-
Die Erfindung bezieht sich auf eine stufenlos verstell- und blockierbare hydropneumatische Kolbenzylinderanordnung, mit einem Führungsrohr, das koaxial in einem Außenrohr angeordnet ist, wobei zwischen dem Führungsrohr und dem Außenrohr ein Ringspalt gebildet ist und wobei das Führungsrohr und das Außenrohr an ihrem ersten Ende gemeinsam von einer Ventileinheit verschlossen sind, mit einem in dem Führungsrohr axial verschiebbaren Kolben, der den Innenraum des Führungsrohres in einen ventileinheitsseitigen ersten Arbeitsraum und einen ventileinheitsfernen zweiten Arbeitsraum unterteilt, durch den eine an dem Kolben angeordnete Kolbenstange hindurch und durch eine das zweite Ende des Außenrohres verschließende Dicht- und Führungseinheit nach außen geführt ist, mit einer Betätigungseinrichtung der Ventileinheit, durch die eine erste Verbindung von dem ventileinheitsseitigen Ende des ersten Arbeitsraums zum ventileinheitsseitigen Endes des Ringspalts zwischen Führungsrohr und Außenrohr öffenbar ist und mit einer zweiten Verbindung des ventileinheitsfernen Endes des Ringspalts mit dem zweiten Arbeitsraum, mit einer Füllung des ersten Arbeitsraums, des sich über den Arbeitshub des Kolbens erstreckenden Ringspalts und eines ventileinheitsseitigen Teils des zweiten Arbeitsraums mit einem inkompressiblen Medium sowie mit einer Füllung des ventileinheitsfernen Teils des zweiten Arbeitsraums mit einem Gas.
-
Durch solche stufenlos verstell- und blockierbare hydropneumatische Kolbenzylinderanordnungen sollen bei geschlossenem Durchgang der Ventileinheit der Kolben und die von einer Last beaufschlagte Kolbenstange in ihrer eingenommenen Lage verbleiben. Dies soll das inkompressible Medium im ersten Arbeitsraum bewirken. Nimmt während der Verstellvorgänge der Kolbenzylinderanordnung das inkompressible Medium Gasteilchen auf, wird die Inkompressibilität des inkompressiblen Mediums negativ beeinflußt, so daß nach einem Verstellvorgang der Kolben und die Kolbenstange nicht sicher in ihrer Lage gehalten werden sowie auch ein Verstellvorgang nicht exakt durchgeführt werden kann.
-
Aus der
DE 34 46 408 A1 ist eine stufenlos verstell- und blockierbare Kolbenzylinderanordnung bekannt, deren Aufbau weitgehend dem o.g. Aufbau einer Kolbenzylinderanordnung entspricht. Dabei befinden sich das inkompressible Medium und das kompressible Medium in einem Ringspalt zwischen Führungsrohr und Außenrohr und sind durch einen Trennkolben voneinander getrennt und können nicht in Kontakt zueinander gelangen.
-
Aus der
DE 18 00 020 A ist eine Kolbenzylinderanordnung mit einem Großteil der Merkmale der o.g. Kolbenzylinderanordnung bekannt. Dabei ist der gesamte Innenraum des Innenzylinders mit einer Flüssigkeit gefüllt.
-
Aufgabe der Erfindung ist es eine stufenlos verstell- und blockierbare hydropneumatische Kolbenzylinderanordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, die ein sicheres Halten von Kolben und Kolbenstange in ihrer eingestellten Lage sowie ein genaues Einstellen der Lage von Kolben und Kolbenstange ermöglicht.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die zweite Verbindung von dem ventileinheitsfernen Ende des Ringspalts in den zweiten Arbeitsraum innnerhalb des ständig mit dem inkompressiblen Medium gefüllten Teils des zweiten Arbeitsraums mündet.
-
Durch diese Ausbildung wird das über die zweite Verbindung von dem Ringspalt in den zweiten Arbeitsraum und umgekehrt geleitete inkompressible Medium direkt in das inkompressible Medium im zweiten Arbeitsraum geleitet und kommt dabei nicht mit dem Gas im zweiten Arbeitsraum in Kontakt. Es kann dabei nicht zu einer Vermischung von Gas und dem inkompressiblem Medium kommen, was die Inkompressibilität dieses Mediums reduzieren würde.
-
Damit wird ein sicheres Halten von Kolben und Kolbenstange in ihrer eingestellten Lage sowie ein genaues Einstellen der Lage von Kolben und Kolbenstange ermöglicht.
-
Grenzen Gas und inkompressibles Medium in dem zweiten Arbeitsraum unmittelbar aneinander, so ist es von Vorteil, wenn die Kolbenzylinderanordnung eine senkrechte Betriebseinbaulage aufweist, in der sich die Ventileinheit unten befindet um dadurch eine Vermischung von Gas und inkompressiblem Medium zu vermeiden.
-
Es ist zur Vermeidung einer Vermischung von Gas und inkompressiblem Medium aber auch möglich, daß der mit dem Gas gefüllte Teil des zweiten Arbeitsraums und der mit dem inkompressiblen Medium gefüllte Teil des zweiten Arbeitsraums durch eine in dem zweiten Arbeitsraum angeordnete bewegliche Trennwand voneinander getrennt sind, die eine zentrische Durchgangsöffnung aufweist, durch die die Kolbenstange dicht hindurchgeführt ist.
-
Hierdurch ist auch eine beliebige Betriebseinbaulage sichergestellt.
-
Der mit dem Gas gefüllte Teil des zweiten Arbeitsraums kann einen Federraum bilden, in dem eine den mit dem inkompressiblen Medium gefüllten Teil des zweiten Arbeitsraums beaufschlagende, vorgespannte Druckfeder angeordnet ist, wobei die Druckfeder ein unter Vorspannung stehendes Gasvolumen oder eine unter Vorspannung stehende, die Trennwand beaufschlagende mechanische Druckfeder sein kann.
-
Eine einfache Verbindung des ventileinheitsfernen Endes des Ringspalts in den zweiten Arbeitsraum ist dadurch hergestellt, wenn sich das Führungsrohr über den Arbeitshub des Kolbens erstreckt und sein ventileinheitsfernes Ende sich innerhalb des mit dem inkompressiblen Medium gefüllten Teils des zweiten Arbeitsraums befindet.
-
Dieser Aufbau weist weiterhin den Vorteil auf, daß der Querschnitt des mit Gas gefüllten zweiten Arbeitsraums größer ist als der von dem Führungsrohr umschlossene Teil des mit dem inkompressiblen Medium gefüllten zweiten Arbeitsraums, was sich positiv auf den Bauraum und bei federbeaufschlagtem inkompressiblen Medium im zweiten Arbeitsraum auch auf die Federkennung positiv auswirkt.
-
Zur konzentrischen Positionierung des Führungsrohres im Außenrohr kann das ventileinheitsferne Ende des Führungsrohres an einem Stütz- und/oder Führungskörper angeordnet sein, der an dem Außenrohr ortsfest positioniert ist und eine zentrische Durchgangsöffnung größeren Durchmessers als der Kolbenstange aufweist, durch die die Kolbenstange hindurchgeführt ist.
-
Ist dabei die zweite Verbindung in dem Stütz- und/oder Führungskörper ausgebildet und mündet vorzugsweise zur Ventileinheit hin, so wird das inkompressible Medium sicher in den mit inkompressiblem Medium gefüllten Teil des zweiten Arbeitsraums geleitet und eine Vermischung mit dem Gas noch sicherer vermieden.
-
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen
- 1 einen Längsschnitt eines ersten Ausführungsbeispiels einer stufenlos verstell- und blockierbaren hydropneumatischen Kolbenzylinderanordnung
- 2 einen Längsschnitt eines weiteren Beispiels einer Betätigungseinrichtung der Kolbenzylinderanordnung nach 1
- 3 einen Längsschnitt eines zweiten Ausführungsbeispiels einer stufenlos verstell- und blockierbaren hydropneumatischen Kolbenzylinderanordnung
- 4 einen Längsschnitt eines dritten Ausführungsbeispiels einer stufenlos verstell- und blockierbaren hydropneumatischen Kolbenzylinderanordnung.
-
Die dargestellten stufenlos verstell- und blockierbaren hydropneumatischen Kolbenzylinderanordnungen weisen ein Führungsrohr 1 auf, das so koaxial in einem Außenrohr 2 angeordnet ist, daß zwischen dem Führungsrohr 1 und dem Außenrohr 2 ein Ringspalt 3 gebildet ist.
-
Die Kolbenzylinderanordnungen sind in ihrer senkrechten Einbaulage dargestellt.
-
In dem Führungsrohr 1 ist ein Kolben 11 axial verschiebbar angeordnet, der den mit einem Öl gefüllten Innenraum des Führungsrohres 1 in einen unteren ersten Arbeitsraum 9 und einen oberen zweiten Arbeitsraum 10 unterteilt, wobei der zweite Arbeitsraum 10 sich über das Führungsrohr 1 hinaus in das Außenrohr 2 erstreckt.
-
An dem Kolben 11 ist eine Kolbenstange 12 angeordnet, die durch den zweiten Arbeitsraum 10 sowie das obere Ende des über das Führungsrohr 1 weiter nach oben ragenden Außenrohres 2 hindurch und durch eine Dicht- und Führungseinheit 13 abgedichtet nach außen geführt ist.
-
Die unteren Enden von Führungsrohr 1 und Außenrohr 2 sind von einem Ventilkörper 4 einer Ventileinheit 5 dicht verschlossen. In dem Ventilkörper 4 ist koaxial zur Längsachse 6 der Kolbenzylinderanordnung ein Ventilstift 7 in einem durchgehenden Ventilkanal 8 nach außen hin abgedichtet verschiebbar angeordnet.
-
An seinem dem ersten Arbeitsraum 9 zugewandten Ende weist der Ventilstift 7 einen Ventilkopf 14 als Schließglied auf.
-
Von dem mittleren Bereich des Ventilkanals 8 führt quer zur Längsachse 6 ein Verbindungskanal 15 zu dem Ringspalt 3.
-
In der Nähe des ersten Arbeitsraumes 9 ist in dem Ventilkörper 4 eine Dichtung 16 angeordnet, die mittels eines Stützrings 17 am Ventilkörper 4 fest gehalten wird. Diese Dichtung 16 ist radial nach innen fest in Anlage an dem Ventilkopf 14.
-
Zwischen dem Ventilkopf 14 und dem dem Ventilkopf 14 entgegengesetzten Ende des Ventilstifts 7 weist dieser einen Bereich 18 reduzierten Durchmessers auf.
-
An seinem dem ersten Arbeitsraum 9 zugewandten Ende weist der Ventilkopf 14 eine als an den Stützring 17 anschlagbarer Anschlag dienende Erweiterung 19 auf, die ein Verschieben des Ventilstifts 7 in den Ventilkanal 8 begrenzt.
-
In den 1 und 3 ist durch eine an einem mit dem Ventilkörper 4 fest verbundenen Stützteil 20 abgestützte, vorgespannte Druckfeder 21 der Ventilstift 7 zur Anlage der Erweiterung 19 an dem Stützteil 20 beaufschlagt.
-
In 2 ist eine vorgespannte Druckfeder 21' an der Außenseite des Ventilkörpers 4 abgestützt und beaufschlagt den Ventilstift 7 zur Anlage der Erweiterung 19 an dem Stützteil 20.
-
An seinem dem Ventilkörper 4 entgegengesetzten Ende ist der Ventilstift 7 von einem manuell betätigbaren Auslösestößel 22 beaufschlagbar und so weit in den ersten Arbeitsraum 9 verschiebbar, daß der Ventilkopf 14 aus dem Bereich der Dichtung 16 herausgelangt und eine Verbindung von dem ersten Arbeitsraum 9 in den Ventilkanal 8 und von diesem über den Verbindungskanal 15 in den Ringspalt 3 öffnet. Von dort kann bei Einfahrbelastung der Kolbenstange 12 durch den Kolben 11 aus dem ersten Arbeitsraum 9 verdrängtes Öl dann bis zum oberen Ende des Führungsrohres 1 und von dort in den zweiten Arbeitsraum fließen.
-
Anstatt manuell kann der Auslösestößel 22 auch motorisch beaufschlagbar sein.
-
Das obere Ende des Führungsrohres 1 ist an einem ringartigen Stütz- und Führungskörper 23 axial abgestützt und radial geführt. Der Stütz- und Führungskörper 23 wiederum ist an einer radial nach innen ragenden Sicke 24 des Außenrohres 2 axial abgestützt.
-
Der Stütz- und Führungskörper 23 besitzt einen L-förmigen Querschnitt, wobei der lange Schenkel des „L“ zum Kolben 11 hin gerichtet ist.
-
Auf der dem Kolben 11 zugewandten Seite sind am Umfang des Stütz- und Führungskörpers 23 gleichmäßig verteilt in dem „L“ mehrere zweite Verbindungen 25 ausgebildet, über die das Öl aus dem Ringspalt 3 in den zweiten Arbeitsraum 10 fließen kann. Bei Ausfahrbewegung der Kolbenstange 12 und geöffnetem Durchgang der Ventileinheit 5 wird Öl aus dem zweiten Arbeitsraum 10 über die zweiten Verbindungen 25 in den Ringspalt 3 verdrängt und über den Verbindungskanal 15 sowie den Ventilkanal 8 dem ersten Arbeitsraum 9 zugeführt.
-
Der zweite Arbeitsraum 10 ist immer vollständig und über eine zentrische Durchgangsöffnung 26 im Stütz- und Führungskörper 23 bis in das obere Ende des Außenrohres 2 hinein zu einem Ölniveau 27 mit Öl gefüllt. Oberhalb des Ölniveaus 27 bildet das Außenrohr 2 einen Federraum 28, der mit einem unter Druck stehenden Gas gefüllt ist. Dadurch steht das Öl im Führungsrohr 1 unter einem Vordruck, der den Kolben 11 in Ausfahrrichtung bewegen kann, wenn der Durchgang der Ventileinheit geöffnet ist und die Belastung der Kolbenstange in Einfahrrichtung geringer ist als die den Kolben 11 in Ausfahrrichtung belastende Vordruck.
-
In 4 ist der Federraum 28 durch eine als axial verschiebbarer Trennkolben 29 ausgebildete bewegliche Trennwand von dem zweiten Arbeitsraum 10 getrennt.
-
Bei nicht beaufschlagtem Auslösestößel 22 wird der Ventilstift 7 von dem Druck in dem ersten Arbeitsraum 9 in seine von der Dichtung 16 umschlossenen Schließstellung beaufschlagt.
-
Da das Ölniveau 27 sich immer bis zum Trennkolben 29 im Außenrohre 2 befindet, ist auch der Stütz- und Führungskörper 23 permanent innerhalb des Öls. Von dem ersten Arbeitsraum 9 über die Ventileinheit 5 und den Ringspalt 3 sowie die zweiten Verbindungen 25 in den zweiten Arbeitsraum 10 strömendes Öl gelangt dabei nicht in strömenden Kontakt mit dem Gas im Federraum 28 und kann damit auch nicht Gaspartikel aufnehmen, die auf Dauer die Inkompressibilität des Öls reduzieren würden.
-
Während in den 1 und 4 das untere Ende des Außenrohres 2 zylindrisch ausgebildet und von einem eine Führung des Auslösestößels 22 aufweisenden Verschlußstück 30 verschlossen ist, ist in 3 das untere Ende des Außenrohres 2 als Konus 31 zur Anordnung an einem Fußteil eines Stuhls ausgebildet.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Führungsrohr
- 2
- Außenrohr
- 3
- Ringspalt
- 4
- Ventilkörper
- 5
- Ventileinheit
- 6
- Längsachse
- 7
- Ventilstift
- 8
- Ventilkanal
- 9
- erster Arbeitsraum
- 10
- zweiter Arbeitsraum
- 11
- Kolben
- 12
- Kolbenstange
- 13
- Dicht- und Führungseinheit
- 14
- Ventilkopf
- 15
- Verbindungskanal
- 16
- Dichtung
- 17
- Stützring
- 18
- Bereich
- 19
- Erweiterung
- 20
- Stützteil
- 21
- Druckfeder
- 21'
- Druckfeder
- 22
- Auslösestößel
- 23
- Stütz- und Führungskörper
- 24
- Sicke
- 25
- zweite Verbindung
- 26
- Durchgangsöffnung
- 27
- Ölniveau
- 28
- Federraum
- 29
- Trennkolben
- 30
- Verschlußstück
- 31
- Konus
