehäuse 10 gebildet wird, wobei das Zylindergehäuse 10 eine Flüssigkeitskammer 11 von runder zylindrischer Form aufweist, welche mit einer Flüssigkeit, wie einem Mineralöl, gefüllt ist. Weiter weist der Stoßdämpfer ein zweites Teil 2 auf, das durch eine runde säulenförmige Stange 20 gebildet wird, die in der Flüssigkeitskammer 11 des ersten Teils 1 angeordnet ist und einen Stoßdämpfungsmechanismus 30 trägt, wobei ein Endabschnitt des zweiten Teils 2 entlang einer axialen Linie L fluiddicht aus einem Endabschnitt der Flüssigkeitskammer 11 zu einem Außenbereich des Zylindergehäuses 10 heraussteht. Wie im Folgenden beschrieben wird, ist der Stoßdämpfungsmechanismus derart ausgebildet, dass er eine relative Bewegung zwischen dem ersten Teil 1 und dem zweiten Teil 2 in einer Druckrichtung oder einer Zugrichtung, die durch eine zwischen dem ersten Teil 1 und dem zweiten Teil 2 wirkende äußere Kraft bewirkt wird, stoßdämpfend stoppt.
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Ein Endabschnitt der zylindrischen Flüssigkeitskammer 11 in dem Zylindergehäuse 10 des ersten Teils 1 in der Richtung entlang der axialen Linie L, entlang welcher die Stange 20 heraussteht, ist mit einem Halter 12 verschlossen, der als Basis für Dichtelemente 14, 15 sowie als Lager dient, wobei der Halter 12 mittels einer Abdeckung 13 befestigt ist. Genauer gesagt ist das als O-Ring ausgebildete Dichtelement 14 in eine ringförmige Nut eingepasst, die an einer äußeren Umfangsfläche des Halters 12 auf der Seite der Flüssigkeitskammer 11 ausgebildet ist, so dass das Dichtelement 14 zwischen der äußeren Umfangsfläche des Halters 12 und der inneren Umfangsfläche des Zylindergehäuses 10 dichtend wirkt. Zusätzlich ist das Dichtelement 15 in einem Raum zwischen der inneren Umfangsfläche des Halters 12 auf der Seite der Abdeckung 13 und der äußeren Umfangsfläche der Stange 20 angeordnet und steht in Kontakt mit der inneren Umfangsfläche der Abdeckung 13 und der äußeren Umfangsfläche der Stange 20, so dass der Endabschnitt des Zylindergehäuses 10, von dem die Stange heraussteht, flüssigkeitsdicht mit den Dichtelementen 14, 15 verschlossen ist. Der Endabschnitt des Zylindergehäuses 10 ist umgeformt, so dass er in eine Aussparung, die auf der äußeren Umfangsfläche der Abdeckung 13, welche in den Endabschnitt des Zylindergehäuses 10 eingeführt ist, passt, so dass der Halter 12 zwischen der Abdeckung 13 und einem gestuften Abschnitt 10a in dem Zylindergehäuse 10 gehalten und fixiert wird.
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Andererseits weist das Zylindergehäuse 10 eine Versorgungsöffnung 16 zum Einführen der Flüssigkeit, wie einem Mineralöl, in die Flüssigkeitskammer 11 auf, wobei die Versorgungsöffnung 16 in dem anderen Endabschnitt mit einer Öffnung auf der äußeren Fläche der Flüssigkeitskammer 11 ausgebildet ist, und wobei die Versorgungsöffnung 16 mit einem Druckregulierungsstopfen 17 verschlossen ist. Obwohl die Versorgungsöffnung 16 dazu dient, die Flüssigkeitskammer 11 mit der Flüssigkeit, wie Mineralöl, zu füllen, wird es vorgezogen, die Versorgungsöffnung 16 dazu zu verwenden, eine Vorspannung (Druck) auf die Flüssigkeit in der Flüssigkeitskammer 11 auszuüben, was im Folgenden beschrieben wird. Dazu ist ein zylindrischer Abschnitt 16a auf dem inneren Abschnitt der Versorgungsöffnung 16 ausgebildet, und ein O-Ring 17a ist um den Druckregulierungsstopfen 17 angeordnet, so dass er den zylindrischen Abschnitt 16a abdichtet. Wenn der Druckregulierungsstopfen 17 dann in die Versorgungsöffnung 16 gedrückt wird, so dass die Flüssigkeit in dem zylindrischen Abschnitt 16a der Versorgungsöffnung 16 mit dem O-Ring 17a tiefer in die Flüssigkeitskammer 11 gepresst wird, kann eine Vorspannung auf die Flüssigkeit in der Flüssigkeitskammer 11 aufgebracht werden.
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Darüber hinaus weist das Zylindergehäuse 10, welches das erste Teil 1 bildet, wie bekannte Stoßdämpfer eine schraubenförmige Nut 10b auf, die um das Zylindergehäuse 10 geformt ist und die als Fixiervorrichtung dient, um den Stoßdämpfer an einer vorgegebenen Position an einem Aktuator oder dergleichen, welcher dazu dient, ein gedämpft zu stoppendes Bewegungsteil hin und her zu bewegen, zu befestigen. Allerdings kann das Zylindergehäuse 10 mit einer geeigneten Vorrichtung an dem Hauptkörper einer Vorrichtung angebracht werden, die ein gedämpft zu stoppendes Bewegungsteil aufweist.
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Die Stange 20, die das zweite Teil 2 bildet und den Stoßdämpfungsmechanismus 30 in der Flüssigkeitskammer 11 in dem Zylindergehäuse 10, welches das erste Teil 1 bildet, trägt, weist einen äußeren Kraftübertragungsabschnitt 20a auf, der entlang der Axiallinie L des Zylindergehäuses 10 flüssigkeitsdicht aus der Flüssigkeitskammer 11 zu einer Region außerhalb des Zylindergehäuses 10 heraussteht. Die Stange 20 umfasst weiter einen Stoßabsorbierungstragkörper 20b, der den Stoßdämpfungsmechanismus 30 in der Flüssigkeitskammer 11 trägt, wie es oben beschrieben ist. In dem dargestellten Beispiel sind der äußere Kraftübertragungsabschnitt 20a und der Stoßdämpfungsmechanismustragkörper 20b unabhängig voneinander ausgebildet und sind dadurch miteinander verbunden, dass ein Außengewindeabschnitt 20d, der an dem Spitzenabschnitt bzw. Endabschnitt des äußeren Kraftübertragungsabschnitts 20a ausgebildet ist, in ein Gewindeloch 20c, das in dem Stoßdämpfungsmechanismustragkörper 20b ausgebildet ist, eingeschraubt ist. Jedoch können der äußere Kraftübertragungsabschnitt 20a und der Stoßdämpfungsmechanismustragkörper 20b als ein einziges Teil ausgebildet sein und die Stange 20 bilden, oder es können drei oder mehr Komponenten miteinander verbunden werden, um die Stange 20 zu bilden.
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Eine Befestigungsvorrichtung 25, die auf dem Endabschnitt der Stange 20 angeordnet ist, der aus dem Zylindergehäuse 10 heraussteht, dient dazu, ein Fixierteil festzulegen, welches an einem Bewegungsteil an einer Position, an der das Bewegungsteil gestoppt werden soll, festgelegt wird. Dies ist der Fall, wenn das Zylindergehäuse 10 des bi-direktionalen Stoßdämpfers an einem Aktuator oder dergleichen angebracht ist, welcher das gedämpft zu stoppende Bewegungsteil antreibt. Je nach Typ des stoßgedämpft zu stoppenden Bewegungsteils kann eine geeignete Form für die Befestigungsvorrichtung 25 gewählt werden.
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Der Stoßdämpfungsmechanismus 30, der an dem inneren Endabschnitt der Stange 20 in der Flüssigkeitskammer 11 abgestützt wird, dient, wie oben beschrieben, dazu, die relative Bewegung zwischen dem ersten Teil 1 und dem zweiten Teil 2, welche daraus resultiert, dass eine äußere Kraft in einer Druckrichtung und einer Zugrichtung ausgeübt wird, stoßgedämpft zu stoppen und weist einen ersten und zweiten Kolben 31a, 31b zum Stoßdämpfen auf, wobei jeder Kolben 31a, 31b eine ringförmige Form aufweist und um einen im Inneren der Flüssigkeitskammer 11 angeordneten Abschnitt der Stange 20 befestigt ist, so dass sich der erste und der zweite Kolben 31a, 31b entlang der Axiallinie L der Stange 20 entlang der Flüssigkeitsspeicherkammer 18 gegenüberstehen. Ein Speicher 32, der durch ein expandierbares und komprimierbares elastisches Teil gebildet wird, ist in der Flüssigkeitsspeicherkammer 18 angeordnet, welche zwischen dem Paar von Kolben 31a, 31b ausgebildet ist. Die Flüssigkeitsspeicherkammer 18 ist zwischen einer ersten und einer zweiten Trennwand 21a, 21b von flanschförmiger Form ausgebildet, wobei die erste und die zweite Trennwand 21a, 21b an der Stange 20 mit einem dazwischenliegenden Freiraum entlang der axialen Linie L angebracht sind. Die Kolben 31a, 31b sind auf der Außenseite der Flüssigkeitsspeicherkammer 18 so angeordnet, dass sie jeweils Anstoßflächen 22a, 22b der Trennwände 21a, 21b gegenüberliegen, wobei die Anstoßflächen 22a, 22b zur Außenseite der Flüssigkeitsspeicherkammer 18 ausgerichtet sind. Die Kolben 31a, 31b weisen einen größeren Durchmesser als die Trennwände 21a, 21b auf. Die Anstoßflächen 22a, 22b sind flach und die inneren Flächen der Kolben 31a, 31b, die jeweils den Anstoßflächen 22a, 22b gegenüberliegen, sind ebenfalls flach.
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Wenn die Stange 20, wie im Beispiel dargestellt, durch den äußeren Kraftübertragungsabschnitt 20a und den Stoßdämpfungsmechanismustragkörper 20b gebildet wird, welche unabhängig voneinander ausgebildet sind, wird die Flüssigkeitsspeicherkammer 20 zwischen dem Paar von Trennwänden 21a, 21b, die an den Endabschnitten des Stoßdämpfungsmechanismustragkörpers 20b angeordnet sind, ausgebildet. In dem Fall, in dem die Stange 20 durch ein einzelnes Teil oder eine geeignete Anzahl von verbundenen Teilen gebildet wird, ist eine Struktur vorgesehen, die den Trennwänden 21a, 21b auf der Stange 20 entspricht.
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In der Flüssigkeitskammer 11 wird ein als erste Kolbenkammer 11a bezeichneter Bereich dadurch definiert, dass sich der erste Kolben 31a in diesem Bereich zusammen mit der Stange 20 hin und her bewegt. Ferner wird ein als zweite Kolbenkammer 11b bezeichneter Bereich dadurch definiert, dass sich der zweite Kolben 31b in diesem Bereich zusammen mit der Stange 20 hin und her bewegt. Zwischen der äußeren Umfangsfläche der Kolben 31a, 31b und der inneren Umfangsfläche 23 der Flüssigkeitskammer 11, genauer gesagt den Kolbenkammern 11a, 11b, sind Widerstandspfade 33a, 33b ausgebildet. Die Widerstandspfade 33a, 33b dienen dazu, einen Strömungswiderstand auf die Flüssigkeit auszuüben, wenn die Flüssigkeit in den Kolbenkammern 11a, 11b durch die Kolben 31a, 31b unter Druck gesetzt wird und zur Flüssigkeitsspeicherkammer 18 auf der Rückseite der Kolben 31a, 31b strömt.
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Die Widerstandspfade 33a, 33b werden durch Anpassung der Form der inneren Umfangsfläche 23 der Kolbenkammern 11a, 11b definiert. Die Widerstandspfade 33a, 33b können so ausgeformt sein, dass sie den gleichen Strömungswiderstand auf die Flüssigkeit ausüben, die um die Kolben 31a, 31b strömt. Für den Fall, dass insbesondere die kinetische Energie des sich bi-direktional bewegenden Bewegungsteils starke Unterschiede aufweist, kann die Form der inneren Umfangsfläche 23 der Kolbenkammern 11a, 11b so gestaltet sein, dass unterschiedliche Strömungswiderstände auf die zur Flüssigkeitsspeicherkammer 18 strömende Flüssigkeit ausgeübt werden, so dass entsprechend der kinetischen Energie des Bewegungsteils unterschiedliche Stoßabsorbierungseffekte auf die Kolben 31a, 31b wirken.
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Bei dem dargestellten Beispiel der Form der inneren Umfangsfläche 23 der Kolbenkammern 11a, 11b ist der innere Durchmesser der Flüssigkeitskammer 11 von zylindrischer Gestalt und in einem Abschnitt zwischen der ersten Kolbenkammer 11a und der zweiten Kolbenkammer 11b am größten, wobei sich der innere Durchmesser zur ersten Kolbenkammer 11a und zur zweiten Kolbenkammer 11b hin jeweils allmählich verringert. Obwohl der innere Durchmesser der Flüssigkeitskammer 11 so ausgebildet ist, dass er sich, wie im dargestellten Beispiel gezeigt, kurvenförmig verändert, kann der innere Durchmesser auch so ausgebildet sein, dass er sich linear verändert. Zusätzlich kann der innere Durchmesser der Flüssigkeitskammer 11 so ausgebildet sein, dass er in unterschiedlichen Mustern bzw. Strukturen zwischen den Kolbenkammern 11a, 11b variiert, was es erlaubt, während der Hin- und Herbewegung unterschiedliche Bremskräfte auf die jeweiligen Kolben 31a, 31b auszuüben. Alternativ kann der innere Durchmesser der Flüssigkeitskammer 11 auch über die gesamte Länge konstant ausgebildet sein.
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Von dem Paar von Kolben 31a, 31b ist der erste Kolben 31a an einem Kolbenbefestigungsabschnitt 20e angeordnet, der mit dem Stoßdämpfungsmechanismustragkörper 20b an dem inneren Endabschnitt des äußeren Kraftübertragungsabschnitts 20a der Stange 20 verbunden ist, und der zweite Kolben 31b ist an einem Kolbenbefestigungsabschnitt 20f, der an dem Spitzenabschnitt des Stoßdämpfungsmechanismustragkörpers 20b der Stange 20 ausgebildet ist, angeordnet. Zusätzlich sind Verbindungspfade 34a, 34b, die jeweils mit einer feinen nutförmigen Gestalt ausgebildet sind, zwischen der inneren Umfangsfläche der Kolben 31a, 31b und der äußeren Umfangsfläche des Kolbenbefestigungsabschnitts 20e des äußeren Kraftübertragungsabschnitts 20a und des Kolbenbefestigungsabschnitts 20f des Stoßdämpfungsmechanismustragkörpers 20b vorgesehen, um eine konstante Verbindung zwischen der Vorderseite und der Rückseite der Kolben 31a, 31b zu schaffen. Von daher ist der erste Kolben 31a über den Verbindungspfad 34a auf den Kolbenbefestigungsabschnitt 20e aufgesteckt, der mit einem reduzierten Durchmesser auf dem äußeren Kraftübertragungsabschnitt 20a ausgeformt ist. Der zweite Kolben 31b ist über den Verbindungspfad 34b auf den Kolbenbefestigungsabschnitt 20f aufgesteckt, der mit einem reduzierten Durchmesser auf dem Stoßdämpfungsmechanismustragkörper 20b ausgeformt ist, und wird durch einen Anschlagring 35 davon abgehalten, von dem Kolbenbefestigungsabschnitt 20f zu fallen.
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Die Verbindungspfade 34a, 34b bilden einen ersten und einen zweiten unidirektionalen Strömungspfad 37a, 37b, um entsprechend der Bewegung der Kolben 31a, 31b und in Zusammenarbeit mit Öffnungs-/Schließpfaden 36a, 36b eine Verbindung zwischen den Kolbenkammern 11a, 11b und der Flüssigkeitsspeicherkammer 18 zu erlauben und zu unterbinden, wie im Folgenden beschrieben wird. Zu diesem Zweck sind die Kolben 31a, 31b weder an dem äußeren Kraftübertragungsabschnitt 20a noch an dem Stoßdämpfungsmechanismustragkörper 20b fixiert und sind entlang der axialen Linie L entlang der Kolbenbefestigungsabschnitte 20e, 20f leicht bewegbar, wobei die Kommunikationspfade 34a, 34b der entsprechenden Kolben 31a, 31b eine Verbindung zwischen der Vorderseite und der Rückseite der Kolben 31a, 31b erlauben.
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Zusätzlich sind die Öffnungs-/Schließpfade 36a, 36b, die jeweils durch die Bewegung der Kolben 31a, 31b auf die Anstoßflächen 22a, 22b zu und von den Anstoßflächen 22a, 22b weg, geöffnet und geschlossen werden, zwischen den Anstoßflächen 22a, 22b der Trennwände 21a, 21b und der inneren Oberfläche der Kolben 31a, 31b ausgebildet. Die Öffnungs-/Schließpfade 36a, 36b stehen jeweils mit einem Endabschnitt der Verbindungspfade 34a, 34b in Verbindung, so dass die Öffnungs-/Schließpfade 36a, 36b und die Verbindungspfade 34a, 34b jeweils die unidirektionalen Strömungspfade 37a, 37b parallel zu den Widerstandspfaden 33a, 33b ausbilden.
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Wenn der Kolben 31a oder 31b gegen die Anstoßfläche 22a oder 22b anstößt, wird der Öffnungs-/Schließpfad 36a oder 36b und somit der unidirektionale Strömungspfad 37a oder 37b verschlossen, und somit wird die Verbindung zwischen der Kolbenkammer 11a oder 11b und der Flüssigkeitsspeicherkammer 18 durch die unidirektionalen Strömungspfade 37a oder 37b unterbrochen. Auf der anderen Seite wird, wenn der Kolben 31a oder 31b von der Anstoßfläche 22a oder 22b getrennt wird, der Öffnungs-/Schließpfad 36a oder 36b und somit der unidirektionale Strömungspfad 37a oder 37b geöffnet, so dass die Verbindung zwischen der Kolbenkammer 11a oder 11b und der Flüssigkeitsspeicherkammer 18 durch den unidirektionalen Strömungspfad 37a oder 37b sichergestellt ist. Entsprechend werden die Kolben 31a, 31b durch die Stange 20 derart abgestützt, dass sie sich in axialer Richtung innerhalb eines Bereichs, der notwendig ist, um die Anstoßflächen 22a, 22b zu berühren und sich von diesen zu trennen und damit die Verbindungspfade 34a, 34b jeweils zu öffnen und zu schließen, bewegen können.
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Die Kolben 31a, 31b weisen jeweils eine abgesenkte Nut 38a, 38b auf, die auf der Oberfläche gegenüber der Trennwand 21a, 21b ausgebildet ist, so dass sich die abgesenkte Nut in radialer Richtung von dem Verbindungspfad 34a, 34b erstreckt, um eine konstante Verbindung zwischen den Verbindungspfaden 34a, 34b und der Kolbenkammer 11a, 11b durch die jeweiligen abgesenkten Nuten 38a, 38b zu erlauben, sogar dann, wenn der Kolben 31a oder 31b gegen einen gestuften Abschnitt 20g, der an einem Basisabschnitt des Kolbenbefestigungsabschnitts 20e der Stange 20 ausgebildet ist, oder gegen den Anschlagring 35 anschlägt.
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Bei dieser Ausführungsform wird die Stange 20 wie oben beschrieben mit einer vereinfachten Struktur durch den äußeren Kraftübertragungsabschnitt 20a und den Stoßdämpfungsmechanismustragkörper 20b gebildet, welche separate Komponenten sind, so dass die Kolben 31a, 31b durch die Stange 20 gestützt werden, so dass sie sich entlang der axialen Linie L bewegen. Wenn die Stange 20 durch ein einzelnes Teil oder eine passende Anzahl von zusammengefügten Teilen gebildet wird, ist es nicht nur notwendig, eine den Trennwänden 21a, 21b entsprechende Struktur auf der Stange 20 bereitzustellen, sondern auch eine Struktur vorzusehen, die dem unidirektionalen Strömungspfad entspricht, wobei diese Struktur zwischen den Kolben 31a, 31b und der Stange 20 oder auf den Kolben 31a, 31b angeordnet ist.
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Alternativ können die unidirektionalen Strömungspfade 37a, 37b, die jeweils den Kolben 31a, 31b zugeordnet sind, beispielsweise auch dadurch bereitgestellt werden, dass auf jedem der Kolben 31a, 31b ein Rückschlagventil vorgesehen ist, das den Strom der Flüssigkeit nur in eine Richtung erlaubt, wobei in diesem Fall insbesondere die Kolben 31a, 31b nicht auf die Anstoßflächen 22a, 22b zu oder von diesen weg bewegt werden müssen, um den Verbindungspfad zu öffnen und zu schließen. Das bedeutet, dass die Kolben 31a, 31b in vereinfachter Weise an der Stange 20 befestigt werden können.
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Im Folgenden wird ein bi-direktionaler Stoßdämpfer nach einer zweiten Ausführungsform beschrieben, welche in 3 dargestellt ist. Bis auf die im Folgenden beschriebenen Aspekte, ist die zweite Ausführungsform wie die erste Ausführungsform konfiguriert. Bei der zweiten Ausführungsform ist eine Struktur entsprechend der schraubenförmigen Nut 10b der ersten Ausführungsform um das Zylindergehäuse 10, das das erste Teil 1 bildet, nicht vorgesehen. Stattdessen ist der Druckregulierungsstopfen 17, der an dem Endabschnitt des Zylindergehäuses 10 gegenüber der vorstehenden Stange 20 angeordnet ist und die Versorgungsöffnung 16 zur Bereitstellung des Fluides, wie Mineralöl, in die Flüssigkeitskammer 11 abdeckt, so ausgebildet, dass er sich in einen Außenbereich erstreckt. Der sich nach außen erstreckende Abschnitt- kann dazu genutzt werden, den Druckregulierungsstopfen 17 zu rotieren, wobei der Druckregulierungsstopfen 17 ein Fixierglied 19 umfasst, das der Befestigung des Zylindergehäuses 10, die das erste Teil 1 bildet, an einer vorgegebenen Position des Aktuators oder dergleichen zu befestigen, wobei der Aktuator oder die ähnliche Vorrichtung das stoßgedämpft zu stoppende Bewegungsteil antreibt.
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Hierbei ist die zweite Ausführungsform im Wesentlichen wie die erste Ausführungsform aufgebaut, mit Ausnahme der beschriebenen Konfigurationen und die im Folgenden beschriebene Arbeitsweise. Von daher sind die wesentlichen Komponenten der Ausführungsform in der 3 mit den gleichen Bezugszeichen versehen wie bei der ersten Ausführungsform und die Beschreibung derselben wird nicht wiederholt.
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Im Folgenden wird die Arbeitsweise des oben beschriebenen bi-direktionalen Stoßdämpfers erläutert. Wenn eine Kraft, die aus der Kollision des Bewegungsteils gegen die am äußeren Endabschnitt der Stange 20 befestigte Befestigungsvorrichtung 25 resultiert, bei dem in den 1 und 2 gezeigten Zustand in eine Richtung ausgeübt wird, die die Stange 20 in das Zylindergehäuse 10 drückt (nach rechts in den 1 und 2), dann wird die Flüssigkeit in der zweiten Kolbenkammer 11b durch den zweiten Kolben 31b auf der in der Bewegungsrichtung liegenden Vorderseite der Stange 20 unter Druck gesetzt. Folglich wird der zweite Kolben 31b gegen die zweite Trennwand 21b gedrückt, so dass der Öffnungs-/Schließpfad 36b zwischen dem zweiten Kolben 31b und der zweiten Trennwand 21b und der zweite unidirektionale Strömungspfad 37b auf der Seite des zweiten Kolbens 31b geschlossen werden. Dementsprechend strömt die Flüssigkeit in der zweiten Kolbenkammer 11b durch den Widerstandspfad 33b um den zweiten Kolben 31b in die Flüssigkeitsspeicherkammer 18, wie es in 3 gezeigt ist. Obgleich ein Teil der Flüssigkeit, die in die Flüssigkeitsspeicherkammer 18 geströmt ist, in der Flüssigkeitsspeicherkammer 18 verbleibt, strömt der Großteil der Flüssigkeit aus der Flüssigkeitsspeicherkammer 18 in die erste Kolbenkammer 11b auf der gegenüberliegenden Seite durch den ersten unidirektionalen Strömungspfad 37a, wie auch den Öffnungs-/Schließpfad 36a und den Verbindungspfad 34a, weil der erste Kolben 31a auf der in Bewegungsrichtung der Stange 20 gelegenen Rückseite so bewegt wird, dass der Öffnungs-/Schließpfad 36a zwischen dem ersten Kolben 31a und der ersten Trennwand 21a geöffnet wird. Während eines solchen Prozesses wird die Stange 20 durch den Strömungswiderstand, der in dem Widerstandspfad 33b um den zweiten Kolben 31b auf die Flüssigkeit ausgeübt wird, verzögert und dann stoßdämpfend gestoppt.
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Für den Fall, dass das Bewegungsteil die Zusammenstoßkräfte auf die Stange 20 in entgegengesetzte Richtung ausübt, ist es unter Berücksichtigung der obigen Beschreibung selbstverständlich so, dass die Stange 20 und die Kolben 31a, 31b in die entgegengesetzte Richtung arbeiten.
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Der Speicher 32 wird hier durch ein expandierbares und komprimierbares elastisches Teil gebildet, das in Übereinstimmung mit der Fluktuation des Volumens in der Flüssigkeitskammer 11, welche aus der Bewegung der Stange 20 in und aus der Flüssigkeitskammer 11 resultiert, expandiert und komprimiert wird. Das elastische Teil ist in der Flüssigkeitsspeicherkammer 18 und um die Stange 20 angeordnet, so dass das elastische Teil die Fluktuationen des Volumens und die Menge der Flüssigkeit in der Flüssigkeitskammer 11 absorbiert. Zusätzlich zu dem beschriebenen Aufbau beinhaltet das Zylindergehäuse 10 die Versorgungsöffnung 16, durch die das Fluid in die Flüssigkeitskammer 11 mit einem Druck bereitgestellt werden kann, so dass die Flüssigkeit mit einer darauf aufgebrachten Vorspannung von der Versorgungsöffnung 16 in die Flüssigkeitskammer 11 eingebracht werden kann. Entsprechend kann die Flüssigkeit in der Flüssigkeitskammer 11 unter Vorspannung gespeichert werden, wobei das elastische Teil in der Flüssigkeitsspeicherkammer 18 in einem komprimierten Zustand ist. So kann die Lebensdauer des bi-direktionalen Stoßdämpfers verlängert werden, indem die Flüssigkeit unter Vorspannung eingeführt wird, auch wenn sich die Menge der Flüssigkeit in der Flüssigkeitskammer 11 in Folge eines Langzeitgebrauchs verringert.
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Der wie oben beschrieben aufgebaute Stoßdämpfer dient, wie bereits erläutert, dazu, eine Bewegung in die eine oder andere Richtung, eines einzelnen sich hin und her bewegenden Bewegungsteils oder eines Paares von relativ zueinander bewegenden Bewegungsteilen, die miteinander kollidieren, während sie sich abwechselnd oder zufällig aufeinander zu oder voneinander weg bewegen, zu verzögern oder stoßdämpfend zu stoppen. In der praktischen Anwendung kann der bi-direktionale Stoßdämpfer beispielsweise an einem Aktuator, wie einem Fluiddruckzylinder, appliziert werden. Wenn vorgesehen ist, die Hin- und Herbewegung eines Bewegungsteils, das mit der Antriebsstange des Aktuators verbunden ist, zu stoppen, kann das Zylindergehäuse 10, das das erste Teil 1 bildet, an einem Gehäuse des Aktuators befestigt werden, oder ein Teil des Gehäuses des Aktuators kann als Zylindergehäuse 10 genutzt werden, wobei in diesem Fall das erste Teil 1 des bi-direktionalen Stoßdämpfers innerhalb des Aktuators montiert ist.
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Das Bewegungsteil ist über die Befestigungsvorrichtung 25 oder eine andere Befestigungsvorrichtung, die je nach Typ des Aktuators ausgebildet ist, mit dem Endabschnitt der Stange 20 des zweiten Teils 2, das aus dem Zylindergehäuse 10 heraussteht, verbunden, wobei das Zylindergehäuse 10 an dem Gehäuse befestigt oder in das Gehäuse des Aktuators eingebaut ist, wie es oben beschrieben ist.
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5 zeigt einen Fluiddruckzylinder 40, der beispielhaft für einen Aktuator steht, in welchen der bi-direktionale Stoßdämpfer integriert ist. In der folgenden Beschreibung wird der bi-direktionale Stoßdämpfer mit den Bezugszeichen A gekennzeichnet.
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Der Fluiddruckzylinder 40 weist einen Antriebsmechanismus 42 und den bi-direktionalen Stoßdämpfer A auf, wobei der Antriebsmechanismus 42 und der bi-direktionale Stoßdämpfer A parallel zueinander in dem Gehäuse 41 angeordnet sind, wobei der äußere Endabschnitt der Stange 20 des bi-direktionalen Stoßdämpfers A mit einem Bewegungsteil 44 verbunden ist, das an den äußeren Endabschnitt einer Antriebsstange 43 des Antriebsmechanismus 42 befestigt ist.
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Der Antriebsmechanismus 42 weist einen Zylinderhohlraum 45 auf, der sich innerhalb des Gehäuses entlang der axialen Linie L1 erstreckt, ein erstes Blockierglied 46, das luftdicht einen Endabschnitt des Zylinderhohlraums 45 abdichtet, ein zweites Blockierglied 47, das luftdicht den anderen Endabschnitt des Zylinderhohlraums 45 abdichtet, ein Zwischentrennelement 48, das zwischen dem ersten Blockierglied 46 und dem zweiten Blockierglied 47 angeordnet ist, eine Antriebskammer 49, die zwischen dem Zwischentrennelement 48 und dem zweiten Blockierglied 47 ausgebildet ist, und einen Antriebskolben 50, der in der Antriebskolbenkammer 49 angeordnet ist, so dass der Antriebskolben 50 entlang der axialen Linie L1 gleitet, wobei die Antriebsstange 43 einen inneren Endabschnitt aufweist, der mit dem Antriebskolben 50 verbunden ist. Die Antriebsstange 43 ist so angeordnet, dass sie das Zwischentrennelement 48 durchdringt und luftdicht das erste Blockierglied 46 durchdringt, wobei der Endabschnitt der Antriebsstange 43 aus dem Zylinderhohlraum 45 heraussteht und mit dem Bewegungsteil 44 verbunden ist.
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Der Antriebskolben 50 weist ein Dichtglied 51 auf, das zwischen der äußeren Umfangsfläche des Antriebskolbens 50 und der inneren Umfangsfläche der Antriebskolbenkammer 49 dichtend wirkt, und einen Führungsring 52, der die Gleitbewegung des Antriebskolbens 50 führt, und ein Fixierelement 53, das den Führungsring 52 fixiert. Eine erste Druckkammer 54a ist zwischen dem Antriebskolben 50 und dem Zwischentrennelement 48 ausgebildet, und eine zweite Druckkammer 54b ist zwischen dem Antriebskolben 50 und dem zweiten Blockierglied 47 ausgebildet. Die ersten und zweiten Druckkammern 54a, 54b sind jeweils mit einem ersten und zweiten Anschluss 55a, 55b verbunden.
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Wenn ein Druckfluid, wie komprimierte Luft, durch den ersten Anschluss 55a in die erste Druckkammer 54a eingeleitet wird und das Druckfluid in der zweiten Druckkammer 54b durch den zweiten Anschluss 55b ausgelassen wird, was in 5 dargestellt ist, werden der Antriebskolben 50 und die Antriebsstange 43 in 5 nach rechts verschoben und das Bewegungsteil 44 wird nach rechts bewegt. Wenn das Druckfluid in die entgegengesetzte Richtung ein- und ausgelassen wird, werden der Antriebskolben 50 und die Antriebsstange 43 in 5 nach links versetzt und das Bewegungsteil 44 wird nach links angetrieben.
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In 5 bezeichnet das Bezugszeichen 56 ein Dichtelement, das an der inneren Umfangsfläche des ersten Blockierglieds 46 angebracht ist, so dass es zwischen der inneren Umfangsfläche des ersten Blockierglieds 46 und der äußeren Umfangsfläche der Antriebsstange dichtend wirkt. Das Bezugszeichen 57 kennzeichnet ein Dichtelement, das an der äußeren Umfangsfläche des ersten Blockierglieds 46 angebracht ist, so dass es zwischen der äußeren Umfangsfläche des ersten Blockierglieds 46 und der inneren Umfangsfläche des Zylinderhohlraums 45 dichtend wirkt. Das Bezugszeichen 58 kennzeichnet ein Dichtelement, das an der äußeren Umfangsfläche des Zwischentrennelements 48 angebracht ist, so dass es zwischen der äußeren Umfangsfläche des Zwischentrennelements 48 und der inneren Umfangsfläche des Zylinderhohlraums 45 dichtend wirkt.
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Der bi-direktionale Stoßdämpfer ist in einem Montagehohlraum 60 aufgenommen. Der Montagehohlraum 60 ist in dem Gehäuse 41 so ausgebildet ist, dass er sich parallel zum Zylinderhohlraum 45 erstreckt. Dabei ist der Montagehohlraum 60 derart ausgerichtet, dass ein Endabschnitt des Zylindergehäuses 10 an einer Endwand 60a, die an einem Endabschnitt des Montagehohlraums 60 ausgebildet ist, anschlägt. Das Zylindergehäuse 10 ist in dem Montagehohlraum 60 über einen Befestigungsstopfen 61, der in den anderen Endabschnitt des Montagehohlraums 60 eingeschraubt ist, befestigt, wobei der Befestigungsstopfen gegen den anderen Endabschnitt des Zylindergehäuses 10 gepresst wird. Die Stange 20 des bi-direktionalen Stoßdämpfers steht aus dem Gehäuse 41 parallel zur Antriebsstange 43 heraus, und der äußere Endabschnitt der Stange 20 ist mit dem Bewegungsteil 44 über die Befestigungsvorrichtung 25 verbunden.
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Die Befestigungsvorrichtung 25 weist Unterschiede zu der in 1 gezeigten Befestigungsvorrichtung auf und umfasst eine erste und eine zweite Mutter 62, 63, die mit einem Gewindeabschnitt 20g, der auf dem äußeren Endabschnitt der Stange 20 ausgebildet ist, in Eingriff stehen, und einen Anschlagring 64, der zwischen den Muttern 62, 63 ausgebildet ist. Die Stange 20 ist mit dem Bewegungsteil 44 dadurch verbunden, dass der äußere Endabschnitt der Stange 20, an dem die erste Mutter 62 und der Anschlagring 64 befestigt sind, in ein in dem Bewegungsteil 44 ausgebildetes Stangenverbindungsloch 65 eingeführt ist. Die zweite Mutter 63 ist auf den äußeren Endabschnitt der Stange 20 derart geschraubt, dass sie eine ringförmige Fixierwand 65a des Stangenverbindungslochs 65 zwischen der zweiten Mutter 63 und dem Anschlagring 64 hält.
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Mit der oben beschriebenen Konfiguration kann der bi-direktionale Stoßdämpfer die Hin- und Herbewegung des Bewegungsteils 54, das durch den Antriebsmechanismus 42 des Fluiddruckzylinders 40 angetrieben wird, in beide Richtung stoßdämpfend stoppen.
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Für den Fall, dass der bi-direktionale Stoßdämpfer für ein Paar von Bewegungsteilen 44 genutzt wird, die miteinander kollidieren, während sie sich willkürlich bewegen, kann bei Bedarf die Spannkraft einer Rückstellfeder auf die Stange 20 ausgeübt werden, so dass der Stoßdämpfungsmechanismus 30 stets zum zentralen Abschnitt der Flüssigkeitskammer 11 zurückkehren kann.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Zylindergehäuse
- 11
- Flüssigkeitskammer
- 11a, 11b
- Kolbenkammer
- 16
- Versorgungsöffnung
- 18
- Flüssigkeitsspeicherkammer
- 20
- Stange
- 20a
- äußerer Kraftübertragungsabschnitt
- 20b
- Stoßdämpfungsmechanismustragkörper
- 21a, 21b
- Trennwand
- 30
- Stoßdämpfungsmechanismus
- 31a, 31b
- Kolben
- 32
- Speicher
- 33a, 33b
- Widerstandspfad
- 34a, 34b
- Verbindungspfad
- 36a, 36b
- Öffnungs-/Schließpfad
- 37a, 37b
- unidirektionaler Strömungspfad
- 38a, 38b
- abgesenkte Nut
- 42
- Antriebsmechanismus
- 43
- Antriebsstange
- 44
- Bewegungsteil
- L, L1
- Axiallinie
