DE10140553A1 - Hydropneumatische Gasfeder - Google Patents
Hydropneumatische GasfederInfo
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- F16F9/516—Special means providing automatic damping adjustment, i.e. self-adjustment of damping by particular sliding movements of a valve element, other than flexions or displacement of valve discs; Special means providing self-adjustment of spring characteristics resulting in the damping effects during contraction being different from the damping effects during extension, i.e. responsive to the direction of movement
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Abstract
Bei einer hydropneumatischen Gasfeder mit einem Zylinderraum (7, 7') und zwei jeweils eine Gaskammer (10, 17) umfassenden Federeinheiten ist eine der Federeinheiten über ein Druckventil (24) an den Zylinderraum (7, 7') angeschlossen.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine hydropneuma
tische Gasfeder mit einem Zylinderraum und zwei jeweils
eine Gaskammer umfassenden Federeinheiten.
Hydropneumatische Gasfedern sind in diversen verschie
denen Ausführungen bekannt. Von reinen Gasfedern, wie
sie beispielsweise aus der DE-A 195 12 486 und der der
DE-C2 31 33 839 bekannt sind, unterscheiden sich hy
dropneumatische Gasfedern durch ein flüssiges Arbeits
mittel, das im allgemeinen mittels eines Kolbens aus
dem einen Arbeitsraum bildenden Zylinderraum verdrängt
und einer gesonderten Federeinheit zugeführt wird,
welche im allgemeinen eine zylindrische Gaskammer um
faßt, in der ein von dem verdrängten, flüssigen Ar
beitsmittel beaufschlagter Trennkolben verschiebbar ge
führt ist. Hydropneumatische Gasfedern zeichnen sich
insbesondere durch die Möglichkeit der Dämpfung der
Einfeder- und/oder Ausfederbewegung aus.
Bei hydropneumatischen Gasfedern sind allerlei für die
jeweilige spezifische Anwendung interessante Variatio
nen möglich. So beschreibt beispielsweise die DE-C1 198 18 116
ein selbstpumpendes, hydropneumatisches Federbein
mit innerer Niveauregelung. Das Federbein umfaßt einen
ölgefüllten, unter dem Druck mindestens eines in einer
Hochdruckkammer angeordneten und als Feder wirkenden
Gaspolsters stehenden Arbeitszylinder, der durch einen
von einer hohlen Kolbenstange getragenen Arbeitskolben
in zwei Arbeitsräume unterteilt wird. Dabei wird Öl
durch die Federbewegungen aus einer Niederdruckkammer
in den mit der Hochdruckkammer verbundenen Arbeitsraum
gefördert, und zwar mittels einer Kolbenpumpe, deren
Pumpenzylinder durch die hohle Kolbenstange gebildet
ist.
Die DE-A1 25 11 289 offenbart eine hydropneumatische
Gasfeder, welche eine Kompensationseinrichtung umfaßt,
die einer Längenänderung der Federeinrichtung durch
sich temperaturbedingt ausdehnendes, flüssiges Arbeits
mittel entgegenwirkt. Auf diese Weise soll eine Lage
veränderung des mit einem solchen Federungselement aus
gerüsteten Kraftfahrzeugs bei sich verändernden Tempe
raturen des Federungselements verhindert werden.
Aus der DE-A1 21 50 406 ist eine hydropneumatische
Federungseinrichtung, insbesondere für Flugzeuge, be
kannt. Dabei bilden zwei teleskopartig ineinander ge
schobene Gehäuse ein Paar Kammern, von denen die eine
mit Flüssigkeit und die andere mit Gas gefüllt ist, wo
bei das gesamte Volumen der Kammern vermindert wird,
wenn die Gehäuse ineinander geschoben werden, und die
Verminderung des gesamten Volumens unter Kompression
der flüssigen und gasförmigen Medien erreicht wird. Da
bei ist eine Ventileinrichtung betätigbar, wenn das In
einanderschieben der Gehäuse einen ersten vorbestimmten
Wert übersteigt, um den Widerstand gegen die Ineinan
derschiebebewegung der Gehäuse zu erhöhen.
Aus der DE-A1 39 35 107 ist eine hydropneumatische
Kolbenzylinderanordnung mit doppelter Gasfeder bekannt.
Diese Kolbenzylinderanordnung umfaßt einen Zylinder,
ein innerhalb des Zylinders koaxial angeordnetes,
einendig an einem Zylinderkopf befestigtes Innenrohr
und einen im Ringraum zwischen dem Zylinder und dem In
nenrohr axial beweglich geführten, zwei mit einem hy
draulischen Medium gefüllte Ringkammern abteilenden und
mit einer hohlen zylindrischen, abgedichtet aus dem Zy
linder nach außen geführten Kolbenstange verbundenen
Ringkolben. Innerhalb des Innenrohrs ist ein Trennkol
ben geführt, der einen mit mindestens einer der Ring
kammern hydraulisch verbundenen, mit dem hydraulischen
Medium gefüllten Ausgleichsraum von einer mit einem
kompressiblen Medium gefüllten Federkammer trennt, die
auf der dem Zylinderkopf zugekehrten Seite des Trenn
kolbens angeordnet ist. Um die Federcharakteristik und
den Federungsbereich zu erweitern und insgesamt varia
bler auszuführen, verläuft innerhalb des Innenrohrs
koaxial zu diesem durch den Trennkolben hindurch ein
Kammerrohr, das im Zylinderkopf befestigt ist und über
einen Steueranschluß mit dem kompressiblen Medium ver
bindbar ist; ferner ist innerhalb des Kammerrohrs ein
zweiter Trennkolben umfangsgemäß abgedichtet geführt,
so daß zwischen dem zweiten Trennkolben und dem Zy
linderkopf innerhalb des Kammerrohrs eine zweite, mit
dem kompressiblen Medium gefüllten Federkammer ent
steht.
Der gemeinsamen Nachteil bekannter Ausführungen ist der
Kraftanstieg über dem Weg in meist exponentieller Form,
gemäß dem Druckverhalten komprimierter Gase. An einen
quasi-linearen Kraftanstieg kann man sich nur, aller
dings um den Preis eines hohen baulichen Aufwands,
durch Hintereinanderschaltung mehrerer Federelemente
annähern. Ist ein flacher Verlauf der Kraft-Weg-Kennli
nie erwünscht, so läßt sich dies nur über einen ent
sprechend großvolumigen Gasraum erreichen. Hydropneuma
tische Gasfedern mit einer flachen Kraft-Weg-Kennlinie
müssen somit nach dem Stand der Technik ein erhebliches
Bauvolumen einnehmen. Besonders große Baugrößen ergeben
sich dann, wenn als Anforderungen eine hohe Vorspann
kraft, ein relativ großer Einfederungsweg und eine
flache Kraft-Weg-Kennlinie zusammenkommen.
Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung
die Aufgabenstellung zugrunde, eine hydropneumatische
Gasfeder der eingangs angegebenen Art zu schaffen, die
bei einer kleinen Baugröße eine vergleichsweise hohe
Vorspannkraft bereitstellen kann und sich zudem durch
eine Kraft-Weg-Kennlinie auszeichnet, die charakteri
siert ist durch einen ersten Einfederungsbereich mit
bis zu einem Schwellenwert vergleichsweise stark zu
nehmender Kraft und einen sich hieran anschließenden
zweiten Einfederungsbereich mit nur vergleichsweise ge
ringfügig ansteigender Kraft. Es soll sich, mit anderen
Worten, die von der erfindungsgemäßen hydropneumati
schen Gasfeder bereitgestellte Kraft größenordnungs
mäßig etwa auf den genannten Schwellenwert begrenzen
lassen, selbst wenn die Einfederung erheblich über das
dem Schwellenwert zugeordnete Maß hinausgeht.
Gelöst wird diese Aufgabenstellung gemäß der vorliegen
den Erfindung dadurch, daß eine der beiden Federein
heiten über ein Druckventil an den Zylinderraum ange
schlossen ist. Die Gasvorspannung dieser über das
Druckventil an den Zylinderraum angeschlossenen Feder
einheit ist dabei geringer als die Gasvorspannung der
direkt, ohne Druckventil an den Zylinderraum ange
schlossenen Federeinheit. Zu Beginn der Einfederung der
erfindungsgemäßen, hydropneumatischen Gasfeder wird das
flüssige Arbeitsmittel aus dem Zylinderraum in jene Fe
dereinheit verdrängt, die mit dem Zylinderraum direkt,
nicht über ein Druckventil in Verbindung steht. Das
Druckventil ist in diesem ersten Einfederungsbereich
geschlossen; jene Federeinheit, die über das Druckven
til an den Zylinderraum angeschlossen ist, wird in dem
ersten Einfederungsbereich nicht beaufschlagt. Das
Druckventil ist auf einen solchen Differenzdruck
zwischen dem Zylinderraum einerseits und dem hydrau
lischen Arbeitsraum der zugeordneten, zweiten Federein
heit andererseits eingestellt, daß es bei dem voreinge
stellten Schwellenwert öffnet. Bei fortgesetzter Einfe
derung wird nun flüssiges Arbeitsmittel aus dem Zylin
derraum über das geöffnete Druckventil in den hydrau
lischen Arbeitsraum der zweiten Federeinheit hinein
verdrängt. Der zweiten Federeinheit kommt dabei eine
Hilfsfunktion zu; sie stellt einen Ausgleichsraum für
das aus dem Zylinderraum verdrängte, flüssige Arbeits
mittel zur Verfügung, wobei das Druckventil aufgrund
des voreingestellten Differenzdrucks der Einfederung in
dem zweiten Einfederungsbereich eine nahezu konstante,
nur geringfügig zunehmende Kraft entgegensetzt. Die er
findungsgemäße, hydropneumatische Gasfeder zeichnet sich
somit durch die weiter unten in größerem Detail
erläuterte, markante Kraft-Weg-Kennlinie aus, die durch
einen vergleichsweise starken Kraftanstieg im ersten
Einfederungsbereich und einen vergleichsweise geringen
Kraftanstieg im zweiten Einfederungsbereich geprägt ist
und hierdurch eine wirksame Kraftbegrenzung ermöglicht.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann auch im
zweiten Einfederungsbereich die erste Federeinheit
weiter zunehmend beaufschlagt werden. Zwingend ist dies
jedoch keinesfalls. Vielmehr ist ebenfalls möglich, daß
bei dem oben erwähnten Schwellenwert das Federvermögen
der ersten Federeinheit erschöpft ist, so daß im
zweiten Einfederungsbereich sämtliches, aus dem Zy
linderraum verdrängtes, flüssiges Arbeitsmittel nur der
zweiten Federeinheit zugeführt wird.
Bereits an dieser Stelle sei darauf hingewiesen, daß
sich die vorliegende Erfindung in gleicher Weise zur
Realisierung von Druckfedern wie auch von Zugfedern
eignet. Dies wird in größerem Detail weiter unten aus
geführt und im Rahmen von bevorzugten Ausführungsbei
spielen näher erläutert. Im folgenden wird der Begriff
"Einfedern" bei Druckfedern im Sinne einer Verkürzung
und bei Zugfedern im Sinne einer Verlängerung der hy
dropneumatischen Gasfeder verstanden; und umgekehrt
wird unter dem Begriff "Ausfedern" bei Druckfedern eine
Verlängerung und bei Zugfedern eine Verkürzung der hy
dropneumatischen Gasfeder bei nachlassenden äußeren
Kräften verstanden.
Eine erste, bevorzugte Weiterbildung der Erfindung
zeichnet sich dadurch aus, daß eine hohle Kolbenstange
vorgesehen ist, die eine der beiden Federeinheiten auf
nimmt. Dabei kann sich insbesondere in der hohlen Kol
benstange eine durch einen Trennkolben begrenzte Gas
kammer befinden. Auf der anderen Seite wird der Trenn
kolben von dem flüssigen Arbeitsmittel beaufschlagt,
das bei Einfederung aus dem Zylinderraum in den hydrau
lischen Arbeitsraum der betreffenden, in der hohlen
Kolbenstange angeordneten Federeinheit hinein verdrängt
wird. Auf diese Weise ergibt sich eine besonders kom
pakte Ausführung der erfindungsgemäßen, hydropneuma
tischen Gasfeder.
Eine andere, bevorzugte Weiterbildung der Erfindung
zeichnet sich dadurch aus, daß sich im Zylinderraum ein
Dämpfmedium befindet und daß mindestens eine der beiden
Federeinheiten über ein Drosselelement an den Zylinder
raum angeschlossen ist. Dies ist von besonderem Vorteil
im Falle eines materialschonenden, gedämpften
Ausfederns. Das mindestens eine Drosselelement kann
dabei insbesondere Teil eines Drosselrückschlagventils
sein. Das Drosselrückschlagventil stellt dabei gemäß
einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung
insbesondere einen gedrosselten Strömungsweg für das
flüssige Arbeitsmittel beim Ausfedern der
erfindungsgemäßen, hydropneumatischen Gasfeder zur Ver
fügung, während das Einfedern ungedämpft, bei Bedarf
jedoch auch über ein gesondertes Drosselelement mit
anderer Dämpfungswirkung gedämpft erfolgen kann.
Gemäß einer abermals anderen, bevorzugten Weiterbildung
der Erfindung ist vorgesehen, daß die beiden Federein
heiten jeweils einen zwischen Dämpfmedium einerseits
und Gas der Gaskammern der Federeinheiten andererseits
angeordneten Trennkolben umfassen. Die Trennkolben sind
dabei insbesondere in zylindrischen Gehäuseabschnitten
verschiebbar.
Ist in dem weiter oben dargelegten Sinne die hydropneu
matische Gasfeder nach der vorliegenden Erfindung als
Druckfeder ausgeführt, so kann insbesondere der Zylin
derraum über eine Strömungsbohrung im Kolben mit dem
zylindrischen Innenraum einer hohlen Kolbenstange ver
bunden sein. In diesem Falle ist die erste, nicht über
das Druckventil an den Zylinderraum angeschlossene Fe
dereinheit in der hohlen Kolbenstange untergebracht.
Dies ermöglicht eine kompakte Bauweise der erfindungs
gemäßen, hydropneumatischen Gasfeder.
Ist indessen die erfindungsgemäße, hydropneumatische
Gasfeder als Zugfeder ausgebildet, so ist gemäß einer
wiederum anderen bevorzugten Weiterbildung der Erfin
dung der Zylinderraum ringförmig ausgeführt. Zweckmäßi
gerweise ist dabei der den Zylinderraum bildende Rin
graum über eine Strömungsbohrung im Kolben mit dem zy
lindrischen Innenraum der hohlen Kolbenstange verbun
den. Auch in diesem Falle ist wiederum die erste, nicht
über das Druckventil an den Zylinderraum angeschlossene
Federeinheit in der hohlen Kolbenstange untergebracht,
was hinwiederum eine besonders kompakte Bauweise der
erfindungsgemäßen hydropneumatischen Gasfeder ermög
licht.
Unabhängig davon, ob die erfindungsgemäße, hydropneuma
tische Gasfeder nun als Druckgasfeder oder aber als
Zuggasfeder ausgeführt ist, erweist es sich als vor
teilhaft, wenn der von einem Zylinderrohr begrenzte Zy
linderraum über ein Druckventil mit einem hydraulischen
Arbeitsraum verbunden ist, der durch das Zylinderrohr,
eine Zwischenwand im Zylinderrohr und einen Trennkolben
begrenzt ist. Im Falle der Ausführungen der erfindungs
gemäßen, hydropneumatischen Gasfeder als Zuggasfeder ist
dabei zweckmäßigerweise ein außerhalb des Zylinder
rohres angeordneter Strömungskanal vorgesehen, über
welchen der ringförmige Zylinderraum unter Zwischen
schaltung des Druckventils mit jenem hydraulischen Ar
beitsraum in Verbindung steht.
Im folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand
zweier in der Zeichnung veranschaulichter, bevorzugter
Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigt:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine als Druckgasfeder
ausgeführte, hydropneumatische Gasfeder nach der
vorliegenden Erfindung,
Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine als Zuggasfeder
ausgeführte, hydropneumatische Gasfeder nach der
vorliegenden Erfindung und
Fig. 3 schematisch die mit den beiden in den Fig. 1
und 2 dargestellten Ausführungsbeispielen erziel
bare Kraft-Weg-Kennlinie.
Die in Fig. 1 dargestellte, hydropneumatische Gasfeder
umfaßt ein Zylinderrohr 1 und eine hohle Kolbenstange
2. Sowohl an dem Zylinderrohr 1 wie auch an der hohlen
Kolbenstange 2 ist jeweils eine Lasche 3 mit einer Öse
4 angeordnet, um die hydropneumatische Gasfeder an zwei
angrenzenden Bauteilen befestigen zu können.
Die hohle Kolbenstange 2 ist in dem Zylinderrohr 1
längs der Achse 5 verschiebbar geführt. Der Kolbenboden
6 der hohlen Kolbenstange 2 ist dabei gegenüber dem Zy
linderrohr 1 mittels der Dichtung 8 abgedichtet. Eine
weitere Dichtung 9, die endseitig an dem Zylinderrohr 1
angeordnet ist und den zylindrischen Abschnitt der
hohlen Kolbenstange 2 umgibt, verhindert das Eindringen
von Schmutz zwischen das Zylinderrohr 1 und die hohle
Kolbenstange 2.
In der hohlen Kolbenstange 2 ist eine erste Federein
heit untergebracht. Diese umfaßt eine Gaskammer 10, ei
nen Trennkolben 11 und einen hydraulischen Arbeitsraum
12. Der Trennkolben 11 ist mittels der umlaufenden
Dichtung 13 gegenüber der zylindrischen Innenwand 14
der hohlen Kolbenstange 2 abgedichtet. Der hydrauli
schen Arbeitsraum 12 ist über einen ersten Strömungs
kanal 15 an den Zylinderraum 7 angeschlossen. In dem
ersten Strömungskanal 15 ist ein Drosselelement 16 in
Form eines Drosselrückschlagventils angeordnet, das
beim Einfedern vollständig öffnet, beim Ausfedern
jedoch eine Drosselwirkung entfaltet.
Eine zweite Federeinheit ist innerhalb des Zylinder
rohres 1 untergebracht. Sie umfaßt eine Gaskammer 17,
einen Trennkolben 18 und einen hydraulischen Arbeits
raum 19. Der Trennkolben 18 ist mittels der umlaufenden
Dichtung 20 gegenüber der zylindrischen Innenwand 21
des Zylinderrohres 1 abgedichtet. Der hydraulische Ar
beitsraum 19 ist über einen die Zwischenwand 29 durch
setzenden, zweiten Strömungskanal 22 an den Zylinderraum
7 angeschlossen. In dem zweiten Strömungskanal 22 ist
ein Drosselelement 23 in Form eines
Drosselrückschlagventils und ein Druckventil 24
angeordnet. Das Druckventil 24 öffnet bei einem
voreingestellten Differenzdruck zwischen dem
Zylinderraum 7 und dem hydraulischen Arbeitsraum 19 den
zweiten Strömungskanal 22. Steigt beim Einfedern der
Kolbenstange 2 in das Zylinderrohr 1 die Druckdifferenz
zwischen dem Zylinderraum 7 und dem hydraulischen Ar
beitsraum 19 über den voreingestellten Differenzdruck
des Druckventils 24, so öffnet dieses und erlaubt ein
(ungedämpftes) Überströmen von hydraulischem
Arbeitsmittel aus dem Zylinderraum 7 über das geöffnete
Drosselrückschlagventil 23 in den hydraulischen
Arbeitsraum 19. Das Druckventil umfaßt ein integriertes
Rückschlagventil für die Rückströmung des hydraulischen
Arbeitsmittels aus dem hydraulischen Arbeitsraum 19
über das bei dieser Strömungsrichtung eine
Drosselwirkung entfaltende Drosselrückschlagventil 23
in den Zylinderraum 7, sobald infolge einer
nachlassenden, äußeren Kraft die Druckdifferenz zwischen
dem Zylinderraum 7 und dem hydraulischen Arbeitsraum 19
unter den voreingestellten Differenzdruck des Druckven
tils 24 fällt. Hierdurch ergibt sich ein gedrosseltes
Ausfedern.
Die innerhalb des Zylinderrohres 1 angeordnete, zweite
Federeinheit wirkt als Ausgleichselement zur Aufnahme
jener Menge hydraulischen Arbeitsmittels, welche aus
dem Zylinderraum 7 innerhalb des zweiten Einfederbe
reichs verdrängt wird. Innerhalb jenes zweiten Einfe
derbereichs nimmt die dem weiteren Einfedern der Kol
benstange 2 entgegengesetzte Kraft nur geringfügig zu.
Diese Kraft ist maßgeblich geprägt durch den voreinge
stellten Differenzdruck des Druckventils 24.
Das Ausschieben der Kolbenstange 2 beim Ausfedern bei
nachlassender Kraft erfolgt durch das Rückströmen des
zugleich als Dämpfungsmedium wirkenden, flüssigen Ar
beitsmittels in den Zylinderraum 7 infolge der Expan
sion des Gases in den beiden Gaskammern 10 und 17. Ein
schlagartige oder zu schnelle Rücklaufgeschwindigkeit
der Kolbenstange 2 wird, wie dargelegt, durch die in
den Strömungskanälen 15 und 22 angeordneten Drosseln
verhindert.
Hinsichtlich ihrer Funktion entspricht die in Fig. 2
veranschaulichte Zuggasfeder im wesentlichen in derje
nigen der Druckgasfeder gemäß Fig. 1 mit der Maßgabe,
daß hier beim "Einfedern" die Kolbenstange 2 aus dem
Zylinderrohr 1 herausgezogen wird und beim "Ausfedern"
wieder in dieses hineingleitet. Als maßgebliche Unter
schiede, verglichen mit der Druckgasfeder gemäß Fig. 1,
stellen sich die Ausführung des Zylinderraums 7' als
Ringraum einerseits und die Ausführung des zweiten
Strömungskanals 22' als ein externes Strömungsrohr 25
umfassend dar. Die Dichtung 9' dient hier, anders als
im Falle der Gasfeder nach Fig. 1, der hermetischen Ab
dichtung des Zylinderraumes 7'. Im übrigen erschließt
sich der Aufbau und die Funktion der hydropneumatischen
Gasfeder nach Fig. 2 unmittelbar aus der vorstehenden
Erläuterung der Fig. 1. Zur Vermeidung von Wiederholun
gen wird auf die vorstehenden Ausführungen Bezug genom
men.
Die der Fig. 3 entnehmbare Kraft-Weg-Kennlinie mit ei
nem ersten Einfederungsbereich 27 mit starkem Kraftan
stieg von einer Vorspannkraft F0 auf einen Schwellen
wert F1 und einem zweiten Einfederungsbereich 28 mit
einem geringen Kraftanstieg von jenem Schwellenwert F1
auf die Endkraft F2 ergibt sich z. B. bei der in Fig. 2
veranschaulichten, hydropneumatischen Gasfeder bei den
nachstehend wiedergegebenen Druckverhältnissen:
Der Vorspanndruck innerhalb der Gaskammer 10 beträgt ca. 230 bar, was infolge der spezifischen Dimensionie rungen einer Vorspannkraft F0 von 40 kN entspricht. Der Vorspanndruck der Gaskammer 17 beträgt hingegen ledig lich ca. 45 bar. Der voreingestellter Differenzdruck des Druckventils 24 beträgt ca. 310 bar. Wird nun die Gasfeder nach Fig. 1 auf Druck belastet, so federt, so bald die Kraft die Vorspannkraft F0 von 40 kN über steigt, die Kolbenstange 2 in das Zylinderrohr 1 ein. Etwa nach 25% des maximalen Einfederungsweges beträgt der Druck innerhalb des Zylinderraums 7 ca. 355 bar; der Schwellenwert F1 der Kraft beträgt hier 68 kN. Da hier die Druckdifferenz zwischen dem Zylinderraum 7 und dem hydraulischen Arbeitsraum 19 den voreingestellten Differenzdruck des Druckventils 24 von 310 bar er reicht, öffnet bei dieser Stellung der Kolbenstange 2 das Druckventil 24 und hält bei fortgesetztem Einfedern der Kolbenstange 2 eine Druckdifferenz von 310 bar zwi schen dem Zylinderraum 7 und dem hydraulischen Arbeits raum 19 aufrecht. Aufgrund des geringen Vorspanndruckes innerhalb der Gaskammer 17 steigt während der verblei benden 75% des Einfederungsweges die Kraft nur noch vergleichsweise geringfügig an, nämlich vom Schwellen wert in Höhe von 68 kN auf die Endkraft in Höhe von 85 kN bei maximaler Einfederung.
Der Vorspanndruck innerhalb der Gaskammer 10 beträgt ca. 230 bar, was infolge der spezifischen Dimensionie rungen einer Vorspannkraft F0 von 40 kN entspricht. Der Vorspanndruck der Gaskammer 17 beträgt hingegen ledig lich ca. 45 bar. Der voreingestellter Differenzdruck des Druckventils 24 beträgt ca. 310 bar. Wird nun die Gasfeder nach Fig. 1 auf Druck belastet, so federt, so bald die Kraft die Vorspannkraft F0 von 40 kN über steigt, die Kolbenstange 2 in das Zylinderrohr 1 ein. Etwa nach 25% des maximalen Einfederungsweges beträgt der Druck innerhalb des Zylinderraums 7 ca. 355 bar; der Schwellenwert F1 der Kraft beträgt hier 68 kN. Da hier die Druckdifferenz zwischen dem Zylinderraum 7 und dem hydraulischen Arbeitsraum 19 den voreingestellten Differenzdruck des Druckventils 24 von 310 bar er reicht, öffnet bei dieser Stellung der Kolbenstange 2 das Druckventil 24 und hält bei fortgesetztem Einfedern der Kolbenstange 2 eine Druckdifferenz von 310 bar zwi schen dem Zylinderraum 7 und dem hydraulischen Arbeits raum 19 aufrecht. Aufgrund des geringen Vorspanndruckes innerhalb der Gaskammer 17 steigt während der verblei benden 75% des Einfederungsweges die Kraft nur noch vergleichsweise geringfügig an, nämlich vom Schwellen wert in Höhe von 68 kN auf die Endkraft in Höhe von 85 kN bei maximaler Einfederung.
Claims (12)
1. Hydropneumatische Gasfeder mit einem Zylinderraum
(7, 7') und zwei jeweils eine Gaskammer (10, 17)
umfassenden Federeinheiten,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine der Federeinheiten über ein Druckventil
(24) an den Zylinderraum (7, 7') angeschlossen ist.
2. Hydropneumatische Gasfeder nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine hohle Kolbenstange (2) vorgesehen ist, die
eine der beiden Federeinheiten aufnimmt.
3. Hydropneumatische Gasfeder nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß sich in der hohlen Kolbenstange (2) eine durch
einen Trennkolben (11) begrenzte Gaskammer (10)
befindet.
4. Hydropneumatische Gasfeder nach einem der Ansprüche
1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß sich im Zylinderraum (7, 7') ein Dämpfmedium
befindet.
5. Hydropneumatische Gasfeder nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß mindestens eine der beiden Federeinheiten über
ein Drosselelement (16, 23) an den Zylinderraum (7,
7') angeschlossen ist.
6. Hydropneumatische Gasfeder nach Anspruch 4 oder An
spruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die beiden Federeinheiten jeweils einen
zwischen Dämpfmedium einerseits und Gas der Gaskam
mern (10, 17) andererseits angeordneten Trennkolben
(11, 18) umfassen.
7. Hydropneumatische Gasfeder nach einem der Ansprüche
1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß sie als Zuggasfeder ausgebildet ist, wobei der
Zylinderraum (7') ringförmig ausgeführt ist.
8. Hydropneumatische Gasfeder nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Ringraum (7') über eine Strömungsbohrung im
Kolbenboden (6) mit dem zylindrischen Innenraum ei
ner hohlen Kolbenstange (2) verbunden ist.
9. Hydropneumatische Gasfeder nach einem der Ansprüche
1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß sie als Druckgasfeder ausgebildet ist, wobei
der Zylinderraum (7) über eine Strömungsbohrung im
Kolbenboden (6) mit dem zylindrischen Innenraum ei
ner hohlen Kolbenstange (2) verbunden ist.
10. Hydropneumatische Gasfeder nach einem der Ansprüche
1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß der von einem Zylinderrohr (1) begrenzte Zylin
derraum (7) über ein Druckventil (24) und einen
zweiten Strömungskanal (22) mit einem hydraulischen
Arbeitsraum (19) verbunden ist, der durch das Zy
linderrohr (1), eine Zwischenwand (29) im Zylinder
rohr (1) und einen Trennkolben (18) einer Federein
heit begrenzt ist.
11. Hydropneumatische Gasfeder nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Drosselelemente (16, 23) jeweils Teil von
Drosselrückschlagventilen sind.
12. Hydropneumatische Gasfeder nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine mit einem Kolbenboden (6) versehene und
gegen Atmosphäre fest verschlossene, hohle Kolben
stange (2) in einem Zylinderrohr (1) verschiebbar
ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10140553A DE10140553B4 (de) | 2000-08-22 | 2001-08-17 | Hydropneumatische Gasfeder |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10041028.6 | 2000-08-22 | ||
DE2000141028 DE10041028A1 (de) | 2000-08-22 | 2000-08-22 | Hydropneumatische Gasfeder |
DE10140553A DE10140553B4 (de) | 2000-08-22 | 2001-08-17 | Hydropneumatische Gasfeder |
Publications (2)
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