DE112019000578B4 - Fluidleckage-erfassungsvorrichtung und hin- und herbewegende fluiddruckvorrichtung - Google Patents

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Abstract

Fluidleckage-Erfassungsvorrichtung (100) zum Erfassen einer Leckage von Arbeitsfluid aus einem Spalt zwischen einer Kolbenstange (3) und einem Zylinderkopf (5), wobei die Kolbenstange (3) aus einem Zylinderrohr (2) herausragt, der Zylinderkopf (5) auf dem Zylinderrohr (2) vorgesehen ist und der Zylinderkopf (5) so konfiguriert ist, dass die Kolbenstange (3) durch den Zylinderkopf (5) eingeführt wird, wobei die Fluidleckage-Erfassungsvorrichtung (100) umfasst:
ein ringförmiges Element (10), das an dem Zylinderkopf (5) befestigt ist, wobei das ringförmige Element (10) so konfiguriert ist, dass die Kolbenstange (3) durch das ringförmige Element (10) einführbar ist;
einen in dem ringförmigen Element (10) ausgebildeten Durchgang (13), wobei der Durchgang (13) so konfiguriert ist, dass das Arbeitsfluid aus einem Spalt zwischen einem Außenumfang der Kolbenstange (3) und einem Innenumfang des Zylinderkopfes (5) zu dem Durchgang (13) geführt wird; und
einen Detektor (30), der so konfiguriert ist, dass er das durch den Durchgang (13) geführte Arbeitsfluid erfasst, wobei
das ringförmige Element (10) einen Presspassabschnitt (14) aufweist, wobei der Presspassabschnitt (14) so konfiguriert ist, dass er in eine in dem Zylinderkopf (5) ausgebildete Ringnut (5c) eingepresst wird.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufspüren von Fluidleckagen und eine sich hin- und herbewegende Fluiddruckvorrichtung.
  • STAND DER TECHNIK
  • In einer sich hin- und herbewegenden Fluiddruckvorrichtung, wie z.B. einem Fluiddruckzylinder, einem Stoßdämpfer usw., kann ein Arbeitsfluid aus einem Spalt zwischen einem Zylinderkopf und einer Kolbenstange austreten, weil ein am Innenumfang des Zylinderkopfes vorgesehenes Dichtungselement beschädigt ist. Wenn eine Austrittsmenge des Arbeitsfluids zunimmt, besteht die Gefahr, dass die hin- und hergehende Fluiddruckvorrichtung nicht mehr in der Lage ist, die gewünschte Leistung zu erbringen. Aus diesem Grund wurde vorgeschlagen, eine Fluidleckage-Erfassungsvorrichtung am Zylinderkopf anzubringen, um das Austreten der Arbeitsflüssigkeit zu erkennen (siehe JP S62-240275A ).
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Die in JP S62-240275A offenbare Fluidleckage-Erfassungsvorrichtung wird mit Schrauben am Zylinderkopf befestigt. Um diese Fluidleckage-Erfassungsvorrichtung am Zylinderkopf der hin- und hergehenden Fluiddruckvorrichtung zu befestigen, muss also ein Loch zur Befestigung der Schraube im Zylinderkopf gebildet werden, und es ist nicht möglich, die Fluidleckage-Erfassungsvorrichtung einfach anzubringen.
  • Weiterer Stand der Technik ist aus der JP H06-207 608 A bekannt.
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die einfache Befestigung einer Fluidleckage-Erfassungsvorrichtung an einem Zylinderkopf zu ermöglichen.
  • Gelöst wird die Aufgabe durch eine Fluidleckage-Erfassungsvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruch 1 sowie durch eine hin- und herbewegende Fluiddruckvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruch 4.
  • Weiterer Stand der Technik ist aus der JP H06-207 608 A bekannt.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
    • 1 ist eine Teilquerschnittansicht eines Hydraulikzylinders gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • 2 ist eine vergrößerte Querschnittansicht des in 1 dargestellten Hydraulikzylinders und zeigt eine Fluidleckage-Erfassungsvorrichtung.
    • 3 ist eine Vorderansicht der Fluidleckage-Erfassungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • 4 ist eine vergrößerte Querschnittansicht des Hydraulikzylinders, der in einem Zustand verwendet wird, in dem die Fluidleckage-Erfassungsvorrichtung gemäß 2 nicht angebracht ist.
    • 5 ist eine vergrößerte Ansicht, die die Umgebung eines Zylinderkopfes zeigt.
    • 6 ist eine vergrößerte Ansicht, die die Umgebung des Zylinderkopfes und einen Zustand zeigt, in dem der Zylinderkopf gegenüber dem in 5 gezeigten Zustand um 90 Grad um seine Achse gedreht ist.
    • 7 ist ein Diagramm des in 1 dargestellten Hydraulikzylinders aus Achsenrichtung gesehen.
  • BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORM
  • Eine Fluidleckage-Erfassungsvorrichtung 100 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und ein Hydraulikzylinder 1, der als sich hin und her bewegende Fluiddruckvorrichtung dient und mit der Fluidleckage-Erfassungsvorrichtung 100 versehen ist, werden nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
  • Wie in 1 dargestellt, umfasst der Hydraulikzylinder 1 ein zylindrisches Zylinderrohr 2, eine Kolbenstange 3, die in das Zylinderrohr 2 eingeführt ist, und einen Kolben 4, der mit einem Spitzenende der Kolbenstange 3 verbunden ist. Der Kolben 4 ist so vorgesehen, dass er frei entlang einer Innenumfangsfläche des Zylinderrohrs 2 gleiten kann, und eine Innenseite des Zylinderrohrs 2 wird durch den Kolben 4 in eine stangenseitige Kammer 2a und eine stangenseitige Kammer 2b unterteilt.
  • Die Kolbenstange 3 ragt aus einem offenen Ende des Zylinderrohrs 2 heraus. Da das Arbeitsöl wahlweise von einer hydraulischen Druckquelle (nicht dargestellt) in die stangenseitige Kammer 2a oder in die stangenseitige Kammer 2b geleitet wird, wird die Kolbenstange 3 relativ zum Zylinderrohr 2 bewegt. Dadurch wird der Hydraulikzylinder 1 ausgefahren oder eingefahren.
  • Am offenen Ende des Zylinderrohrs 2 ist ein Zylinderkopf 5 vorgesehen, durch den die Kolbenstange 3 eingeführt wird. Der Zylinderkopf 5 wird am offenen Ende des Zylinderrohrs 2 mit Hilfe einer Vielzahl von Schrauben 6 befestigt, die als Befestigungselemente dienen.
  • Wie in 2 dargestellt, sind in einem Innenumfang des Zylinderkopfes 5 Ringnuten 5a und 5b ausgebildet. In der Ringnut 5a ist eine als Lager dienende Hülse 7 angeordnet, die die Kolbenstange 3 frei verschiebbar lagert.
  • In der Ringnut 5b ist eine Nutdichtung bzw. ein Nutring 8 angeordnet, der als Dichtungselement dient. Die Nutdichtung 8 wird zwischen einem Außenumfang der Kolbenstange 3 und dem Innenumfang des Zylinderkopfes 5 zusammengedrückt und dichtet so einen Spalt zwischen beiden ab. Mit einer solchen Anordnung kann verhindert werden, dass das Arbeitsöl in der stangenseitigen Kammer 2a (siehe 1) nach außen austritt.
  • Obgleich die Hülse 7 und die Nutdichtung 8 am Innenumfang des Zylinderkopfes 5 in dieser Reihenfolge in der Richtung vorgesehen sind, in der der Hydraulikzylinder 1 eingefahren wird, können sie in umgekehrter Reihenfolge vorgesehen werden.
  • Eine Dichtungseigenschaft der Nutdichtung 8 verschlechtert sich allmählich, wenn sie durch das Aus- und Einfahren des Hydraulikzylinders 1, d.h. durch die Hin- und Herbewegung der Kolbenstange 3, abgenutzt wird. Mit der Verschlechterung der Dichtungseigenschaft erhöht sich die Menge des Arbeitsöls, das aus der stangenseitigen Kammer 2a durch den Spalt zwischen dem Außenumfang der Kolbenstange 3 und dem Innenumfang des Zylinderkopfes 5 austritt. Wenn die Menge des austretenden Arbeitsöls zunimmt, besteht die Gefahr, dass der Hydraulikzylinder 1 nicht mehr die gewünschte Leistung erbringen kann. Um die Verschlechterung der Eigenschaft des Hydraulikzylinders 1 durch das Austreten des Arbeitsöls festzustellen, ist der Hydraulikzylinder 1 mit der Fluidleckage-Erfassungseinrichtung 100 versehen.
  • Die Fluidleckage-Erfassungsvorrichtung 100 wird im Folgenden ausführlich unter Bezugnahme auf 2 und 3 beschrieben.
  • Wie in 2 und 3 gezeigt, enthält die Fluidleckage-Erfassungsvorrichtung 100 ein ringförmiges Element 10, das an einem Kopfende des Zylinderkopfes 5 so befestigt ist, dass die Kolbenstange 3 durch dieses hindurchgeführt wird, einen Sensorhalter 20, der am Außenumfang des ringförmigen Elements 10 vorgesehen ist, und einen Drucksensor 30, der als Detektor dient und vom Sensorhalter 20 gehalten wird. Der Sensorhalter 20 wird mit einem Schrauben (nicht dargestellt) an dem ringförmigen Element 10 befestigt. Der Drucksensor 30 wird an einer im Sensorhalter 20 ausgebildeten Bohrung 21 befestigt, indem er in die Bohrung 21 eingeschraubt wird.
  • Die Ringnuten 11 und 12 sind in einem Innenumfang des ringförmigen Elements 10 ausgebildet. Eine Staubdichtung 40, die das Eindringen der Stäube von außen in das Zylinderrohr 2 verhindert, wird in die Ringnut 11 eingepresst, und ein als Dichtungselement dienender Nutdichtung 50 ist in der Ringnut 12 angeordnet. Die Staubdichtung 40 und die Nutdichtung 50 sind in dieser Reihenfolge in der Richtung angeordnet, in der der Hydraulikzylinder 1 eingefahren wird.
  • Die Nutdichtung 50 wird zwischen dem Außenumfang der Kolbenstange 3 und dem Innenumfang des Ringkörpers 10 zusammengedrückt und dichtet so einen Spalt zwischen ihnen ab. Mit einer solchen Anordnung kann verhindert werden, dass das Arbeitsöl, das von der stangenseitigen Kammer 2a (siehe 1) durch den Spalt zwischen dem Außenumfang der Kolbenstange 3 und dem Innenumfang des Zylinderkopfes 5 in die Ringnut 12 geleitet wurde, in die Ringnut 11 austritt.
  • In dem ringförmigen Element 10 wird ein Durchgang 13 so ausgebildet, dass er zwischen einer Bodenfläche der Ringnut 12 und dem Außenumfang des ringförmigen Elements 10 durchdringt. Die Nutdichtung 50 ist in der Ringnut 12 so angeordnet, dass sie eine Öffnung des Durchgangs 13 nicht verschließt, und somit fließt das Arbeitsöl, das zur Ringnut 12 geführt wurde, in den Durchgang 13.
  • Im Sensorhalter 20 ist ein Durchgang 22 so ausgebildet, dass der Durchgang 13 im Ringelement 10 und die Bohrung 21 im Sensorhalter 20 durch diesen miteinander in Verbindung stehen. Somit wird das Arbeitsöl, das in den Durchgang 13 eingetreten ist, dann durch den Durchgang 22 zur Bohrung 21 im Sensorhalter 20 geführt.
  • Der Drucksensor 30 wird am Sensorhalter 20 befestigt, um den Druck des Arbeitsöls zu erfassen, das zur Bohrung 21 im Sensorhalter 20 geführt wurde. Der Druck in der Bohrung 21 wird erhöht, wenn die Menge des in die Bohrung 21 geleiteten Arbeitsöls erhöht wird. Zusätzlich wird die Menge des zur Bohrung 21 geführten Arbeitsöls erhöht, wenn die Menge des Arbeitsöls, die aus der stangenseitigen Kammer 2a (siehe 1) durch den Spalt zwischen dem Außenumfang der Kolbenstange 3 und dem Innenumfang des Zylinderkopfes 5 ausgetreten ist, erhöht wird. Durch Messung des Drucks in der Bohrung 21 mit dem Drucksensor 30 wird es daher möglich, die ausgetretene Menge des Arbeitsöls zu ermitteln.
  • Da die Austrittsmenge des Arbeitsöls mit zunehmender Verschlechterung der Nutdichtung 8 zunimmt, kann durch die Ermittlung der Austrittsmenge des Arbeitsöls auch der Grad der Verschlechterung der Nutdichtung 8 festgestellt werden. Genauer gesagt sendet der Drucksensor 30 ein Signal, das dem erfassten Druck entspricht, über einen Sender 31 drahtlos oder drahtgebunden an eine Verarbeitungseinheit (nicht dargestellt). Die Verarbeitungseinheit bestimmt auf der Grundlage des erfassten Drucks einen verschlechterten Zustand der Nutdichtung 8. Wenn der ermittelte Druck gleich oder niedriger als der voreingestellte Schwellenwert ist, stellt die Verarbeitungseinheit fest, dass der Zeitpunkt für den Austausch der Nutdichtung 8 noch nicht erreicht ist. Wenn der ermittelte Druck den voreingestellten Schwellenwert überschreitet, stellt die Verarbeitungseinheit fest, dass sie den Zeitpunkt für den Austausch der Nutdichtung 8 erreicht hat, und ein Bediener wird durch eine Warnlampe (nicht dargestellt) usw. darüber informiert, dass der Zeitpunkt für den Austausch der Nutdichtung 8 erreicht ist.
  • Wie zuvor beschrieben, ist es mit dem Hydraulikzylinder 1 möglich, den Grad der Verschlechterung der Nutdichtung 8 auf der Grundlage des vom Drucksensor 30 der Fluidleckage-Erfassungseinrichtung 100 erfassten Druckes zu erfassen. Daher ist es möglich, den Zeitpunkt des Auswechselns der Nutdichtung 8 mit Leichtigkeit zu steuern.
  • Als nächstes wird eine Struktur zur Befestigung der Fluidleckage-Erfassungsvorrichtung 100 am Zylinderkopf 5 des Hydraulikzylinders 1 beschrieben.
  • Das ringförmige Element 10 hat einen Presspassabschnitt 14, der in eine im Zylinderkopf 5 ausgebildete Ringnut 5c eingepresst werden soll. Insbesondere ist in einem Zustand, bevor der Presspassabschnitt 14 in die Ringnut 5c eingepresst wird, der Außendurchmesser des Presspassabschnitts 14 im Verhältnis zum Innendurchmesser der Ringnut 5c etwas größer. Daher wird in einem Zustand, in dem der Presspassabschnitt 14 in die Ringnut 5c eingepresst ist, der Presspassabschnitt 14 in der Ringnut 5c gequetscht. Bei einer solchen Konfiguration wird der Presspassabschnitt 14 in die Ringnut 5c eingepresst, und dadurch wird das ringförmige Element 10 am Zylinderkopf 5 befestigt.
  • Wie oben beschrieben, ist es bei der Fluidleckage-Erfassungsvorrichtung 100 durch Einpressen des Presspassabschnitts 14 in die Ringnut 5c möglich, das ringförmige Element 10 am Zylinderkopf 5 zu befestigen. Daher ist es möglich, die Fluidleckage-Erfassungsvorrichtung 100 am Zylinderkopf 5 zu befestigen, ohne ein Loch für die Befestigung eines Befestigungselements, wie z.B. einer Schraube usw., am Zylinderkopf 5 zu bilden.
  • Da das ringförmige Element 10 am Zylinderkopf 5 durch Einpressen des Presspassabschnitts 14 in die Ringnut 5c befestigt wird, ist es außerdem möglich, eine Position des Drucksensors 30 in Umfangsrichtung leicht einzustellen, wenn das ringförmige Element 10 am Zylinderkopf 5 befestigt wird.
  • Wie in 2, 5 und 6 dargestellt, hat der Zylinderkopf 5 einen Halteabschnitt 5d, der die Hülse 7 und die Nutdichtung 8 hält, und einen Flanschabschnitt 5e, der radial aus dem Halteabschnitt 5d herausragt. Der Flanschabschnitt 5e ist mit einer Vielzahl von Löchern (nicht dargestellt) versehen, die diesen in Achsenrichtung durchdringen. Die Schrauben 6 werden jeweils in die im Flanschabschnitt 5e ausgebildeten Löcher eingesetzt, wodurch der Flanschabschnitt 5e gegen das Öffnungsende des Zylinderrohrs 2 gedrückt wird.
  • Die Schrauben 6 sind in Umfangsrichtung nebeneinander angeordnet und ragen in Achsenrichtung aus dem Flanschabschnitt 5e des Zylinderkopfes 5 heraus. Die Fluidleckage-Erfassungsvorrichtung 100 ist am Kopfende des Zylinderkopfes 5 so angebracht, dass der Drucksensor 30 zwischen den in Umfangsrichtung nebeneinanderliegenden Schrauben 6 angeordnet ist. Dadurch ist es möglich, Störungen zwischen dem Drucksensor 30 und den Schrauben 6 zu vermeiden. Daher kann der Drucksensor 30 in der Nähe des Flanschabschnitts 5e des Zylinderkopfes 5 angeordnet werden, und es ist möglich, die Größe des Hydraulikzylinders 1 zu reduzieren.
  • Um das Ziel der Verkleinerung des Hydraulikzylinders 1 zu erreichen, genügt es, den Drucksensor 30 zwischen den Schrauben 6 anzuordnen, und die Fluidleckage-Erfassungsvorrichtung 100 kann durch andere Verfahren als durch Presspassung am Zylinderkopf 5 befestigt werden.
  • Außerdem ist der Außendurchmesser des Presspassabschnitts 14 im Wesentlichen der gleiche wie der Außendurchmesser der Staubdichtung 40. Wie in 4 gezeigt, kann die Staubdichtung 40, die von der Ringnut 11 des ringförmigen Elements 10 gelöst wurde, in die Ringnut 5c im Zylinderkopf 5 anstelle des Presspassabschnitts 14 des ringförmigen Elements 10 eingepresst werden. Daher ist es möglich, den Hydraulikzylinder 1 in einem Zustand zu verwenden, in dem die Fluidleckage-Erfassungsvorrichtung 100 aus dem Zylinderkopf 5 entfernt und die Staubdichtung 40 am Zylinderkopf 5 angebracht ist.
  • Wie oben beschrieben, ist es mit dem Hydraulikzylinder 1 leicht möglich, zwischen einem Zustand, in dem der Hydraulikzylinder 1 mit der daran angebrachten Fluidleckage-Erfassungsvorrichtung 100 verwendet werden kann, und einem Zustand, in dem der Hydraulikzylinder 1 ohne die Fluidleckage-Erfassungsvorrichtung 100 verwendet werden kann, zu wechseln.
  • Wenn z.B. der Hydraulikzylinder 1 in einem Zustand verwendet wird, in dem die Fluidleckage-Erfassungsvorrichtung 100 nicht angebracht ist, und wenn es notwendig ist, die Austrittsmenge des Arbeitsöls aufgrund veränderter Betriebsbedingungen zu steuern, ist es möglich, die Austrittsmenge des Arbeitsöls leicht zu steuern, indem die Fluidleckage-Erfassungsvorrichtung 100 angebracht wird. Dasselbe gilt für den umgekehrten Fall.
  • Zusätzlich ist der Sensorhalter 20 mit einem Überdruckventil 60 versehen, das parallel zum Drucksensor 30 mit dem Durchgang 13 im ringförmigen Element 10 verbunden ist. Konkret ist der Sensorhalter 20 mit einem Abzweigkanal 23 ausgebildet, der vom Durchgang 22 abzweigt, und das Überdruckventil 60 ist im Abzweigkanal 23 vorgesehen. Das Überdruckventil 60 öffnet, wenn der Druck des Arbeitsöls im Abzweigkanal 23 einen vorbestimmten Druck erreicht, und leitet das Arbeitsöl aus dem Durchgang 22 durch den Abzweigkanal 23 nach außen ab. Wie zuvor beschrieben, wird der Druck im Durchgang 22 durch das Überdruckventil 60 auf den vorbestimmten Druck begrenzt. Dieser vorbestimmte Druck wird im Folgenden auch als „Ventilöffnungsdruck“ bezeichnet.
  • Der Ventilöffnungsdruck des Überdruckventils 60 wird so eingestellt, dass er niedriger ist als der Druck des Arbeitsöls zu dem Zeitpunkt, wenn der Presspassabschnitt 14 des ringförmigen Elements 10 durch das Arbeitsöl aus der Ringnut 5c herausgedrückt wird. Daher ist es möglich, zu verhindern, dass das ringförmige Element 10 einer Kraft ausgesetzt wird, die stark genug ist, um zu bewirken, dass der Presspassabschnitt 14 aus der Ringnut 5c herausgedrückt wird. Mit einer solchen Konfiguration ist es möglich, auch bei einer Erhöhung der Austrittsmenge durch die Verringerung der Dichteigenschaft der Nutdichtung 8 den Zylinderkopf 5 mit einer höheren Zuverlässigkeit an der Fluidleckage-Erfassungsvorrichtung 100 befestigt zu halten.
  • Zusätzlich ist die Hülse 7 koaxial am Innenumfang des Zylinderkopfes 5 vorgesehen, und nicht am Innenumfang des ringförmigen Elements 10. Daher kann die Kolbenstange 3 koaxial zum Zylinderkopf 5 gelagert werden. Durch Anbringen des ringförmigen Elements 10 am Zylinderkopf 5 derart, dass sie koaxial zueinander sind, indem der Presspassabschnitt 14 in die Ringnut 5c eingepresst wird, ist es möglich, das ringförmige Element 10 koaxial zur Kolbenstange 3 vorzusehen.
  • Gemäß der oben erwähnten Ausführungsform ergeben sich die nachfolgend beschriebenen Vorteile.
  • Bei der Fluidleckage-Erfassungsvorrichtung 100 wird der Presspassabschnitt 14 des ringförmigen Elements 10 in die Ringnut 5c im Zylinderkopf 5 eingepresst, und dadurch wird das ringförmige Element 10 am Zylinderkopf 5 befestigt. Daher ist es möglich, die Fluidleckage-Erfassungsvorrichtung 100 mit Leichtigkeit am Zylinderkopf 5 zu befestigen, im Vergleich zu einem Fall, in dem das ringförmige Element 10 am Zylinderkopf 5 befestigt ist, indem das Befestigungselement, z.B. eine Schraube usw., verwendet wird.
  • Zusätzlich wird bei der Leckage-Erfassungsvorrichtung 100 das Arbeitsöl, das aus dem Spalt zwischen dem Außenumfang der Kolbenstange 3 und dem Innenumfang des Zylinderkopfes 5 austritt, durch die Nutdichtung 50 zum Durchgang 13 geführt. Dadurch ist es möglich, das Arbeitsöl mit einer höheren Zuverlässigkeit zum Drucksensor 30 zu leiten und die Leckage des Arbeitsöls mit einer höheren Zuverlässigkeit zu erkennen.
  • Darüber hinaus ist es bei der Fluidleckage-Erfassungsvorrichtung 100 durch das vorgesehene Überdruckventil 60 möglich, zu verhindern, dass das ringförmige Element 10 der Kraft ausgesetzt wird, die stark genug ist, um den Presspassabschnitt 14 aus der Ringnut 5c herauszudrücken. Daher ist es möglich, den Zylinderkopf 5 mit einer höheren Zuverlässigkeit an der Fluidleckage-Erfassungsvorrichtung 100 befestigt zu halten.
  • Die Konfigurationen, Arbeitsweisen und Wirkungen der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden zusammenfassend beschrieben.
  • Diese Ausführungsform bezieht sich auf die Fluidleck-Erfassungsvorrichtung 100, die das Auslaufen des Arbeitsöls aus dem Spalt zwischen der Kolbenstange 3 und dem Zylinderkopf 5 erkennt, wobei die Kolbenstange 3 aus dem Zylinderrohr 2 herausragt, der Zylinderkopf 5 am Zylinderrohr 2 vorgesehen ist und der Zylinderkopf 5 so konfiguriert ist, dass die Kolbenstange 3 durch den Zylinderkopf 5 eingeführt wird. Die Fluidleckage-Erfassungsvorrichtung 100 umfasst: das ringförmige Element 10, das an dem Zylinderkopf 5 befestigt ist, wobei das ringförmige Element 10 so konfiguriert ist, dass die Kolbenstange 3 durch das ringförmige Element 10 eingeführt wird; den in dem ringförmigen Element 10 ausgebildeten Durchgang 13, wobei der Durchgang 13 so konfiguriert ist, dass das Arbeitsöl von dem Spalt zwischen dem Außenumfang der Kolbenstange 3 und dem Innenumfang des Zylinderkopfes 5 zu dem Durchgang 13 geleitet wird; und der Drucksensor 30 so konfiguriert ist, dass er das durch den Durchgang 13 geführte Arbeitsöl erfasst, wobei das ringförmige Element 10 den Presspassabschnitt 14 aufweist, wobei der Presspassabschnitt 14 so konfiguriert ist, dass er in die in dem Zylinderkopf 5 ausgebildete Ringnut 5c eingepresst werden kann.
  • Gemäß einer solchen Konfiguration ist es möglich, das ringförmige Element 10 am Zylinderkopf 5 zu befestigen, indem der Presspassabschnitt 14 des ringförmigen Elements 10 in die Ringnut 5c im Zylinderkopf 5 eingepresst wird. Daher ist es möglich, die Fluidleckage-Erfassungsvorrichtung 100 mit Leichtigkeit am Zylinderkopf 5 anzubringen.
  • Darüber hinaus umfasst die Fluidleck-Erfassungsvorrichtung 100 auch die Nutdichtung 50, die am Innenumfang des ringförmigen Elements 10 vorgesehen ist, wobei die Nutdichtung 50 so konfiguriert ist, dass sie den Spalt zwischen dem Innenumfang des ringförmigen Elements 10 und dem Außenumfang der Kolbenstange 3 schließt, um das Arbeitsöl vom Spalt zwischen dem Außenumfang der Kolbenstange 3 und dem Innenumfang des Zylinderkopfes 5 zum Durchgang 13 zu leiten.
  • Gemäß einer solchen Konfiguration wird das Arbeitsöl, das aus dem Spalt zwischen dem Außenumfang der Kolbenstange 3 und dem Innenumfang des Zylinderkopfes 5 austritt, durch den Nutdichtung 50 zum Durchgang 13 geführt. Dadurch ist es möglich, die Leckage des Arbeitsöls mit einer höheren Zuverlässigkeit zu erkennen.
  • Die Fluidleckage-Erfassungsvorrichtung 100 umfasst ferner das Überdruckventil 60, das mit dem Durchgang 13 parallel zum Drucksensor 30 verbunden ist, wobei das Überdruckventil 60 so konfiguriert ist, dass es öffnet, wenn der Druck im Durchgang 13 den vorbestimmten Druck erreicht, wobei der vorbestimmte Druck niedriger ist als der Druck des Arbeitsöls zu dem Zeitpunkt, zu dem der Presspassabschnitt 14 durch das Arbeitsöl aus der Ringnut 5c herausgedrückt wird.
  • Gemäß einer solchen Konfiguration ist es, da das Überdruckventil 60 vorgesehen ist, möglich, zu verhindern, dass das ringförmige Element 10 der Kraft ausgesetzt wird, die stark genug ist, um zu bewirken, dass der Presspassabschnitt 14 aus der Ringnut 5c herausgedrückt wird. Daher ist es möglich, den Zylinderkopf 5 mit einer höheren Zuverlässigkeit an der Fluidleckage-Erfassungsvorrichtung 100 befestigt zu halten.
  • Der Hydraulikzylinder 1 umfasst: das Zylinderrohr 2; die Kolbenstange 3, die aus dem Zylinderrohr 2 herausragt; den Zylinderkopf 5, der auf dem Zylinderrohr 2 vorgesehen ist, wobei der Zylinderkopf 5 so konfiguriert ist, dass die Kolbenstange 3 durch den Zylinderkopf 5 eingeführt wird; das ringförmige Element 10, das am Zylinderkopf 5 befestigt ist, wobei das ringförmige Element 10 so konfiguriert ist, dass die Kolbenstange 3 durch das ringförmige Element 10 eingeführt wird; den in dem ringförmigen Element 10 ausgebildeten Durchgang 13, wobei der Durchgang 13 so konfiguriert ist, dass das Arbeitsöl von dem Spalt zwischen dem Außenumfang der Kolbenstange 3 und dem Innenumfang des Zylinderkopfes 5 zu dem Durchgang 13 geführt wird; und den Drucksensor 30, der so konfiguriert ist, dass er das durch den Durchgang 13 geführte Arbeitsöl erfasst, wobei das ringförmige Element 10 den Presspassabschnitt 14 aufweist, wobei der Presspassabschnitt 14 in die in dem Zylinderkopf 5 ausgebildete Ringnut 5c eingepresst ist.
  • Gemäß einer solchen Konfiguration ist es möglich, das ringförmige Element 10 am Zylinderkopf 5 zu befestigen, indem der Presspassabschnitt 14 des ringförmigen Elements 10 in die Ringnut 5c im Zylinderkopf 5 eingepresst wird. Daher ist es möglich, die Fluidleckage-Erfassungsvorrichtung 100 mit Leichtigkeit am Zylinderkopf 5 anzubringen.
  • Zusätzlich enthält der Hydraulikzylinder 1 die im Innenumfang des Zylinderkopfes 5 vorgesehene Hülse 7, wobei die Hülse 7 so konfiguriert ist, dass sie die Kolbenstange 3 frei verschiebbar abstützt.
  • Gemäß einer solchen Konfiguration kann die Kolbenstange 3 so gelagert werden, dass sie koaxial zum Zylinderkopf 5 liegt.
  • Darüber hinaus enthält der Hydraulikzylinder 1 ferner die Vielzahl von Schrauben 6, die aus dem Zylinderkopf 5 herausragen, wobei der Drucksensor 30 zwischen den Schrauben 6 angeordnet ist.
  • Gemäß einer solchen Konfiguration ist es möglich, Störungen zwischen den Schrauben 6 und dem Drucksensor 30 zu verhindern. Daher ist es möglich, den Drucksensor 30 in der Nähe des Zylinderkopfes 5 anzuordnen und den Hydraulikzylinder 1 zu verkleinern.
  • Obwohl zuvor die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben wurde, ist die obige Ausführungsform lediglich eine Veranschaulichung einer beispielhaften Anwendung der vorliegenden Erfindung und soll den technischen Umfang der vorliegenden Erfindung nicht auf die spezifische Konfiguration der obigen Ausführungsform beschränken.
  • In der oben genannten Ausführungsform ist ein Fall beschrieben worden, in dem die hin und her bewegende Fluiddruckvorrichtung der Hydraulikzylinder 1 ist. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf diese Konfiguration beschränkt, und die Fluidleckage-Erfassungsvorrichtung 100 kann für einen Stoßdämpfer usw. als hin- und hergehende Fluiddruckvorrichtung verwendet werden. Darüber hinaus ist das Arbeitsfluid nicht auf das Arbeitsöl beschränkt, und als Arbeitsfluid können z.B. Wasser und andere Flüssigkeiten verwendet werden.
  • Zusätzlich wurde in der zuvor erwähnten Ausführungsform ein Fall beschrieben, in dem das Dichtungselement die Nutringe 8 und 50 sind. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf diese Konfiguration beschränkt, und das Dichtungselement kann von beliebiger Art sein, solange es in komprimiertem Zustand zwischen der Kolbenstange 3 und dem Zylinderkopf 5 oder dem ringförmigen Element 10 so angeordnet ist, dass es den Austritt des Arbeitsöls verhindern kann. Das Dichtungselement kann z.B. ein O-Ring sein.
  • Darüber hinaus wurde in der oben erwähnten Ausführungsform ein Fall beschrieben, in dem der Drucksensor 30 der Detektor ist. Der Detektor kann ein Sensor sein, der die Leckage des Arbeitsöls feststellt, indem er eine Dehnungskraft der Nutdichtung 50 erfasst.
  • Darüber hinaus öffnet sich in der oben genannten Ausführungsform der Durchgang 13 an der Bodenfläche der Ringnut 12. Der Durchgang 13 kann so ausgebildet werden, dass er in einer Innenumfangsfläche des Presspassabschnitts 14 mündet, indem er sich durch den Presspassabschnitt 14 erstreckt. In der Konfiguration, in der der Durchgang 13 in der Bodenfläche der Ringnut 12 mündet, ist es möglich, den Abstand zwischen der Ringnut 12 und dem Presspassabschnitt 14 zu verringern, und somit ist es möglich, die Größe der Fluidleckage-Erfassungsvorrichtung 100 zu reduzieren.

Claims (8)

  1. Fluidleckage-Erfassungsvorrichtung (100) zum Erfassen einer Leckage von Arbeitsfluid aus einem Spalt zwischen einer Kolbenstange (3) und einem Zylinderkopf (5), wobei die Kolbenstange (3) aus einem Zylinderrohr (2) herausragt, der Zylinderkopf (5) auf dem Zylinderrohr (2) vorgesehen ist und der Zylinderkopf (5) so konfiguriert ist, dass die Kolbenstange (3) durch den Zylinderkopf (5) eingeführt wird, wobei die Fluidleckage-Erfassungsvorrichtung (100) umfasst: ein ringförmiges Element (10), das an dem Zylinderkopf (5) befestigt ist, wobei das ringförmige Element (10) so konfiguriert ist, dass die Kolbenstange (3) durch das ringförmige Element (10) einführbar ist; einen in dem ringförmigen Element (10) ausgebildeten Durchgang (13), wobei der Durchgang (13) so konfiguriert ist, dass das Arbeitsfluid aus einem Spalt zwischen einem Außenumfang der Kolbenstange (3) und einem Innenumfang des Zylinderkopfes (5) zu dem Durchgang (13) geführt wird; und einen Detektor (30), der so konfiguriert ist, dass er das durch den Durchgang (13) geführte Arbeitsfluid erfasst, wobei das ringförmige Element (10) einen Presspassabschnitt (14) aufweist, wobei der Presspassabschnitt (14) so konfiguriert ist, dass er in eine in dem Zylinderkopf (5) ausgebildete Ringnut (5c) eingepresst wird.
  2. Fluidleckage-Erfassungsvorrichtung (100) nach Anspruch 1, ferner umfassend: ein Dichtungselement (50), das in einem Innenumfang des ringförmigen Elements (10) vorgesehen ist, wobei das Dichtungselement (50) so konfiguriert ist, dass es einen Spalt zwischen dem Innenumfang des ringförmigen Elements (10) und dem Außenumfang der Kolbenstange (3) schließt, um das Arbeitsfluid zu dem Durchgang (13) durch den Spalt zwischen dem Außenumfang der Kolbenstange (3) und dem Innenumfang des Zylinderkopfes (5) zu leiten.
  3. Fluidleckage-Erfassungsvorrichtung (100) gemäß Anspruch 1, ferner umfassend: ein Überdruckventil (60), das mit dem Durchgang (13) in einer parallelen Weise in Bezug auf den Detektor (30) verbunden ist, wobei das Überdruckventil (60) so konfiguriert ist, dass es sich öffnet, wenn ein Druck in dem Durchgang (13) einen vorbestimmten Druck erreicht, wobei der vorbestimmte Druck niedriger ist als ein Druck des Arbeitsfluids zu einem Zeitpunkt, zu dem der Presspassabschnitt (14) durch das Arbeitsfluid aus der Ringnut (5c) herausgedrückt wird.
  4. Hin- und herbewegende Fluiddruckvorrichtung (1), umfassend: ein Zylinderrohr (2); eine Kolbenstange (3), die aus dem Zylinderrohr (2) herausragt; einen Zylinderkopf (5), der auf dem Zylinderrohr (2) vorgesehen ist, wobei der Zylinderkopf (5) so konfiguriert ist, dass die Kolbenstange (3) durch den Zylinderkopf (5) einführbar ist; ein ringförmiges Element (10), das an dem Zylinderkopf (5) befestigt ist, wobei das ringförmige Element (10) so konfiguriert ist, dass die Kolbenstange (3) durch das ringförmige Element (10) eingeführt wird; einen in dem ringförmigen Element (10) ausgebildeten Durchgang (13), wobei der Durchgang (13) so konfiguriert ist, dass das Arbeitsfluid aus einem Spalt zwischen einem Außenumfang der Kolbenstange (3) und einem Innenumfang des Zylinderkopfes (5) zu dem Durchgang (13) geführt wird; und einen Detektor (30), der so konfiguriert ist, dass er das durch den Durchgang (13) geführte Arbeitsfluid erfasst, wobei das ringförmige Element (10) einen Presspassabschnitt (14) aufweist, wobei der Presspassabschnitt (14) in eine in dem Zylinderkopf (5) ausgebildete Ringnut (5c) eingepresst ist.
  5. Hin- und herbewegende Fluiddruckvorrichtung (1) gemäß Anspruch 4, ferner umfassend: ein Lager (7), das am Innenumfang des Zylinderkopfes (5) vorgesehen ist, wobei das Lager (7) so konfiguriert ist, dass es die Kolbenstange (3) frei verschiebbar trägt.
  6. Hin- und herbewegende Fluiddruckvorrichtung (1) nach Anspruch 4, ferner umfassend: eine Vielzahl von Befestigungselementen (6), die aus dem Zylinderkopf (5) hervorstehen, wobei die Vielzahl von Befestigungselementen (6) so konfiguriert sind, dass sie den Zylinderkopf (5) an dem Zylinderrohr (2) befestigen, wobei der Detektor (30) zwischen der Vielzahl von Befestigungselementen (6) angeordnet ist.
  7. Fluidleckage-Erfassungsvorrichtung (100) gemäß Anspruch 1, wobei ein Außendurchmesser des Presspassabschnitts (14) bezogen auf einen Innendurchmesser der Ringnut (5c) in einem Zustand, bevor der Presspassabschnitt (14) in die Ringnut (5c) eingepresst wird, größer ist.
  8. Fluidleckage-Erfassungsvorrichtung (100) gemäß Anspruch 2, wobei das ringförmige Element (10) mit einer Dichtungsnut (12) ausgebildet ist, in der das Dichtungselement (50) angeordnet ist; die Dichtungsnut (12) eine Bodenfläche aufweist, zu der das Arbeitsfluid durch das Dichtungselement (50) geführt wird; und der Durchgang (13) in die Bodenfläche der Dichtungsnut (12) mündet.
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