DE69822381T2

DE69822381T2 - Kolbenring für Dämpfungselemente

Info

Publication number: DE69822381T2
Application number: DE69822381T
Authority: DE
Inventors: Seiji Iwata-shi Sawai
Original assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Current assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Priority date: 1997-08-08
Filing date: 1998-08-06
Publication date: 2004-07-29
Anticipated expiration: 2018-08-07
Also published as: US6176492B1; DE69822381D1; EP0896174B1; EP0896174A2; EP0896174A3; JPH1163225A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kolbenringanordnung mit einem Kolbenring zum Anordnen in einer Nut eines Kolbens, wobei der Kolbenring eine äußere Oberfläche hat, um entlang einer Oberfläche in abdichtender Anordnung zu gleiten, und eine inneren Oberfläche zum Anordnen in der Nut, einen elastischen Ring zur abdichtenden Anordnung zwischen der inneren Oberfläche und den Kolben, wobei der elastische Ring angeordnet ist, um einen oberen Abschnitt der inneren Oberfläche von einem unteren Abschnitt der inneren Oberfläche zu trennen. Überdies betrifft die Anmeldung einen Stoßdämpfer.
Ein Stoßdämpfer (Puffer), der zusammen mit einer Schraubenfeder die Schwingung eines Fahrzeuges etc. absorbiert oder dämpft, besitzt einen Zylinder und einen Kolben, der sich in dem Zylinder gleitbar bewegt. Das Vorderende der Kolbenstange, das aus dem Zylinder vorsteht, ist mit der Schraubenfeder verbunden, und der Kolben ist mit der Schraubenfeder über die Kolbenstange verbunden. Der Innenraum des Zylinders ist mit z. B. Öl gefüllt, und, die Bewegung des Kolbens in diesem Öl begleitend, geht dieses Öl durch eine Öffnung, die in dem Kolben geschaffen ist, mit dem Ergebnis, dass die Bewegung des Kolbens in dem Zylindergesteuert und durch den Widerstand in diesem Öldurchgang verlangsamt wird. Somit wird die Schwingung der Schraubenfeder durch diese Steuerung der Kolbenbewegung gedämpft.
16 ist eine Teilschnittdarstellung eines herkömmlichen Kolbens. Wie in dieser 16 gezeigt, ist ein Kolbenring 3, der in Gleitkontakt mit der Innenwand 2a eines Zylinders 2 ist und der die Leckage des Öls verhindert, an einen Kolben 1 eingesetzt. Dieser Kolbenring 3 ist in einer streifenförmigen Nut 4 eingesetzt, die an der äußeren Umfangsoberfläche des Kolbens 1 verlaufend gebildet ist, und die eigene Elastizitätskraft, die wirkt, um eine Ausdehnung nach außen zu veranlassen, presst den Ring gegen die Innenwand 2a des Zylinders 2. Somit ist die äußere Oberflächenseite des Kolbenrings 3 in engem Kontakt mit der Innenwand 2a des Zylinders 2 and an seiner Innenseitenwand ist ein leichter Spalt zwischen ihm und der Bodenoberfläche der Nut 4 gebildet. An der Rückseite des Kolbenrings 3 ist ein O-Ring 6, um eine Leckage von Öl aus der inneren Oberfläche des Ringes zu verhindern, in die Nut 5, die in die Bodenoberfläche der streifenförmigen Nut gebildet ist, eingesetzt.
Der Kolbenring 3, der sich zusammen mit dem Kolben 1 entlang der Innenwand 2a in dem Öl, das in den Zylinder hinein gefüllt wurde, bewegt, wird durch den Öldruck in die Richtung, die zu der Richtung dieser Bewegung entgegengesetzt ist (siehe den Pfeil), gedrückt und wird in einen Zustand gebracht, in dem es die Innenseite der einen Seitenwand der streifenförmigen Nut 4 berührt. Somit wird der Kolbenring 3 durch die hin- und hergehende Bewegung des Kolbens 1 alternierend gegen die Seitenwände auf den gegenüberliegenden Seiten der streifenförmigen Nut 4 gedrückt, ein Spalt wird zwischen ihm und der Seitenwand, die auf der gegenüberliegenden Seite zu der berührten Seite ist, gebildet, und das Öl strömt in diesen Spalt hinein. Dieses Öl ist ein Öl, das auf der Seite in die Richtung ist, in die sich der Kolben 1 bewegt, und es steht unter hohem Druck.
Jedoch ist der Spalt auf der Seitenoberfläche des Kolbenrings, in den dieses Hochdrucköl eintritt, mit dem Spalt an der hinteren Oberfläche des Kolbenrings 3 in Verbindung, und so dringt Öl in den Spalt der Rückseite von dem Spalt auf der Seitenoberfläche des Kolbenrings ein. Dieses Hochdrucköl, das an der hinteren Ringoberfläche eingedrungen ist, wirkt von der Innenseite des Kolbenrings 3, um den Ring 3 weiter gegen die Innenwand 2a des Zylinders 2 zu drücken. Demzufolge erhöht sich die Reibungskraft zwischen dem Kolbenring 3 und der Innenwand 2a des Zylinders 2, um so ein Hindernis gegenüber der glatten Bewegung des Kolbens 1, der sich hin- und hergehend in dem Zylinder 2 bewegt, zu bilden.
Die DE-A-30 08 707 zeigt eine Kolbenanordnung mit einem Kolbenring zur Anordnung in einer Nut eines Kolbens, wobei der Kolbenring eine äußere Oberfläche zum Entlanggleiten einer Oberfläche in abgedichteter Anordnung, und eine inneren Oberfläche zur Anordnung in der Nut, hat. Ein elastischer Ring zur abgedichteten Anordnung ist zwischen der inneren Oberfläche und dem Kolben vorgesehen. Der Kolbenring ist mit Verbindungsmitteln versehen, die den oberen Abschnitt der inneren Oberfläche mit einem ersten Abschnitt auf der äußeren Oberfläche verbinden.
Die vorliegende Erfindung ist aus der Überlegung des oben beschriebenen Standes der Technik vorgenommen worden, und es ist ein Ziel eine Kolbenringanordnung zu schaffen, die gestattet, die Reibungskraft zwischen einem Kolbenring und einer Gleitoberfläche sehr genau zu steuern.
Um das vorgenannte Ziel zu erreichen sieht die vorliegende Erfindung eine Kolbenringanordnung vor, wobei der Kolbenring mit Verbindungsmitteln versehen ist, die den oberen Abschnitt der inneren Oberfläche mit einer kreisförmigen Nut (30) des ersten Abschnittes auf der äußeren Oberfläche verbindet und die den unteren Abschnitt der inneren Oberfläche mit einer kreisförmigen Nut (30) eines zweiten Abschnittes auf der äußeren Oberfläche verbindet.
Überdies wird das oben erwähnte technische Problem durch einen Stossdämpfer nach Anspruch 8 gelöst.
Bei dem oben genannten Aufbau wird die Verbindung zwischen der inneren Umfangsoberfläche des Ringes (Rückseite) und den Nuten in der äußeren Oberfläche des Ringes durch die Verbindungsmittel hergestellt, und der Druck, der auf der Seite der inneren Oberfläche des Kolbenrings während der Gleitbewegung des Kolbens ausgeübt wird, wird durch die Verbindungsmittel in die Nuten auf die Seite der äußeren Oberfläche geführt und verteilt. Dies macht es möglich, den Druckausgleich zwischen der inneren und der äußeren Oberfläche des Kolbenrings vorzunehmen und es vermindert die Kraft, mit der der Kolbenring gegen die Innenwand des Zylinders infolge des auf die Seite der inneren Oberfläche ausgeübten Druckes gedrückt wird, und macht es so möglich, die Reibungskraft zwischen dem Kolbenring und der Innenwand des Zylinders zu reduzieren.
Vorzugsweise wird der Kolbenring durch einen Endlosring gebildet, wobei die Nuten des ersten und des zweiten Abschnittes der äußeren Oberfläche rund um den Kolbenring gebildet sind, und wobei die Verbindungsmittel durch Bohrungen gebildet werden.
Bei diesem Aufbau ist die inneren Umfangsoberfläche des Kolbenrings und sind die Nuten an der äußeren Umfangsoberfläche durch die Durchgangsbohrungen verbunden, die in dem Endlosring vorgesehen sind, und der Druck, der auf die Seite der inneren Oberfläche des Kolbenrings während der Gleitbewegung des Kolbens ausgeübt wird, wird über die Durchgangsbohrungen auf die Seite Nuten auf der äußeren Oberfläche geführt und verteilt.
Nach einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Kolbenring durch einen geteilten Ring gebildet, der einen gestuften Schnitt in der axialen Richtung hat, wobei die Schnittenden des Ringes an der Stufe des Schnittes verbunden sind, um so radial offene Abschnitte zu bilden, die voneinander räumlich beabstandet sind und die die Verbindungsmittel bilden.
Mit diesem Aufbau sind die inneren Umfangsoberfläche des Kolbenringes und die Nut an der äußeren Umfangsoberfläche des Ringes durch den geteilten Ring verbunden, und der Druck, der auf die Seite der inneren Oberfläche des Ringes während der Gleitbewegung des Kolbens ausgeführt wird, wird auf die Seite der Nut auf der äußeren Oberfläche über die Verbindung geführt und verteilt.
Weitere vorteilhafte Ausführungsbeispiele sind in den Unteransprüchen niedergelegt.
Die Erfindung wird jetzt mittels eines Beispieles mit Bezug auf die in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsbeispiele beschrieben.
1 ist eine Teilschnittdarstellung, die ein Ausführungsbeispiel eines Stoßdämpfers zeigt, der mit einem Kolben versehen ist, in den ein Ausführungsbeispiel eines Kolbenrings eingesetzt ist.
2 ist eine teilweise vergrößerte Darstellung des Kolbens von 1.
3 ist eine perspektivische Ansicht des Kolbenrings.
4 ist eine Querschnittsdarstellung des Kolbenring-Montagezustandes entlang der Linie B-B der 3.
5 ist eine perspektivische Ansicht eines Kolbenringes, der durch einen Endlosring gebildet wird.
6 ist eine vergrößerte Darstellung eines Verbindungsabschnittes des Kolbenringes der 5.
7 ist eine Querschnittsdarstellung des Kolbenring- Montagezustandes entlang der C-C-Linie der 5.
8 ist eine vergrößerte Darstellung des Verbindungsabschnittes eines Kolbenringes, der durch einen anderen geteilten Ring gebildet wird.
9 ist eine ähnliche Querschnittsdarstellung entlang der Linie D-D der 8.
10 ist eine ähnliche Querschnittsdarstellung entlang der Linie E-E der 8.
11 ist eine vergrößerte Ansicht des Verbindungsabschnittes eines Kolbenringes, der durch einen weiteren geteilten Schlitz gebildet wird.
12 ist eine Querschnittsdarstellung des Kolbenring- Montagezustandes entlang der Linie F-F der 11.
13 ist eine ähnliche Querschnittsdarstellung entlang der Linie G-G der 11.
14 ist eine ähnliche Querschnittsdarstellung entlang der Linie H-H der 11.
15 ist eine ähnliche Querschnittsdarstellung entlang der Linie I-I der 11. 16 ist eine Teilschnittdarstellung einer herkömmlichen Kolbenringanordnung.
Wie in der 1 gezeigt, hat ein Stoßdämpfer (Puffer) 10, der die Schwingung eines elastischen Bauteiles, z. B. einer Feder etc., dämpft, einen Zylinder 11 und eine Kolbenstange 13, die in einen Kolben 12 eingesetzt ist, der sich gleitbar in dem Zylinder 11 bewegt.
Der Kolben 12 ist mittels einer Blechunterlegscheibe 14a, die an der Kolbenstange 13 befestigt ist, durch einer sechseckige Mutter 14 an dem Ende der Kolbenstange 13 befestigt, die in den Zylinder 11 eingesetzt ist. Ein Kolbenring 28 ist an dem äußeren Umfang des Kolbens 12 eingesetzt. Öffnungen 25 und 26, die durch den Kolben 12 durchgehen, sind gebildet, und Plattenventile 27a und 27b, die die offenen Enden an den jeweiligen Enden der Öffnungen schließen, sind vorgesehen.
Die Kolbenstange 13 ist zusammen mit einer Gummidichtung 15 an dem offenen Ende des Zylinders 11 installiert, geht durch eine Stangenführung 17 und eine Gehäusekappe 16, durch die die Stangenführung befestigt ist und von dem Zylinder 11 vorspringt. Die Kolbenstange 13 ist in die Stangenführung 17 über eine Stangendichtung 18 eingesetzt, die durch einen Halter 18a gehalten wird. Ein Rückstoßstopper 20, der durch einen Stopperhalter 19, befestigt an der Kolbenstange 13, gehalten wird, berührt die Stangenführung 17.
An dem Spitzenende des Zylinders 11 gibt es eine Schraubeneinsetzbohrung 40 für den Zweck, ihn an dem Chassisrahmen etc. zu montieren. Das Innere des Zylinders ist mittels eines Rohres 41 mit einem freien Kolben eines Gasdruck- Typs (nicht gezeigt) verbunden, um das Gas, das in dem Öl ist, zu separieren.
Das Spitzenende der Kolbenstange 13 (nicht gezeigt) auf der Seite, die von dem Zylinder 11 vorspringt, ist mit einem Ende einer Schraubenfeder 22 verbunden, deren anderes Ende an einem Federschuh 21 an dem äußeren Umfang des Zylinders 11 befestigt ist, und der Kolben 12 ist mit der Schraubenfeder 22 über die Kolbenstange 13 verbunden.
Der Innenraum des Zylinders 11 ist mit Öl O gefüllt, und, begleitend zu der Bewegung des Kolbens 12 in diesem Öl O geht das Öl durch diese Öffnungen 25 und 26, die in dem Kolben vorgesehen sind, und der Widerstand in diesem Öldurchgang steuert und verlangsamt die Bewegung des Kolbens 12 in dem Zylinder 11.
Der Innenraum des Zylinders 11 ist in eine erste Öldruckkammer 23 und eine zweite Öldruckkammer 24 durch den Kolben 12 (siehe 1) geteilt. Wie in der 2 dargestellt ist, ist eine Mehrzahl von Öffnungen 25 zum Zusammendrücken und eine Mehrzahl von Öffnungen 26 zum Ausdehnen in dem Kolben 12 vorgesehen, um die erste und die zweite Öldruckkammer 23 und der zweiten Öldruckkammer 24 miteinander zu verbinden. Das Plattenventil 27a, das mit einem Spalt zwischen ihm und den Öffnungen 25 für das Zusammendrücken installiert ist, und das die Öffnungen 26 für das Ausdehnen schließt, ist an der Seite der ersten Öldruckkammer 23 des Kolbens 12 eingesetzt, und das Plattenventil 27b, das die Öffnungen 25 für das zusammendrücken schließt und das mit einem Spalt zwischen ihm und den Öffnungen 26 für das Ausdehnen installiert ist, ist auf der Seite der zweiten Öldruckkammer 24 eingesetzt. Die zwei Plattenventile 27a und 27b sind jeweils durch Übereinanderlagern eine Mehrzahl von kreisförmigen elastischen Platten (siehe 2) gebildet und sie bewirken jeweils ein unabhängiges Öffnen oder Schließen der zwei Sätze der Öffnungen 25 und 26.
Somit erhöht sich, wenn die Kolbenstange 13 hineingedrückt wird und eine Kraft in der Zusammendrückrichtung auf den Kolben 12 wirkt (siehe den Pfeil A), der Öldruck in der ersten Öldruckkammer 23, das Öl O in der ersten Öldruckkammer 23 strömt in die Öffnungen 25 zum Zusammendrücken, der äußere Umfangsabschnitt des Plattenventils 27b, das die Öffnungen 25 für das Zusammendrücken schließt, wird nach außen elastisch verformt und, während die Öffnung 26 zum Ausdehnen geschlossen verbleibt, wird die Mehrzahl der Öffnungen 25 zum Zusammendrücken mehr oder weniger gleichmäßig geöffnet. In einer ähnlichen Weise erhöht sich, wenn die Kolbenstange 13 herausgezogen wird, und eine Kraft in der Ausdehnungsrichtung an dem Kolben 12 wirkt, der Öldruck in der zweiten Öldruckkammer , das Öl O in der zweiten Öldruckkammer 24 strömt in die Öffnungen 26 für das Ausdehnen, der äußere Umfangsabschnitt des Plattenventils 27a, der die Öffnungen 26 für das Ausdehnen schließt, wird nach außen elastisch ver formt und, während die Öffnungen 25 für das Zusammendrücken geschlossen bleiben, wird die Mehrzahl der Öffnungen 26 für das Ausdehnen mehr oder weniger gleichmäßig geöffnet. Als ein Ergebnis des oben beschriebenen bewegt sich das Öl durch die Öffnungen und der Widerstand gegen diese Bewegung verlangsamt die Kolbenwirkung und erzeugt eine Dämpfungswirkung.
In diesem Fall wird die Strömungsrate des Öls, das durch die Öffnungen 25 und 26 durchgeht, durch den oder die Durchmesser der Öffnungen 25 und 26 und die elastische Kraft der Ventilplatten 27a und 27b bestimmt, wobei die Geschwindigkeit der Bewegung des Kolbens 12 durch den Durchgangswiderstand in Übereinstimmung zu der Strömungsrate begrenzt wird, und durch den Kolben 12 eine Pufferwirkung erzeugt wird. Demzufolge wird, wenn die Pufferwirkungskräfte des Kolbens 12 bei dem Vorwärts- und dem Rückwärtshub unterschiedlich gemacht wird, und in einer Fahrzeugaufhängung, z. B. der Vorwärtshub (während des Zusammendrückens) weich gemacht ist und der Rückwärtshub (während der Ausdehnung) hart gemacht ist, dann, wenn das Fahrzeug über einen Straßenoberflächenvorsprung fährt, etc., die Kolbenstange 13 in unmittelbaren Kontakt mit dem Vorsprung herausgezogen, um so die Folgemerkmale zu verbessern, und wenn der Kolben 12 zurückkehrt, kehrt er langsam zurück, um es so möglich zu machen, den guten Fahrkomfort beizubehalten.
Der Kolben 12, der somit über die innere Oberfläche des Zylinders 11 gleitet, ist mit einem Kolbenring 28, der in Gleitkontakt mit der Innenwand 11a des Zylinders 11 ist (siehe 1), entsprechend der Erfindung eingesetzt und verhindert Ölleckage etc. Dieser Kolbenring 28 ist in einer streifenförmigen Nut 29, die in die Umfangsrichtung gehend gebildet ist, in die äußere Umfangsoberfläche des Kolbens 12 (siehe 2) eingesetzt. Zwei Nuten 32 sind in der äußeren Umfangsoberfläche des Kolbenringes 28 gebildet. Diese Nuten 32 sind mit der Rückseite des Kolbenringes 28 durch Durchgangsbohrungen 33 verbunden.
Der Stoßdämpfer der 1 kann verkehrt herum verwendet werden. In diesem Fall ist die Schraubeneinsetzbohrung 40 auf der axialen Seite eingesetzt. Auch wird die vertikale Position der Schraubenfeder 22 angemessen festgelegt.
Wie in der 3 gezeigt, ist der Kolbenring 28 durch einen Endlosring gebildet, der die Form eines kreisförmigen Zylinders hat und der kreisförmige Nuten 32 hat, die an ihrer äußeren Umfangsoberfläche 28a für das Hineinführen von Druck vorgesehen wer den. Die Nuten 32 sind kontinuierlich rund um die gesamte äußere Umfangsoberfläche 28a des Ringes gebildet und zwei Nuten sind in der axialen Richtung des Kolbenringes 28 getrennt. Außerdem sind Durchgangsbohrungen 33, die eine Verbindung zwischen der inneren Umfangsoberfläche 28b des Ringes und den jeweiligen Nuten 32 des Ringes äußere Umfangsoberfläche 28a in dem Kolbenring 28 geöffnet. Außerdem ist eine Nut 30 in der Bodenoberfläche eines streifenförmigen Kanals 29 gebildet, der in dem mittleren Abschnitt an der Rückseite des Kolbenringes 28 ist, und ein O-Ring 31 ist in diese Nut 30 eingesetzt. Die Durchgangsbohrungen 33 sind jeweils in dem Kolbenring 28 oberhalb und unterhalb dieses O-Ringes 31 gebildet.
Bei dem Kolbenring 28, der den oben beschriebenen Aufbau besitzt, wird, wenn sich der Kolben 12 in die Richtung des Pfeiles A bewegt (siehe 4), der Kolbenring 28 gegen den Kanal 29 in der Seitenwandoberfläche gedrückt, die in der gegenüberliegenden Richtung ist (der oberen Seite in der Zeichnung). Demzufolge werden Zwischenräume an dem Kolbenring 28 in der Seitenoberfläche gebildet, die unterhalb des O-Ringes 31 und an der Rückseite ist, und das Hochdrucköl strömt zu der Rückseite des Ringes. Der Druck dieses Hochdrucköls wirkt auf die Rückseite des Ringes und er wirkt auch über eine Durchgangsbohrung 33 auf die äußere Oberfläche des Ringes. Demzufolge wird ein Druckausgleich zwischen der äußeren Umfangsoberfläche und der inneren Umfangsoberfläche an der Unterseite des Ringes (Hochdruckseite) beibehalten. Außerdem, obwohl Öl, dessen Druck geringer als an der Unterseite ist, an der Rückseite des Kolbenringes wirkt, die oberhalb des O-Ringes 31 ist, wirkt der Druck dieses Öls über eine Durchgangsbohrung 33 auch auf der Außenseite des Ringes, und so wird ein Ringinnenseiten- und Außenseiten-Druckausgleich beibehalten. Als ein Ergebnis wird die begleitende Kolbenbewegung, der Druck des Hochdrucköls und des Niederdrucköls, das auf die Rückseite des Kolbenringes wirkt, über den gesamten Kolbenring ausgeglichen und eine glatte Gleitfunktion wird erzeugt.
Somit wird, selbst obwohl der Druck des Hochdruck- und des Niederdrucköls auf die Innenseite des Kolbenringes 28, der die Bewegung des Kolbens 12 begleitet, ausgeübt wird, ein Abschnitt des Öls O, sowohl auf der Hochdruckseite, als auch auf der Niederdruckseite, zu den Nuten 32 zum Einleiten des Druckes von der Innenoberflächenseite des Kolbenringes 28 auf die Außenoberflächenseite geführt, um es so möglich zu machen, einen Druckausgleich zwischen den inneren und den äußeren Oberflächen zu erzielen. Als ein Ergebnis wird eine Erhöhung der Kraft, mit der der Kolbenring 28 gegen die Innenwand 11a wegen des Öldruckes gedrückt wird, unterdrückt, die Reibungskraft wird vermindert und es ist möglich, eine glatte Bewegung des Kolbens 12, der sich hin- und hergehend in dem Zylinder 11 bewegt, sicher zu stellen. In diesem Fall, da sich die Außenoberflächennuten 32 des Kolbenringes zum Hineinführen des Druckes kontinuierlich am Umfang rund um den Ring verlaufend gebildet sind, gibt es kein Auftreten von Ölleckage in der axialen Richtung, die die Bewegung des Kolbens begleitet. Auch bewirkt auf der Seite der Innenoberfläche des Ringes der O-Ring 31 ein sicheres Verhindern von Ölleckage. Die Durchgangsbohrungen 33, die mit den jeweiligen Nuten 32 in Verbindung sind, sind nicht darauf begrenzt einzelne Bohrungen zu sein, sondern eine Mehrzahl derselben kann geschaffen werden. In diesem Fall ist es möglich, einen noch besseren Ausgleich des Innen- und des Außenoberflächendruckes des Ringes durch solches Schaffen der Durchgangsbohrungen 33, da sie rund um den gesamten Ring gleichmäßig verteilt sind, beizubehalten. Außerdem ist die Anzahl der Nuten nicht begrenzt, um 2 zu sein, sondern es können 3 oder 4 Nuten sein.
5 ist eine perspektivische Ansicht eines Kolbenringes, der entsprechend eines weiteren Ausführungsbeispieles durch einen geteilten Ring gebildet ist.
Dieses Beispiel ist eines, das an Stelle des Verwendens der Durchgangsbohrungen 33 des oben beschriebenen Beispieles, eine Kolbenringverbindung als das Mittel zum Schaffen einer Verbindung zwischen der inneren Umfangsoberfläche des Kolbenrings und den Nuten in der äußeren Umfangsoberfläche des Ringes verwendet, und seine Funktion, die weiteren Teile seines Aufbaus und seine Wirkungen und Vorteile sind grundsätzlich dieselben, wie in dem oben beschriebenen Beispiel.
Wie in der 5 und der 6 gezeigt, ist ein Kolbenring 34 durch einen geteilten Ring mit der Form eines kreisförmigen Zylinders gebildet, der eine Verbindung 36 besitzt, die in der axialen Richtung geschnitten ist und der in ungefähr der Mitte entlang der axialen Richtung durch eine in Umfangsrichtung gerichteten Stufenunterschied verläuft. Diese Verbindung 36 verläuft in der axialen Richtung des Kolbenringes 34 und ist in eine Stufenform geschnitten, die über einen in Umfangsrichtung gerichteten Stufendifferenzabschnitt 36a an einer Stelle in dem. Mittelabschnitt verläuft, und der Kolbenring 34 ist in einem Abschnitt oberhalb eines Endes und in einem Abschnitt unter dem anderen Ende des in der Umfangsrichtung gerichteten Stufendifferenzabschnittes 36a weggeschnitten. Ähnlich zu dem oben beschriebenen Beispiel ist ein O-Ring 31 in eine Ring-Aufnahmenut 30 an der Stelle des in der Umfangsrichtung gerichteten Stufendifferenzabschnittes 36a an der Rückseite des Kolbenringes 34 (siehe 7) eingesetzt. Zwei kreisförmige Nuten 32, die in der Umfangsrichtung verlaufen, sind in der äußeren Um fangsoberfläche 34a des Ringes in einer derartigen Weise vorgesehen, dass sie nicht den in Umfangsrichtung gerichteten Stufendifferenzabschnitt 36a beeinträchtigen, und sie sich von der Verbindung 36 an ihren gegenüberliegenden Enden erstrecken. Die Zwischenräume, die die Nuten 32 teilen, bilden Verbindungsmittel, die die Verbindung zwischen der äußeren Umfangsoberfläche 34a des Ringes und der inneren Umfangsoberfläche 34b des Ringes schaffen.
Bei diesem geteilten Ring wird ein Teil des Öls O zu der äußeren Umfangsoberfläche 34a des Ringes geführt, was es möglich macht, einen Öldruckausgleich zwischen der Hochdruckseite und der Niederdruckseite an der inneren und äußeren Oberfläche des Ringes, wie in dem oben beschriebenen Beispiel, beizubehalten. Der verbleibende Aufbau und die Wirkungen und Vorteile sind dieselben wie in dem oben beschriebenen Beispiel der 3.
Selbst obwohl ein geteilter Ring verwendet wird, wird die abdichtende Eigenschaft der Verbindung 36, die in die axiale Richtung geschnitten ist, ausreichend beibehalten werden. D. h., da die hin- und hergehende Bewegung des Kolbens 12 durch die konstante Ausübung der axial gerichteten Druckkraft auf den Kolbenring 34, der auf der Innenoberfläche des Zylinders 11 gleitet, begleitet wird, und es ein festes Pressen auf den in die Umfangsrichtung gerichteten gestuften Stufendifferenzabschnitt 36a gibt, gibt es keine Verbindung über diesen in die Umfangsrichtung gerichteten Stufendifterenzabschnitt 36a zwischen den beiden Zwischenräumen, die oberhalb und unterhalb gebildet sind. Da außerdem keine Nut 32 an dem in die Umfangsrichtung gerichteten Stufendifterenzabschnitt 36a gebildet ist, gibt es keine Verbindung zwischen den Zwischenräumen über die Nuten 32, und es gibt keine Beeinträchtigung der abdichtenden Eigenschaft.
In diesem Beispiel kann der Aufbau durch das Weglassen des O-Ringes 31 vereinfacht werden. Wenn jedoch ein O-Ring vorgesehen ist, wird die abdichtende Eigenschaft verbessert, zusätzlich dazu wird ein schneller Druckausgleich sowohl auf der Seite des Hochdrucks, als auch auf der Seite des Niederdrucks erreicht, und der Druckausgleich in Abhängigkeit zu der Bewegung des Kolbens wird verbessert, da die Bewegung des Hochdrucköls auf die Seite des Niederdrucks verhindert wird.
Somit wird, selbst obwohl der Druck des Hochdruck- und des Niederdrucköls auf die Innenseite des Kolbenringes 28 , der die Bewegung des Kolbens 28 begleitet, ausgeübt wird, ein Teil des Öls O, sowohl auf der Seite des Hochdrucks, als auch auf der Seite des Niederdruckes, in die Nuten 32 zum Hineinführen des Druckes aus der Seite der Innenoberfläche des Kolbenringes 28, auf die Seite der Außenoberfläche geführt, um es so möglich zu machen, ein Gleichgewicht zwischen dem Druck zwischen der Innenoberfläche und der Außenoberfläche zu erreichen. Als ein Ergebnis wird eine Erhöhung der Kraft, mit der der Kolbenring 28 gegen die Innenwand 11a gedrückt wird, unterdrückt, die Reibungskraft wird vermindert und es ist möglich, eine glatte Bewegung des Kolbens 12, der sich hin- und hergehend in dem Zylinder 11 bewegt, sicher zu stellen. In diesem Fall gibt es, da die Nuten 32 auf der Außenoberfläche des Ringes zum Hineinführen von Druck fortwährend verlaufend in Umfangsrichtung rund um den Ring gebildet sind, kein Auftreten von Ölleckage in der axialen Richtung, die die Bewegung des Kolbens begleitet. Auch bewirkt der O-Ring auf der Seite der Innenoberfläche des Ringes ein sicheres Verhindern von Ölleckage. Die Durchgangsbohrungen 33, die mit den jeweiligen Nuten 32 in Verbindung sind, sind nicht auf einzelne Bohrungen begrenzt, sondern es kann eine Mehrzahl derselben vorgesehen werden. In diesem Fall ist es möglich, ein noch besseres Gleichgewicht des Druckes auf der Innenoberfläche und der Außenoberfläche des Ringes durch solch ein Bereitstellen von Durchgangsbohrungen 33 zu schaffen, dass sie gleichmäßig rund um den gesamten Ring verteilt sind. Außerdem ist die Anzahl der Nuten nicht auf 2 begrenzt, sondern es können 3 oder 4 Nuten sein.
8 ist eine vergrößerte Darstellung des Verbindungsabschnittes eines Kolbenringes nach einem weiteren Ausführungsbeispiel.
Ähnlich wie in dem Beispiel der 5 ist dieses Beispiel durch einen geteilten Ring gebildet, aber in diesem Beispiel gibt es eine Gesamtheit von 4 Nuten an der Verbindung, wobei jeweils 2 in den Verbindungsabschnitten oberhalb und unterhalb des in Umfangsrichtung gerichteten Stufendifferenzabschnittes 36a gebildet sind. Diese Erhöhung der Anzahl der Nuten 32 in Übereinstimmung mit der Abmessung des Kolbens etc. wird vorgenommen, um den Druckausgleich, der die Bewegung des Kolbens begleitet, zu verbessern, und um einen Druckausgleich zwischen der inneren und der äußeren Oberfläche des Kolbenringes 37 effizienter zu gestalten, und es macht es möglich noch weiter die Kraft, mit der der Kolbenring 37 gegen die Innenwand 11a infolge des Öldruckes gedrückt wird, zu vermindern, und auch, um eine glatte Kolbenwirkung zu erreichen. Der verbleibende Aufbau und die Wirkungen und die Vorteile sind dieselben, wie in dem Beispiel von 5.
11 ist eine vergrößerte Darstellung des Verbindungsabschnittes eines Kolbenringes, der durch einen geteilten Ring entsprechend eines weiteren beispielhaften Ausführungsbeispieles gebildet wird. Der Kolbenring dieses Beispieles ist einer, der durch einen geteilten Ring gebildet wird, in dem der in Umfangsrichtung gerichtete Stufendifferenzabschnitt 36a in 2 Stufen gemacht ist, und der mit 3 Nuten zum Hineinführen von Druck versehen ist. 12 ist eine Querschnittsdarstellung des Kolbenring- Montagezustandes entlang der Linie F-F der 11, die 13 ist eine ähnliche Querschnittsdarstellung entlang der Linie G-G der 11, die 14 ist eine ähnliche Querschnittsdarstellung entlang der Linie H-H der 11, und die 15 ist eine ähnliche Querschnittsdarstellung entlang der Linie I-I der 11.
Wie in der 11 gezeigt, hat der Kolbenring 38 eine Verbindung 39, die in 3 treppenförmige Stufen durch einen oberen Stufendifferenzabschnitt 39a und einen unteren Stufendifferenzabschnitt 39b, die an 2 Stellen teilweise in der axialen Richtung des Kolbenringes 38 verlaufen, geteilt ist. 3 Nuten 32 zum Hineinführen des Druckes, die sich über die 3-stufige Verbindung erstrecken, sind in den äußeren Umfangsoberflächenstellen des Ringes, die die Stufendifferenzabschnitte 39a und 39b nicht beeinträchtigen, vorgesehen. Ähnlich zu den oben beschriebenen Beispielen sind O-Ringe auf der Seite der Rückseite der zwei Stufendifferenzabschnitte 39a und 39b eingesetzt. Wenn sich der Kolben bewegt, wirkt abwechselnd hoher, mittlerer oder niedriger Druck aus der Richtung der Verdichtung auf diese 3-stufige Verbindung 39, und der Kolbenring 38 wird von der Seite der Rückseite gedrückt. Da jedoch dieser Öldruck jeweils durch die Hochdruck-, Mitteldruck- und Niedrigdruckverbindungsabschnitte geführt wird und in die Nuten 32 der Außenoberfläche geführt wird, wird ein Druckausgleich an der äußeren Oberfläche und der inneren Oberfläche des Ringes in jedem Abschnitt beibehalten, um so eine Erhöhung des Reibungswiderstandes in Bezug auf die Innenwandoberfläche des Zylinders zu unterdrücken.
Da außerdem die drei Stufen des Verbinders in der Umfangsrichtung versetzt sind, beeinträchtigen der Hochdruckabschnitt, der Mitteldruckabschnitt und der Niederdruckabschnitt einander nicht, und ein Druckausgleich an der inneren Oberfläche und der äußeren Oberfläche des Ringes kann schnell und sicher beibehalten werden. Der verbleibende Aufbau und die Wirkungen und die Vorteile sind dieselben wie in dem Beispiel der 5.
Die Kolbenringe 34, 37 und 38 können ähnlich zu dem Beispiel der 5 auch mit Durchgangsbohrungen als Mittel für die äußere Oberflächennut 32 und als innere Oberflächenverbindung zusätzlich zu den Verbindungen 36 und 39 vorgesehen werden. Wenn sowohl die Verbindungen, als auch die Durchgangsbohrungen in dieser Weise als Verbindungsmittel verwendet werden, wird die Druckausgleichsabhängigkeit verbessert und eine noch glattere Gleitwirkung wird erreicht.
Auch kann die Anzahl der Druckeinleitungsnuten 32 in den verschiedenen oben beschriebenen Beispielen in Übereinstimmung mit der Größe der Kolbenringe 28. 34. 37 und 38 und mit den Bedingungen des Gebrauchs oder der Anwendung etc. willkürlich festgelegt werden.
Obwohl eine Beschreibung des oben genannten Praxisbeispieles gegeben wurde, das ein Anwendungsbeispiel an einem Ölhydraulikzylinder vornimmt, der als ein Stoßdämpfer eines Automobiles etc. verwendet wird, ist die Erfindung nicht darauf begrenzt, sondern sie kann auch an einem Luftdruckzylinder oder einen anderen Gasdruckzylinder, der für eine Lenkhilfe oder an einem Flüssigkeitsdruckzylinder, der in einer anderen hydraulischen Ausrüstung etc. gebraucht wird, angewandt werden.
Da, wie oben beschrieben, in dem Kolbenring entsprechend der Erfindung, die innere Umfangsoberfläche des Ringes mit Nuten in der äußeren Umfangsoberfläche des Ringes durch Verbindungsmittel verbunden ist, und, da während der Gleitbewegung des Kolbens der Druck, ausgeübt auf die Seite der Innenoberfläche des Kolbens, mittels der Verbindungsmittel in die Nuten auf die Seite der Außenoberfläche geleitet wird, ist es für die Anordnung möglich, dass für den Druckausgleich zwischen der Innenseite und der Außenseite des Kolbenringes, die Kraft, mit der der Kolbenring gegen die Zylinderwand infolge des Druckes, der auf die Seite der Innenoberfläche ausgeübt wird, reduziert wird, und daher kann die Kraft des Kolbenringes und die Reibung der Zylinderinnenwand reduziert werden. Demzufolge ist es möglich, eine glatte Bewegung des Kolbens; der sich in dem Zylinder hin- und hergehend bewegt, zu reduzieren.
Falls der Aufbau einer ist, der durch einen Endlosring gebildet wird, in dem die vorerwähnten Nuten kontinuierlich gebildet sind, und die Verbindungsmittel Durchgangsbohrungen sind, sind die innere Umfangsoberfläche des Ringes und die Nuten der äußeren Umfangsoberfläche des Ringes durch einen einfachen Aufbau verbunden und der Montagevorgang ist einfach.
Falls außerdem der Aufbau einer ist, der durch einen geteilten Ring gebildet ist, der eine Verbindung hat, die in der axialen Richtung geschnitten ist und eine in Umfangsrichtung gerichtete Stufendifferenz halbwegs entlang in der axialen Richtung verläuft, werden die vorerwähnten Nuten gebildet, die sich quer über diese Verbindung erstrecken, ohne den in Umfangsrichtung gerichteten Stufendifferenzabschnitt zu beeinträchtigen, und die Verbindung, die die Nuten teilt, bildet die Verbindungsmittel, wobei die innere Umfangsoberfläche des Kolbenringes und die Nuten der äußeren Umfangsoberfläche mittels der Verbindung sogar einfacher verbunden werden können, und die Herstellung und der Montagevorgang werden einfacher.
Da außerdem, selbst obwohl eine Nut gebildet ist, die in die Richtung des Umfangs des Kolbens verläuft, eine abdichtende Eigenschaft in die Richtung der Achse des Kolbens ausreichend sichergestellt werden kann, wird keine Verschlechterung der Dämpfungsfunktionen infolge von Ölleckage verursacht und es ist möglich, die hochzuverlässigen Funktionen beizubehalten und kann auch die hohe Anordnungspräzision auf der Grundlage der Anordnungswerte der Bohrungsdurchmesser der Öffnungen etc. beibehalten werden.

Claims

Kolbenringanordnung mit: einem Kolbenring (28; 34; 38) zum Anordnen in einer Nut (29) eines Kolbens (12), wobei der Kolbenring (28; 34; 38) eine Außenoberfläche (28a; 34a; 38a) zum Gleiten entlang einer Oberfläche in abdichtender Anordnung in der Nut hat, einem elastischen Ring (31) zur abdichtenden Anordnung zwischen der Innenoberfläche (28b; 34b; 38b) und dem Kolben (12), wobei der elastische Ring (31) angeordnet ist, um einen oberen Abschnitt der Innenoberfläche (28b; 34b; 38b) von einem unteren Abschnitt der Innenoberfläche (28b; 34b; 38b) zu trennen, und der Kolbenring (28; 34; 38) mit Verbindungsmitteln (33; 36, 36a; 39, 39a, 39b) versehen ist, die den oberen Abschnitt der Innenoberfläche (28b; 34b; 38b) mit einer kreisförmigen Nut (30) eines ersten Abschnittes auf der Außenoberfläche (28a; 34a; 38a) verbinden und die den unteren Abschnitt der Innenoberfläche (28b; 34b; 38b) mit einer kreisförmigen Nut (30) eines zweiten Abschnittes auf der Außenoberfläche (28a; 34a; 38a) verbinden.
Kolbenringanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolbenring (28) durch einen Endlosring gebildet ist, wobei die Nuten (32) der ersten und zweiten Abschnitte der Außenoberfläche (28a) rund um den Kolbenring (28) gebildet sind und wobei die Verbindungsmittel (33) durch Durchgangsbohrungen (33) gebildet sind.
Kolbenringanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolbenring (34; 38) durch einen geteilten Ring gebildet ist, der einen gestuften Schnitt in der axialen Richtung hat, die geschnittenen Enden des geteilten Ringes an der Stufe des Schnittes verbunden sind, um so radial offene, räumlich vonein ander beabstandet Abschnitte zu bilden, die die Verbindungsmittel (36, 36a; 39, 39a, 39b) bilden.
Kolbenringanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolbenring (34; 38) für alle Verbindungsmittel (36, 36a; 39, 39a, 39b) die Nut (32) aufweist, die sich rund um den Kolbenring (34; 38) und quer über die jeweiligen Verbindungsmittel (36, 36a; 39, 39a, 39b) erstreckt.
Kolbenringanordnung nach Anspruch 1, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweiter elastischer Ring (31) zur abdichtenden Anordnung zwischen der Innenoberfläche (38b) und dem Kolben (12) vorgesehen ist, der zweite elastische Ring (31) angeordnet ist, um einen weiteren Abschnitt auf der Innenoberfläche (38b) von den oberen und unteren Abschnitten abgedichtet zu trennen, wobei der weitere Abschnitt der Innenoberfläche (38b) mit einem dritten Abschnitt auf der Außenoberfläche (38a) des Kolbenrings (38) verbunden ist.
Kolbenringanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, außerdem mit einem Kolbenkörper (12), der eine Umfangsnut (29) zum Aufnehmen des Kolbenrings (28; 34; 38) hat, und eine weitere Nut (30), vorgesehen in der vorerwähnten Nut zum Aufnehmen des elastischen Ringes (31), wobei der Kolbenring (28; 34; 38) und der elastische Ring (31) in den Nuten (29, 30) in einer derartigen Weise angeordnet sind, dass ein enger Raum zwischen der Innenoberfläche (28b; 34b; 38b) des Kolbenrings (28; 34; 38) und dem Boden der Nut (29) zum Aufnehmen des Kolbenrings (28; 34; 38) gebildet wird, wobei der Raum durch den elastischen Ring (31) getrennt ist, um getrennte Kammern in dem Raum zu bilden.
Kolbenringanordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der elastische Ring (31) angeordnet ist, um die Innenoberfläche (34b; 38b) des Kolbenrings (34; 38) an der Stufe der Verbindung zu berühren.
Stoßdämpfer mit einem Zylinder und einem Kolben, der in diesem hin- und hergehend angeordnet ist, und einer Kolbenringanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7.