DE19717652A1 - Zylindervorrichtung - Google Patents
ZylindervorrichtungInfo
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- Y10S277/00—Seal for a joint or juncture
- Y10S277/928—Seal including pressure relief or vent feature
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zylindervorrichtung,
die beispielsweise in einem Aufhängungssystem eines
Automobils eingebaut ist.
Beispiele für Zylindervorrichtungen, die in
Aufhängungssystemen von Automobilen eingebaut sind, sind
Hydraulikzylinder für die Steuerung der Fahrzeughöhe und
Hydraulikdämpfer für die Stoßabsorption.
Eine bekannte Zylindervorrichtung weist einen Zylinder mit
einer darin eingeschlossenen Hydraulikflüssigkeit; einen
Kolben, der in dem Zylinder gleitet; und eine Kolbenstange
auf, die mit ihrem einen Ende mit dem Kolben verbunden ist.
Der andere Endabschnitt der Kolbenstange steht von dem
Zylinder vor. Ein Dichtungsblock ist zwischen der
Kolbenstange und einem Ende des Zylinders vorgesehen.
Der Dichtungsblock weist eine Umfangsnut auf, die in dessen
Innenrand vorgesehen ist. Eine Dichtungsvorrichtung ist in
der Nut aufgenommen. Die Dichtungsvorrichtung weist die Form
einer Doppeldichtung auf, die einen Dichtungsring, der mit
der Kolbenstange in Eingriff steht, und einen O-Ring
aufweist, der dem Drücken des Dichtungsrings gegen die
Kolbenstange dient.
Diese Art von Zylindervorrichtung unterliegt dem Problem, daß
der O-Ring durch den Druck der Hydraulikflüssigkeit in dem
Zylinder verformt wird, und dies kann dazu führen, daß der
Dichtungsring mit der Kolbenstange derart stark in Eingriff
steht, daß die Kolbenstange nicht sanft gleiten kann.
Angesichts des obengenannten Problems, das bei der
herkömmlichen Zylindervorrichtung auftritt, liegt eine
Aufgabe der Erfindung darin, zu verhindern, daß sich der
Reibungswiderstand der Stangendichtung, die durch den O-Ring
gestützt wird, mehr als nötig erhöht wird.
Die vorliegende Erfindung wird auf eine Zylindervorrichtung
angewandt, bei der ein Kolben gleitbar in einen Zylinder mit
einer darin eingeschlossenen Hydraulikflüssigkeit eingepaßt
oder mit einer geeigneten Passung eingebaut ist. Eine
Kolbenstange ist an ihrem einen Ende mit dem Kolben
verbunden. Der andere Endabschnitt der Kolbenstange erstreckt
sich durch einen Dichtungsblock, der in einen offenen
Endabschnitt des Zylinders eingepaßt ist, nach außen,
gewissermaßen so weit wie die Außenseite des Zylinders. Der
Dichtungsblock hält eine Doppeldichtung, die eine
Stangendichtung, die in Gleitberührung mit der Kolbenstange
ist, und einen O-Ring aufweist, der die Stangendichtung
nachgiebig gegen die oder in Richtung der Kolbenstange
vorspannt. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist der
Dichtungsblock mit einem Vorsprung versehen, der sich
zwischen dem O-Ring und der Stangendichtung derart erstreckt,
daß ein Teil der auf die Stangendichtung von dem O-Ring
aufgebrachten Vorspannungskraft getragen wird. Der Vorsprung
ist an einer Seite des O-Rings und der Stangendichtung
vorgesehen, die von dem Kolben entfernt liegt. Diese Seite
weist eine ringförmige Seitenfläche, eine sogenannte erste
Seitenfläche auf, die senkrecht zu der Achse des Zylinders
ausgerichtet ist, und der näher an dem Kolben angeordneten,
sogenannten zweiten ringförmigen Seitenfläche gegenüberliegt.
Die Zylindervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann
ferner mit einer Öldichtung versehen sein. In diesem Fall
kann die Anordnung derart sein, daß die Doppeldichtung und
die Öldichtung in Reihe in der Axialrichtung des Zylinders
derart gehalten werden, daß eine zweistufige
Dichtungsstruktur ausgebildet wird, und die
Hydraulikflüssigkeit in einer Speicherkammer, die zwischen
der Doppeldichtung und der Öldichtung ausgebildet ist, wird
durch einen Hydraulikflüssigkeitsdurchgang abgelassen, der in
dem Dichtungsblock vorgesehen ist, und zwar zu einer
ringförmigen Kammer zwischen dem Zylinder und einem äußeren
Zylinder, der den Zylinder umgibt. Ein weiteres Merkmal der
vorliegenden Erfindung liegt darin, daß in dem
Hydraulikflüssigkeitsdurchgang eine Druckhalte-, -sperr
oder -stauvorrichtung vorgesehen ist, so daß der Druck in der
Speicherkammer ansteigt, wenn der Druck in dem Zylinder
ansteigt.
Fig. 1 ist eine Schnittansicht des Aufbaus eines
wesentlichen Teils einer
Hydraulikzylindervorrichtung gemäß einer ersten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Fig. 2 ist eine vergrößerte Schnittansicht des Bereichs A
gemäß Fig. 1.
Fig. 3 ist eine vergrößerte Schnittansicht des Bereichs B
gemäß Fig. 1.
Fig. 4 ist eine Graphik zur Darstellung einer Beziehung
zwischen dem Druck in der Speicherkammer und dem
Reibungswiderstand einer Öldichtung.
Fig. 5 ist eine Schnittansicht des Aufbaus eines
wesentlichen Teils einer
Hydraulikzylindervorrichtung gemäß einer zweiten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Fig. 6 ist eine Schnittansicht eines Abschnitts einer
Stangendichtung gemäß einer weiteren
Ausführungsform.
Fig. 7 ist eine Schnittansicht des gesamten Aufbaus einer
allgemeinen Hydraulikzylindervorrichtung.
Fig. 8 ist eine Schnittansicht eines herkömmlichen
Dichtungsaufbaus.
Fig. 9 ist eine vergrößerte Schnittansicht des Bereichs C
gemäß Fig. 8.
Vor der Beschreibung von Ausführungsbeispielen der
vorliegenden Erfindung wird zur Erleichterung des
Verständnisses der vorliegenden Erfindung ein Beispiel gemäß
dem Stand der Technik beschrieben.
Fig. 7 zeigt eine Hydraulikzylindervorrichtung, die an einer
Aufhängungssteuereinrichtung angebracht ist, welche die
Fahrzeughöhe steuert. Die Hydraulikzylindervorrichtung weist
einen Zylinder 1 mit einer darin eingeschlossenen
Hydraulikflüssigkeit auf. Ein Kolben 2 ist gleitbar in den
Zylinder 1 eingepaßt. Eine Kolbenstange 3 ist an ihrem einen
Ende mit dem Kolben 2 verbunden. Eine Dichtungsvorrichtung 4
(die nachfolgend beschrieben wird) ist an einen offenen
Endabschnitt des Zylinders 1 angebracht. Der andere
Endabschnitt der Kolbenstange 3 erstreckt sich fluiddicht
durch die Dichtungsvorrichtung 4 soweit wie die Außenseite
des Zylinders 1. Der Zylinder 1 ist in einem äußeren Zylinder
5 aufgenommen, von dem ein Ende geschlossen ist. Ein Raum
zwischen dem Zylinder 1 und dem äußeren Zylinder 5 ist durch
die Dichtungsvorrichtung 4 derart verschlossen, daß für eine
Drainagekammer (eine ringförmige Kammer) 6 gesorgt wird. Der
Kolben 2 ist mit Hydraulikflüssigkeitsdurchgängen 7 zur
Schaffung einer Verbindung zwischen einem Paar einer oberen
und einer unteren Kammer versehen, die in dem Zylinder 1
durch den Kolben 2 festgelegt sind. Der Kolben 2 ist ferner
mit Tellerventilen 8 versehen, die durch Steuerung des
Flusses von Hydraulikflüssigkeit durch die
Hydraulikflüssigkeitsdurchgänge 7 eine Dämpfungskraft
erzeugen. Die Kolbenstange 3 ist darin mit einem
Hydraulikflüssigkeitsdurchgang 9 zur Zuführung und zum
Ablassen der Hydraulikflüssigkeit in und aus dem Zylinder 1
versehen. Der andere Endabschnitt der Kolbenstange 3 ist über
eine Verbindungsmuffe 10 mit einer
Hydraulikflüssigkeitszuführung und einer Ablaßvorrichtung 11
sowie mit einem Sammler 12 als einem Federelement und einem
Dämpfungskraft-Steuerungsventil 13 als einem Dämpfungselement
verbunden. Es sollte angemerkt werden, daß die Referenznummer
14 eine Schutzabdeckung bezeichnet, die an der Kolbenstange 3
an einer Stelle außerhalb des Zylinders 1 angebracht ist.
Bei der oben beschriebenen Hydraulikzylindervorrichtung wird
die Hydraulikflüssigkeit durch die Hydraulikflüssigkeits-
Zuführ- und -ablaßvorrichtung 11 durch den
Hydraulikflüssigkeitsdurchgang 9 in den Zylinder 1 zugeführt
und von diesem abgelassen. Als Antwort auf die Zuführung und
das Ablassen der Hydraulikflüssigkeit verändert sich das
Ausmaß der Erstreckung der Kolbenstange 3, und somit wird die
Fahrzeughöhe gesteuert. Ferner verändert sich durch das
Dämpfungskraft-Steuerungsventil 13 der Strömungswiderstand
der Hydraulikflüssigkeit, die zwischen dem Zylinder 1 und dem
Sammler 12 als Antwort auf die Ausdehnung und das
Zusammenziehen der Kolbenstange fließt, um dadurch die
Dämpfungskraft zu steuern.
Wie in den Fig. 8 und 9 gezeigt ist, weist die
Dichtungsvorrichtung 4 einen Dichtungsblock 17 auf, der eine
Stangenführung 15 aufweist, die sowohl an den Zylinder 1 als
auch an den äußeren Zylinder 5 angebracht ist, so daß die
Kolbenstange 3 gleitbar geführt wird. Der Dichtungsblock 17
weist ferner einen Verriegelungsring 16 auf, der mit dem
äußeren Zylinder 5 derart in Eingriff steht, daß auf die
Stangenführung 15 von oberhalb derselben gedrückt wird. Die
Stangenführung 15 hält eine Doppeldichtung 20. Die
Doppeldichtung 20 weist eine Stangendichtung 18, die sich in
Gleitberührung mit der Kolbenstange 3 befindet, und einen
O-Ring 19 auf, der die Stangendichtung 18 in Richtung der
Kolbenstange 3 elastisch vorspannt (diese stützt). Der
Verriegelungsring 16 hält eine Öldichtung 21.
Die Stangendichtung 18, welche die Doppeldichtung 20
darstellt, ist aus einem Material gebildet, das hervorragende
Gleiteigenschaften aufweist, weil die Gleiteigenschaften als
wichtig angesehen werden, und ein geringer
Flüssigkeitsausfluß tritt im Bereich der Gleitberührung
zwischen der Stangendichtung 18 und der Kolbenstange 3 auf,
wenn der Hydraulikdruck in der Zylinderkammer 1a ansteigt.
Andererseits ist die Öldichtung 21 aus einem Gummimaterial
mit hervorragenden Dichtungseigenschaften gebildet, so daß
die Hydraulikflüssigkeit (Ausflußflüssigkeit, die von dem
Bereich zwischen der Stangendichtung 18 und der Kolbenstange
ausfließt) daran gehindert wird, daß sie zu der Außenseite
der Öldichtung 21 ausfließt. Die Hydraulikflüssigkeit, die
somit daran gehindert wird, zu der Außenseite auszufließen,
wird vorübergehend in einer Speicherkammer 22 gespeichert,
die zwischen der Doppeldichtung 20 und der Öldichtung 21
ausgebildet ist, und dann durch einen
Hydraulikflüssigkeitsdurchgang 23, der in der Stangenführung
15 vorgesehen ist, in die Drainagekammer 6 abgelassen.
Bei der vorangehend beschriebenen herkömmlichen
Hydraulikzylindervorrichtung wird der O-Ring 19, wenn der
Hydraulikdruck in der Zylinderkammer 1a über ein bestimmtes
Niveau steigt, nach oben geschoben, und wird somit durch
einen Druckunterschied ΔP zwischen der Zylinderkammer 1a und
der Speicherkammer 22 zusammengedrückt, was dazu führt, daß
die Stangendichtung 18 stark gegen die Kolbenstange 3
gedrückt wird. Im Ergebnis steigt der Reibungswiderstand der
Stangendichtung 18, wodurch verhindert wird, daß die
Kolbenstange 3 sich sanft ausdehnt und zusammenzieht, und
wodurch die Laufeigenschaften verschlechtert werden. Darüber
hinaus erhöht sich der Abrieb der Stangendichtung 18 und der
Flüssigkeitsausfluß erhöht sich entsprechend.
Bei hydraulischen Stoßdämpfern wird ebenso regelmäßig die
Doppeldichtung 20 mit der Stangendichtung 18 und dem O-Ring
19 eingebaut, und es entstehen ähnliche Probleme. Jedoch ist
im Fall von hydraulischen Stoßdämpfern die ringförmige Kammer
6 um den Zylinder 1 als ein Speicher vorgesehen.
Nachfolgend werden einzelne Ausführungsformen der
vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten
Zeichnungen beschrieben.
Die Fig. 1 bis 3 zeigen eine erste Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung. Bei der nachfolgenden Ausführungsform
sind Verbesserungen an der Dichtungsvorrichtung 4 der
vorangehend beschriebenen Hydraulikzylindervorrichtung
durchgeführt, die in einer Aufhängungssteuereinrichtung
eingebaut ist, und die Gesamtstruktur der Ausführungsform
entspricht der in Fig. 7 gezeigten. Deshalb ist nur ein
wesentlicher Teil der Ausführungsform in den Zeichnungen
gezeigt, und die gleichen Elemente oder Abschnitte sind mit
den gleichen Referenznummern bezeichnet. Bei der ersten
Ausführungsform weist die Stangenführung 15, die einen
Dichtungsblock 17 der Dichtungsvorrichtung 4 bildet, einen
Führungskörper 30, der an einer Seite der Stangenführung 15
angeordnet ist, die zu dem Zylinder 1 näher liegt, und ein
Abdeckelement 31 auf, das an einem Ende der Stangenführung 15
angeordnet ist, das näher zu dem Verriegelungsring 16 liegt.
Der Führungskörper 30 weist einen Abschnitt 30a mit kleinem
Durchmesser mit einem vergleichsweise kleinen
Außendurchmesser und einen Abschnitt mit großem Durchmesser
mit einem vergleichsweise großen Außendurchmesser auf. Der
Abschnitt 30a mit kleinem Durchmesser ist an dem Zylinder 1
mit einem dazwischen angeordneten Dichtungselement 32
angebracht, und der Abschnitt 30b mit großen Durchmesser ist
an den äußeren Zylinder 5 mit einem dazwischen angeordneten
Dichtungselement 33 angebracht, wodurch die jeweiligen
offenen Enden der Zylinderkammer 1a und der Drainagekammer 6
flüssigkeitsdicht verschlossen werden. Das Abdeckelement 31
ist an die obere Fläche des Führungskörpers 30 durch
Schrauben des Verriegelungsrings 16 in den äußeren Zylinder 5
eingepaßt. In diesem Zustand ist eine ringförmige Nut 34
(vgl. Fig. 2) zwischen dem Abdeckelement 31 und dem
Führungskörper 30 derart ausgebildet, daß die Doppeldichtung
20 aufgenommen wird, welche die Stangendichtung 18 und den
O-Ring 19 aufweist. Es sollte angemerkt werden, daß eine
Hülse 35 an den Innenumfang des Führungskörpers 30 angepaßt
ist, und daß sich die Kolbenstange 3, die sich von dem Kolben
2 (vgl. Fig. 7) in den Zylinder 1 erstreckt, über die Hülse
35 indirekt in Gleitberührung mit dem Führungskörper 30
befindet.
Wie in Fig. 3 deutlich zu erkennen ist, ist eine ringförmige
Nut 36 in der Außenrandfläche des Abschnitts 30b mit großem
Durchmesser des Führungskörpers 30 ausgebildet. Die
ringförmige Nut 36 steht mit der Drainagekammer 6 als eine
ringförmige Kammer durch eine axiale Nut 37 in Verbindung,
die in der Außenrandfläche des Führungskörpers 30 vorgesehen
ist. Darüber hinaus steht die ringförmige Nut 36 mit der
oberen Fläche des Führungskörpers 30 über eine Radialöffnung
38a und eine Axialöffnung 38b in Verbindung, die in dem
Führungskörper 30 (vgl. Fig. 3) vorgesehen sind. Andererseits
ist eine Reihe von Nuten 39 in der oberen, der unteren und
der Außenrandfläche des Abdeckelements 31 ausgebildet. Die
Reihen von Nuten 39 sind an ihrem einen Ende mit der axialen
Öffnung 38b des Führungskörpers 30 und an ihrem anderen Ende
mit der Speicherkammer 22 verbunden. Die ringförmige Nut 36,
die axiale Nut 37, die radiale Öffnung 38a und die axiale
Öffnung 38b, die in dem Führungskörper 30 vorgesehen sind,
und die Nuten 39 des Abdeckelements 31 stellen einen
Hydraulikflüssigkeitsdurchgang 40 zur Schaffung einer
Verbindung zwischen der Speicherkammer 22 und der
Drainagekammer 6 dar.
Ein Absperr- oder Rückschlagventil 41 als eine
Druckhaltevorrichtung ist an der Unterseite der ringförmigen
Nut 36 des Führungskörpers 30 vorgesehen. Wie in Fig. 3 klar
zu erkennen, weist das Absperrventil 41 einen Ventilsitz 42,
der an dem offenen Endabschnitt der radialen Öffnung 38a
ausgebildet ist; eine Kugel 43, die wahlweise auf dem
Ventilsitz 42 aufliegt und von diesem getrennt ist; und ein
nachgiebiges Band 44 auf, das normalerweise die Kugel 43 in
der Richtung vorspannt, in der die Kugel 43 auf dem
Ventilsitz 42 aufliegt. Das nachgiebige Band 44 ist aus
elastischem Material, beispielsweise Gummi. D.h. das
Absperrventil 41 wird normalerweise derart betätigt, daß der
Hydraulikflüssigkeitsdurchgang 40 geschlossen wird, wodurch
ein vorbestimmter Hydraulikdruck in der Speicherkammer 22
aufrechterhalten wird.
Wie in Fig. 2 deutlich gezeigt ist, weist die Stangendichtung
18, welche die Doppeldichtung 20 bildet, die durch die
Stangenführung 15 gehalten wird, einen gestuften Abschnitt 45
oder einen Stufenabschnitt auf, der an dem unteren Abschnitt
(näher bei der Zylinderkammer 1a) der Innenrandfläche der
Stangendichtung 18 ausgebildet ist. Die Stangendichtung 18
weist ferner einen gestuften Abschnitt 46 auf, der an dem
oberen Abschnitt (näher bei der Speicherkammer 22) der
Außenrandfläche der Stangendichtung 18 ausgebildet ist.
Andererseits weist der Führungskörper 30, der die
Stangenführung 15 bildet, einen Vorsprung 47 auf, der an dem
Innenrandabschnitt desselben vorgesehen ist. Der Vorsprung 47
ist in den gestuften Abschnitt 45 einpaßbar. Das
Abdeckelement 31, das ebenso die Stangenführung 15 bildet,
weist einen Vorsprung 48 auf, der an seiner unteren Fläche
vorgesehen ist. Der Vorsprung 48 ist mit dem gestuften
Abschnitt 46 zusammenpaßbar. Es sollte angemerkt werden, daß
die Innenrandfläche der Stangendichtung 18 mit mehreren
ringförmigen Nuten 49 versehen ist, was der Erreichung eines
Zurückhaltens eines Ölfilms durch den sogenannten
Labyrintheffekt dient. Das Vorsehen der ringförmigen Nuten 49
ermöglicht, daß der Reibungswiderstand verringert wird. Der
proximale Abschnitt des Vorsprungs 47, der an dem
Führungskörper 30 vorgesehen ist, ist mit einem
Verbindungsdurchgang 50 versehen, der die Strömung von
Hydraulikflüssigkeit zwischen der ringförmigen Nut 34 und der
Innenrandseite des Führungskörpers 30 herstellt.
Bei der Hydraulikzylindervorrichtung, die wie oben
beschrieben aufgebaut ist, tritt, wenn der Druck in der
Zylinderkammer 1a als Antwort auf die Zuführung von
Hydraulikflüssigkeit in den Zylinder 1 durch die Vorrichtung
11 zur Zuführung und zum Ablassen von Hydraulikflüssigkeit
(vgl. Fig. 7) ansteigt, ein Flüssigkeitsausfluß infolge eines
kleinen Zwischenraums zwischen der Stangendichtung 18 und der
Kolbenstange 3 auf. Zu diesem Zeitpunkt wurde der
Hydraulikflüssigkeitsdurchgang 40, der für eine Verbindung
zwischen der Speicherkammer 22 innerhalb der Öldichtung 21
und der Drainagekammer 6 sorgt, durch das Absperrventil 41
geschlossen. Deshalb wird die Ausflußflüssigkeit allmählich
in der Speicherkammer 22 gesammelt, und der Druck in der
Speicherkammer 22 erhöht sich allmählich. Folglich wird sich
der Druckunterschied ΔP zwischen der Zylinderkammer 1a und
der Speicherkammer 22 nicht beträchtlich erhöhen, und der
O-Ring 19, der die Stangendichtung 18 stützt, wird nicht
stark zusammengedrückt. Demzufolge besteht keine Möglichkeit,
daß die Stangendichtung 18 stark gegen die Kolbenstange 3
gedrückt wird. Mit anderen Worten wird eine Erhöhung des
Reibungswiderstandes der Stangendichtung 18 wirkungsvoll
unterdrückt, und eine sanfte Ausdehn- oder Ausführ- und
Zusammenziehbewegung der Kolbenstange 3 wird sichergestellt.
Bei den beschriebenen Bedingungen erhöht sich, wenn der Druck
in der Zylinderkammer 1a vorübergehend durch den Einfluß
einer auf die Hydraulikzylindervorrichtung aufgebrachten
Belastung erhöht wird, der Druckunterschied ΔP zwischen der
Zylinderkammer 1a und der Speicherkammer 22 zeitweise.
Folglich wird, wie gezeigt in Fig. 2, der O-Ring 19 in der
ringförmigen Nut 34 zwischen dem Führungskörper 30, dem
Abdeckelement 31 und der Stangendichtung 18 stark
zusammengedrückt, was dazu führt, daß die Stangendichtung 18
stark gegen die Kolbenstange 3 gedrückt wird. Zu diesem
Zeitpunkt trägt der Vorsprung 48, der an dem Abdeckelement 31
vorgesehen ist, einen Teil der Druckkraft, die auf die
Stangendichtung 18 aufgebracht wird. Im Ergebnis besteht
keine Wahrscheinlichkeit, daß die Stangendichtung 18 stark
gegen die Kolbenstange 3 gedrückt wird. Demzufolge kann eine
Erhöhung des Reibungswiderstandes unterdrückt werden, und
eine sanfte Ausfahr- und Zusammenziehbewegung der
Kolbenstange 3 wird sichergestellt.
Währenddessen erhöht sich, wenn die Menge von
Hydraulikflüssigkeit, die aus dem Zwischenraum zwischen der
Stangendichtung 18 und der Kolbenstange 3 ausfließt, mehr
wird, der Druck in der Speicherkammer 22 entsprechend.
Folglich kann es passieren, daß der Druckunterschied ΔP nach
und nach umgekehrt wird. Wenn sich der umgekehrte
Druckunterschied (- ΔP) zeitweise erhöht, wird der O-Ring 19
in der ringförmigen Nut 34 nach unten gedrückt und stark
zwischen dem Führungskörper 30 und der Stangendichtung 18
zusammengedrückt, was dazu führt, daß die Stangendichtung 18
stark gegen die Kolbenstange 3 gedrückt wird. Zu diesem
Zeitpunkt trägt der Vorsprung 47, der an dem Führungskörper
30 vorgesehen ist, einen Teil der auf die Stangendichtung 18
aufgebrachten Druckkraft. Im Ergebnis besteht keine
Wahrscheinlichkeit, daß die Stangendichtung 18 stark gegen
die Kolbenstange 3 gedrückt wird. Demzufolge kann eine
Erhöhung des Reibungswiderstandes unterdrückt werden, und
eine sanfte Ausfahr- und Zusammenziehbewegung der
Kolbenstange 3 wird wie bei dem oben beschriebenen Fall
sichergestellt. Es sollte angemerkt werden, daß zu diesem
Zeitpunkt die Stangendichtung 18 in nahe Berührung mit dem
Vorsprung 47 kommt, jedoch kehrt der O-Ring 19, da der
Verbindungsdurchgang 50 die Strömung von Hydraulikflüssigkeit
in und aus der ringförmigen Nut 34 sicherstellt, zu der
ursprünglichen oberen Stellung zurück, wenn sich die
umgekehrte Druckdifferenz verringert.
Nachfolgend, wenn sich die Menge der ausgeflossenen
Flüssigkeit erhöht, erhöht sich der Druck in der
Speicherkammer 22 weiter, was zu einem Öffnen des
Absperrventils 41 führt. Folglich wird die
Hydraulikflüssigkeit in der Speicherkammer 22 durch den
Hydraulikflüssigkeitsdurchgang 40 in die Drainagekammer 6
abgelassen. Somit wird die umgekehrte Druckdifferenz (- ΔP)
nicht höher als das erforderliche Niveau. Mit anderen Worten
wird die Kraft, mit welcher der O-Ring 19 die Stangendichtung
18 gegen die Kolbenstange 3 drückt, wirkungsvoll gesteuert,
und somit kann eine Erhöhung des Reibungswiderstandes
unterdrückt werden. Demzufolge kann, wenn der
Ventilöffnungsdruck für das Absperrventil 31 vorher in
geeigneter Weise eingestellt wird, die Druckdifferenz ΔP
zwischen der Zylinderkammer 1a und der Speicherkammer 22 oder
die umgekehrte Druckdifferenz (- ΔP) innerhalb eines
vorbestimmten Bereichs gesteuert werden, und es ist möglich,
eine Erhöhung des Reibungswiderstandes der Stangendichtung 18
zu unterdrücken. Es sollte jedoch angemerkt werden, daß der
Druck in der Speicherkammer 22 und der Reibungswiderstand der
Öldichtung 21 miteinander in Beziehung stehen, wie in Fig. 4
gezeigt ist, und zwar derart, daß der Reibungswiderstand der
Öldichtung 21 schnell ansteigt, nachdem der Druck in der
Speicherkammer 22 etwa 2 kgf/cm² (etwa 196 PA) übersteigt.
Deshalb ist es erwünscht, daß der Ventilöffnungsdruck für das
Absperrventil 41 auf einen geeigneten Wert und nicht mehr als
2 kgf/cm² eingestellt wird.
Fig. 5 zeigt eine zweite Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung. Das besondere Merkmal der zweiten Ausführungsform
liegt darin, daß das Absperrventil 41 bei der ersten
Ausführungsform entfernt ist, und daß die axiale Öffnung 38b,
die in dem Führungskörper 30 vorgesehen ist, mit der
Drainagekammer 6 durch eine Öffnung 51 als eine
Druckhaltevorrichtung in Verbindung steht. Gemäß der zweiten
Ausführungsform hält die Öffnung 51 den Hydraulikdruck in der
Speicherkammer 22. Somit wird sich die Druckdifferenz ΔP
zwischen der Zylinderkammer 1a und der Speicherkammer 22
nicht beträchtlich erhöhen, und der O-Ring 19 wird wie in dem
vorangehend beschriebenen Fall nicht stark zusammengedrückt.
Folglich besteht keine Möglichkeit, daß die Stangendichtung
18 stark gegen die Kolbenstange 3 gedrückt wird. Jedoch kann
die Öffnung 51 den Druck in der Speicherkammer 22 nicht
allmählich so hoch wie das Absperrventil 41 erhöhen. Deshalb
gibt es eine Grenze für die Möglichkeit der Verringerung des
Druckunterschieds ΔP. Deshalb kann vermehrt der Fall
auftreten, daß sich der Druckunterschied infolge eines
Druckanstiegs in der Zylinderkammer 1a erhöht. Jedoch trägt
im wesentlichen der Vorsprung 48 (vgl. Fig. 2), der an dem
Abdeckelement 31 vorgesehen ist, die Druckkraft von dem
O-Ring 19. Deshalb kann eine Erhöhung des
Reibungswiderstandes der Stangendichtung 18 unterdrückt
werden.
Es sollte angemerkt werden, daß keine merkliche Erhöhung oder
praktisch keine Erhöhung des Drucks in der Speicherkammer 22
bei einer Anordnung auftritt, bei welcher der
Hydraulikflüssigkeitsdurchgang 40 mit der Öffnung 51 versehen
ist, wie bei der zweiten Ausführungsform, oder bei einer
Anordnung, bei der die Öffnung 51 weggelassen wird, und der
Hydraulikflüssigkeitsdurchgang 40 vollständig geöffnet ist.
Deshalb genügt es bei einer derartigen Anordnung, nur eine
Erhöhung der Druckdifferenz ΔP infolge eines Druckanstiegs in
der Zylinderkammer 1a zu betrachten. In diesem Fall kann die
Anordnung derart sein, daß, wie gezeigt in Fig. 6, der
Vorsprung 47 (vgl. Fig. 2) an dem Führungskörper 30
weggelassen wird, und daß nur der Vorsprung 48 an dem
Abdeckelement 31 vorgesehen ist.
Wie vorangehend ausführlich beschrieben wurde, ist die
Zylindervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung derart
gestaltet, daß die Stangendichtung daran gehindert wird, daß
sie durch den O-Ring stark gegen die Kolbenstange gedrückt
wird. Deshalb wird der Reibungswiderstand der Stangendichtung
daran gehindert, daß er sich mehr als erforderlich erhöht,
und somit kann eine sanfte Ausfahr- und Zusammenziehbewegung
der Kolbenstange sichergestellt werden. Darüber hinaus wird
der Abrieb der Stangendichtung minimiert, und eine
Verschlechterung der Abdichteigenschaften wird verhindert.
Claims (6)
1. Zylindervorrichtung mit einem Zylinder (1) mit einer
darin eingeschlossenen Hydraulikflüssigkeit; einem
Kolben (2), der gleitbar in den Zylinder (1) eingepaßt
ist; einer Kolbenstange (3), die an einem Ende mit dem
Kolben (2) verbunden ist, wobei sich der andere
Endabschnitt der Kolbenstange (3) durch einen
Dichtungsblock (17), der in einen offenen Endabschnitt
des Zylinders (1) eingepaßt ist, zu der Außenseite des
Zylinders (1) erstreckt; und einer Doppeldichtung (20),
die in einer Nut (34) vorgesehen ist, die an einer Seite
des Dichtungsblocks (17) vorgesehen ist, die zu der
Kolbenstange (3) gerichtet ist, wobei die Doppeldichtung
(20) eine Stangendichtung (18), die sich in
Gleitberührung mit der Kolbenstange (3) befindet, und
einen O-Ring (19) aufweist, der die Stangendichtung (18)
nachgiebig in Richtung der Kolbenstange (3) vorspannt,
wobei die Nut (34) eine erste Seitenfläche an einer
Seite, die von dem Kolben (2) entfernt liegt, und eine
zweite Seitenfläche an einer Seite aufweist, die näher
an dem Kolben (2) liegt; wobei sowohl die
Stangendichtung (18) als auch der O-Ring (19) einen
ersten Endabschnitt aufweist, der durch die erste
Seitenfläche der Nut (34) gestützt wird; und wobei die
erste Seitenfläche mit einem Vorsprung (48) versehen
ist, der sich in Richtung der zweiten Seitenfläche der
Nut (34) zwischen der Stangendichtung (18) und dem
O-Ring (19) derart erstreckt, daß ein Teil der von dem
O-Ring (19) auf die Stangendichtung (18) aufgebrachten
Vorspannungskraft aufgenommen wird.
2. Zylindervorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
die zweite Seitenfläche der Nut (34) mit einem zweiten
Vorsprung (47) versehen ist, der sich in Richtung der
ersten Seitenfläche erstreckt, wobei der zweite
Vorsprung (47) mit der Stangendichtung derart in
Eingriff bringbar ist, daß ein Teil der durch den O-Ring
(19) auf die Stangendichtung (18) aufgebrachten
Vorspannungskraft aufgenommen wird.
3. Zylindervorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
der zweite Vorsprung (47) mit einem Verbindungsdurchgang
(50) versehen ist, der für eine Verbindung zwischen dem
Zylinder (1) und der in dem Dichtungsblock (17)
vorgesehenen Nut (34) sorgt.
4. Zylindervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß
eine Öldichtung (21) an einer Seite der Doppeldichtung
(20) vorgesehen ist, die von dem Kolben (2) entfernt
liegt, so daß eine zweistufige Dichtungsstruktur
ausgebildet wird, und wobei eine Hydraulikflüssigkeit in
einer Speicherkammer (22), die zwischen der
Doppeldichtung (20) und der Öldichtung (21) vorgesehen
ist, durch einen Hydraulikflüssigkeitsdurchgang
abgelassen wird, der in dem Dichtungsblock (17)
vorgesehen ist, und zwar zu einer ringförmigen Kammer
zwischen dem Zylinder (1) und einem äußeren Zylinder
(5), der den Zylinder (1) umgibt, und wobei eine
Druckhalteeinrichtung in dem
Hydraulikflüssigkeitsdurchgang derart vorgesehen ist,
daß ein Druck in der Speicherkammer (22) steigt, wenn
ein Druck in dem Zylinder (1) ansteigt.
5. Zylindervorrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Druckhalteeinrichtung ein Absperrventil (41) ist,
das eine Strömung von Hydraulikflüssigkeit von der
Speicherkammer (22) zu der ringförmigen Kammer
ermöglicht, wobei das Absperrventil (41) derart
angeordnet ist, daß es öffnet, wenn der Druck in der
Speicherkammer (22) ein vorbestimmtes Niveau erreicht.
6. Zylindervorrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Druckhalteeinrichtung eine Öffnung (51) ist, die auf
eine Strömung von Hydraulikflüssigkeit von der
Speicherkammer (22) zu der ringförmigen Kammer einen
Widerstand aufbringt.
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