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Die Erfindung bezieht sich auf eine
Kolben-Zylinder-Einheit mit einem geschlossenen Zylinder, in dem
ein Kolben über
eine radial umschließende
Ringdichtung gegenüber
dem Zylinder abgedichtet axial verschiebbar geführt ist und den Zylinderinnenraum
in einen ersten und eine zweiten Arbeitsraum unterteilt, die beide
mit einem Fluid, insbesondere mit einer hydraulischen Flüssigkeit
gefüllt
sind, mit einer Kolbenstange, die sich durch den Zylinderinnenraum
erstreckt und stirnseitig dicht durch zumindest eine Verschlußwand des
Zylinders nach außen
hindurchgeführt
ist, mit einem ersten Rückschlagventil,
dessen Schließglied
in Schließrichtung kraftbelastet
und unter einem hohen Druck in dem ersten Arbeitsraum den ersten
Arbeitsraum mit dem zweiten Arbeitsraum verbindend öffenbar
ist, mit einem zweiten Rückschlagventil,
dessen Schließglied in
Schließrichtung
kraftbelastet und unter einem hohem Druck im zweiten Arbeitsraum
den zweiten Arbeitsraum mit dem ersten Arbeitsraum verbindend öffenbar
ist.
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Derartige Kolben-Zylinder-Einheiten
finden z.B. als stufenlose Türfeststeller
für Kraftfahrzeugtüren Verwendung.
Dabei sind bei unbetätigter
Tür die beiden
Rückschlagventile
geschlossen und die Tür
in der momentan eingenommenen Stellung gehalten. Wird die Tür manuell
beaufschlagt um aus dieser Stellung herausbewegt zu werden, kommt
es dadurch zu einem Druckaufbau in einer Arbeitskammer und durch
diesen Druck zu einem Öffnen
des dieser Arbeitskammer zugeordneten Ventils. Dabei kann Fluid
aus dieser Arbeitskammer in die andere Arbeitskammer strömen.
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Zum Öffnen des Ventils muß in der
Arbeitskammer ein Druck aufgebaut werden, der die Kraftbelastung
des Schließglieds
in Schließrichtung überwindet.
Reduziert sich die Kraft der manuellen Beaufschlagung der Tür unter
ein bestimmtes Maß,
ohne daß die
Türbewegung
beendet wird, reduziert sich der Druck in der Arbeitskammer derart,
daß auch
das Rückschlagventil
schließt
und die Türbewegung durch
die Kolben-Zylinder-Einheit blockiert wird, auch wenn eine weitere
Türbewegung
noch gewünscht
wird.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher
eine Kolben-Zylinder-Einheit der eingangs genannten Art zu schaffen,
deren erstes und/oder zweiten Rückschlagventil
einen geringeren Offenhaltungsdruck zum Offenhalten des Rückschlagventils
erfordert, als dem Öffnungsdruck
zum Öffnen
des Rückschlagventils.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
daß die
von dem Druck des Arbeitsraums wirksam beaufschlagbare Fläche des
Schließglieds
des ersten und/oder zweiten Rückschlagventils
während
dessen Öffnungshubes
vergrößerbar ist.
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Da die wirksame Fläche des
Schließglieds nach Öffnung des
Rückschlagventils
größer wird, kann
das Rückschlagventil
im geöffneten
Zustand durch einen geringeren Druck im Arbeitsraum in der Offenstellung
gehalten werden. Dies bedeutet bei der Anwendung in einem stufenlosen
Türfeststeller,
daß die
manuell unbetätigte
Tür stabil
in ihrer eingenommenen Position gehalten wird und bei z.B. unbeabsichtigter
leichter Kraftbeaufschlagung die Position beibehält. Wird die Tür bewußt mit einem
bestimmten Kraftaufwand bewegt, so erfolgt auch ein entsprechender
hoher Druckaufbau im Arbeitsraum und ein Öffnen des Rückschlagventils. Für eine weitere Öffnungsbewegung
ist dann nur noch ein reduzierter Kraftaufwand erforderlich.
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Eine einfach aufgebaute Ausbildung
besteht darin, daß das
Schließglied
ein Stufenkolben ist, der in einer entsprechenden Stufenbohrung
verschiebbar angeordnet ist und dessen Stufen stirnseitige wirksam
vom Druck des Arbeitsraums beaufschlagbare Flächen aufweisen, wobei beginnend
in der Schließstellung
und der Druckbeaufschlagung der kleinsten Stufe mit zunehmendem Öffnungshub
des Stufenkolbens zunehmend weitere Stufen des Stufenkolbens druckbeaufschlagbar
sind.
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Ist zumindest die kleinste vom Druck
des Arbeitsraums beaufschlagbare Fläche des Rückschlagventils ein Schließglied eines
Sitzventils, so kommt es bei Erreichen des Öffnungsdrucks im Arbeitsraum zu
einem schnellen Öffnen
des Rückschlagventils und
damit auch zu einer sofortigen Reduzierung des zum Offenhalten erforderlichen
Drucks. Eine Tür kann
somit nach Einleitung einer Bewegung sofort mit geringerer Kraft
weiterbewegt werden.
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Dabei kann in einfacher Weise die
Stirnseite der kleinsten Stufe des Stufenkolbens das Schließglied bilden,
das auf die einen Ventilsitz des Rückschlagventils bildende Mündung der
zum Arbeitsraum führenden
kleinsten Stufe der Stufenbohrung aufsetzbar ist.
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Besitzt das Schließglied eine
kegelartige Schließfläche, die
auf den Ventilsitz aufsetzbar ist, so wird im geschlossenen Zustand
des Rückschlagventils
ein hoher Dichtheitsgrad erreicht, der dadurch bei geringeren Herstellungstoleranzen
noch vergrößert wird,
wenn das Schließglied
eine Schließfläche aus einem
Elastomer besitzt.
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Besitzt eine oder mehrere Stufen
der Stufenbohrung eine Verbindung zur nächstgrößeren Stufe, wobei bei Erreichen
jeweils eines bestimmten Öffnungshubes
die entsprechende Verbindung zur nächsthöheren Stufe der Stufenbohrung öffenbar
ist, so erfolgt die Reduzierung des erforderlichen Offenhaltungsdrucks
stufenweise und nicht plötzlich.
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Ein einfacher Aufbau mit wenigen
Bauteilen wird dadurch erreicht, daß eine oder mehrere. der Stufen
des Stufenkolbens einen Schieber eines Schieberventils bilden, durch
den die entsprechende radial in die Stufenbohrung mündende Verbindung verschließbar ist.
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Um trotz Einhaltung geringerer Toleranzen eine
gute Abdichtung zu erhalten, können
eine oder mehrere der Stufen des Stufenkolbens an ihrer zylindrischen
Mantelfläche
eine radial umlaufende Ringnut aufweisen, in der ein Dichtring eingesetzt
ist, der mit seinem radial umlaufenden äußeren Bereich dichtend an der
Innenwand der entsprechenden Stufe der Stufenbohrung in Anlage ist.
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Von der größten Stufe der Stufenbohrung kann
eine radiale Verbindung in einen ringförmigen Zylinderraum münden, der
zwischen der Innenwand des Zylinders und der radial umlaufenden
Mantelfläche
des Kolbens gebildet und durch die Ringdichtungen gegenüber den
Arbeitsräumen
abgedichtet ist, durch dessen Druck der Stufenkolben in Öffnungsrichtung
beaufschlagbar ist, wobei die radiale Verbindung von der größten Stufe
des Stufenkolbens verschließbar
und in dessen größter Öffnungshubstellung öffenbar
ist. Von dem Zylinderraum kann das Fluid zu dem anderen Arbeitsraum
strömen.
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Zur einfachen Kraftbelastung in Schließrichtung
kann das Schließglied
durch eine am Kolben abgestützte
Druckfeder, insbesondere eine Schraubendruckfeder oder eine Tellerfeder
in Schließrichtung belastet
sein.
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Zur Dämpfung der Bewegung des Stufenkolbens
kann die größte Stufe
der Stufenbohrung auf der der Arbeitskammer abgewandten Seite des
Stufenkolbens eine Dämpfungskammer
bilden, die über eine
Dämpfungsöffnung mit
dem Zylinderinnenraum verbunden ist. Die Dämpfungsöffnung definiert dabei die Öffnungszeit
des Rückschlagventils.
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Ist die Dämpfungskammer bei Bewegung des
Stufenkolbens in Schließrichtung über ein
Ventil mit dem Zylinderraum verbindbar, so kann bei einer Schließbewegung
schnell Fluid von dem Zylinderraum in die Dämpfungskammer strömen, was
eine geringe Schließzeit
des Rückschlagventils
ermöglicht.
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Dieses Ventil ist besonders einfach
aufgebaut, wenn es einen Dichtring aufweist, der in einer Ringnut
angeordnet ist, die an der zylindrischen Mantelfläche der
größten Stufe
des Stufenkolbens ausgebildet ist, wobei die der Dämpfungskammer
abgewandte Seite des Dichtrings mit dem Zylinderraum verbindbar
und der Dichtring von dem Zylinderraum zur Dämpfungskammer über- oder
unterströmbar
ist.
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Ein besonderer Einbauraum ist für die Druckfeder
nicht erforderlich, wenn die Druckfeder in der Dämpfungskammer angeordnet ist,
so daß eine
geringe Baulänge
der Kolben-Zylinder-Einheit
ermöglicht
wird.
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Um bei der Schließbewegung des Stufenkolbens
ein Ausströmen
des Fluids aus der größten Stufe
der Stufenbohrung auch im letzten Schließhubbereich sicherzustellen,
kann die größte Stufenbohrung auf
der der Arbeitskammer zugewandeten Seite der entsprechenden Stufe
des Stufenkolbens über
eine Drosselöffnung
mit dem Zylinderraum verbunden sein.
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Die den Kolben umschließende und
gegenüber
dem Zylinder abdichtende Ringdichtung kann in einer Ringnut angeordnet
sein, die an der zylindrischen Mantelfläche des Kolbens ausgebildet
ist.
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Weist die Ringdichtung dabei eine
radial umlaufende Dichtlippe auf, die mit ihrem freien Ende etwa
zum Arbeitsraum gerichtet federnd an der Innenwand des Zylinders
in Anlage ist, so ist zwar eine Fluidströmung von dem Arbeitsraum in
den auf der anderen Seite der Ringdichtung befindlichen Zylinderraum
sicher abgesperrt. In umgekehrter Richtung kann das Fluid aber problemlos
strömen.
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Zumindest eine Stufenbohrung kann
durch die Durchgangsbohrung eines zur Dämpfungskammer gerichteten Rohres
gebildet sein, in der eine kleinere Stufe des Stufenkolbens verschiebbar
angeordnet ist, wobei das Rohr von einem kragenartigen Bereichs
des Stufenkolbens umgriffen ist, an dem radial das Rohr umschließend die
nächst
größere Stufe
des Stufenkolbens angeordnet ist. Dies führt zu einer ineinander verschachtelten
Anordnung von Stufenkolben und Stufenbohrung und damit zu einer
kurzen Baulänge..
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Ist dabei das Rohr an seinem der
Dämpfungskammer
zugewandten Endbereich mit radial durchgehenden Schlitzen ausgebildet,
die die radiale Verbindung zwischen zwei Stufen der Stufenbohrung bilden,
so bilden diese auf einfache Weise eine radiale Verbindung großen Querschnitts
zwischen zwei Stufen der Stufenbohrung, was eine schnelle Fluidströmung und
damit eine schnelle Bewegung des Stufenkolbens ermöglicht.
Eine einfache, viele Elemente in einen Bauteil zusammenfassende
Ausgestaltung und damit auch eine Reduzierung des Herstellungs-
und Montageaufwandes wird dadurch erreicht, daß der Stufenkolben aus einem
elastomeren Werkstoff besteht und einteilig mit der Schließfläche des
Schließglieds
und/oder mit radial umlaufenden Dichtlippen an einer oder mehreren
Stufen des Stufenkolbens ausgebildet ist.
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Eine kurze Baulänge und kompakte Bauweise der
Kolben-Zylinder-Einheit wird dadurch erreicht, daß der Kolben
mit einer einseitigen Kolbenstange versehen ist und eine Kolbenvolumenausgleichskammer
zur Aufnahme der gegenüber
der Verdrängungsmenge
des kolbenstangenseitigen Arbeitsraumes größeren Verdrängungsmenge des kolbenstangenfernen
Arbeitsraums aufweist, wobei die Bauweise besonders kompakt ausgestaltet
werden kann, wenn die Volumenausgleichskammer zwischen dem ersten
und dem zweiten Rückschlagventil
im Kolben angeordnet und über
eine Einlaßöffnung mit
dem Zylinderraum zwischen dem ersten und dem zweiten Rückschlagventil
verbunden ist.
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Um beim Öffnen des Rückschlagventils einen plötzlichen
Druckabfall in dem Arbeitsraum und dadurch hervorgerufene störende Geräusche zu
vermeiden, kann in einem ersten Teil des Öffnungshubes des Schließgliedes
des Rückschlagventils
der Ventildurchgang ein Drosseldurchgang sein.
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Dabei kann der Drosseldurchgang in
Strömungsrichtung
von dem ersten Arbeitsraum zum zweiten Arbeitsraum und/oder von
dem zweiten Arbeitsraum zum ersten Arbeitsraum vor und/oder hinter
dem Ventilsitz des Sitzventils angeordnet sein.
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Eine einfach aufgebaute Möglichkeit
zur Anordnung des Drosseldurchgangs vor dem Ventilsitz besteht darin,
daß der
Stufenkolben einen von dem Schließglied zum Arbeitsraum gerichteten
etwa zylindrischen Fortsatz aufweist, der durch die kleinste Stufe
der Stufenbohrung ragt, wobei ein Ringspalt zwischen der umlaufenden
Mantelfläche
des Fortsatzes und der Innenwand der kleinsten Stufe der Stufenbohrung
den Drosseldurchgang bildet.
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Im gleichen Maße einfach aufgebaut ist ein hinter
dem Ventilsitz angeordneter Drosseldurchgang erreichbar, wenn die
in Strömungsrichtung
von dem ersten Arbeitsraum zum zweiten Arbeitsraum und/oder von
dem zweiten Arbeitsraum zum ersten Arbeitsraum hinter dem Ventilsitz
des Sitzventils befindliche Stufe des Stufenkolbens einen etwa zylindrisch
ausgebildeten Fortsatz aufweist, der in Öffnungsrichtung des Rückschlagventils
durch einen in die zweite Stufe der Stufenbohrung ragenden koaxialen
ringförmigen
Kragen geführt
ist, wobei ein Ringspalt zwischen der umlaufenden Mantelfläche des
Fortsatzes und der Innenwand des ringförmigen Kragens den Drosseldurchgang
bildet.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung
sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.
Es zeigen
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1 einen
Querschnitt im Kolbenbereich einer Kolben-Zylinder-Einheit
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2 eine
vergrößerte Darstellung
des Kolbens der Kolben-Zylinder-Einheit nach 1 im Bereich eines Rückschlagventils im Querschnitt
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3 ein
erstes Ausführungsbeispiel
eines Stufenkolbens des Rückschlagventils
nach 2 im Schnitt
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4 ein
zweites Ausführungsbeispiel
eines Stufenkolbens für
ein Rückschlagventil
nach 2 im Schnitt
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5 ein
erstes Ausführungsbeispiel
der Verbindung von Teilen des Kolbens der Kolben-Zylinder-Einheit
nach 1
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6 ein
zweites Ausführungsbeispiel
der Verbindung von Teilen des Kolbens der Kolben-Zylinder-Einheit
nach 1.
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7 eine
ein zweites Ausführungsbeispiel einer
vergrößerten Darstellung
eines Kolbens der Kolben-Zylinder-Einheit nach 1 im Bereich eines Rückschlagventils im Querschnitt
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Die in 1 darstellte
Kolben-Zylinder-Einheit ist ein stufenlos wirkender Türfeststeller
für Kraftfahrzeuge.
Er besitzt einen an seinen Enden geschlossenen Zylinder 1,
in dem ein Kolben 2 verschiebbar geführt ist, der den Innenraum
des Zylinders 1 in einen kolbenstangenseitigen ersten Arbeitsraum 3 und
einen kolbenstangenfernen zweiten Arbeitsraum 4 unterteilt.
Beide Arbeitsräume 3 und 4 sind
mit Öl
gefüllt.
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Einseitig ist an dem Kolben 2 eine
Kolbenstange 5 angeordnet, die sich durch den ersten Arbeitsraum 3 erstreckt
und durch eine nicht dargestellte Dichtung sowie eine ebenfalls
nicht dargestellte stirnseitige Verschlußwand des Zylinders 1 dicht nach
außen
geführt
ist.
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Der Kolben 2 besteht aus
einem mittleren Volumenausgleichselement 6, einem zum ersten
Arbeitsraum 3 hin sich anschließenden ersten Ventilelement 7 und
einem zum zweiten Arbeitsraum 4 hin sich anschließenden zweiten
Ventilelement 8.
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Das Volumenausgleichselement 6,
das erste Ventilelement 7 und das zweite Ventilelement 8 sind fest
miteinander verbunden, wobei an dem ersten Ventilelement 7 auch
die Kolbenstange 5 befestigt ist. Die etwa topfartig ausgebildeten
Ventilelemente 7 und 8 besitzen an ihren den jeweiligen
Arbeitsräumen 3 und 4 zugewandten
Enden einen Boden 9.
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Die kleinste Stufe 10 einer
koaxial im Ventilelement 7 und 8 ausgebildeten
Stufenbohrung 11 erstreckt sich durch den Boden 9 und
mündet
in dem Arbeitsraum 3 bzw. 4. Dazu sind bei dem
ersten Ventilelement 7 drei rechtwinklig die kleinste Stufe 10 schneidende
Verbindungsbohrungen 12 im Ventilelement 7 ausgebildet.
Bei dem Ventilelement 8 mündet die kleinste Stufe 10 der
Stufenbohrung 11 direkt in den Arbeitsraum 4.
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Da der Aufbau der Ventilelemente 7 und 8 ansonsten
gleich ist, erfolgt die weitere Beschreibung anhand des zweiten
Ventilelements 8.
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An die kleinste Stufe 10 der
Stufenbohrung 11 anschließend ist in dem Boden 9 eine
zweite Stufe 13 der Stufenbohrung 11 ausgebildet,
zu deren Verlängerung
von dem Arbeitraum 4 weggerichtet an dem Boden 9 ein
koaxial in die Topföffnung
des Ventilelements 8 hervorstehendes Rohr 14 ausgebildet ist,
das an seinem dem Arbeitsraum abgewandten Endbereich mit radial
durchgehenden Schlitzen 15 ausgebildet ist. Die Topföffnung des
Ventilelements 8 selbst bildet die größte Stufe 16 der Stufenbohrung 11.
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In dieser größten Stufe 16 der
Stufenbohrung 11 ist die größte Stufe 17 eines
Stufenkolbens 18 verschiebbar angeordnet, deren kleinere
Stufe 19 in der zweiten Stufe 13 der Stufenbohrung 11 verschiebbar
ist. Das zur kleinsten Stufe 10 der Stufenbohrung 11 gerichtete
Ende der kleineren Stufe 19 des Stufenkolbens 18 ist
als Schließglied 20 eines Rückschlagventils 26 mit
einer kegelartigen Schließfläche 21 ausgebildet,
die auf einen Ventilsitz 22 aufsetzbar ist, der von der
Mündung
der kleinsten Stufe 10 in die zweite Stufe 13 der
Stufenbohrung 11 gebildet ist. Das Schließglied 20 ist
dabei ein separates Bauteil aus einem elastomeren Werkstoff, das
an seiner der Schließfläche 21 abgewandten
Seite einen koaxial hervorstehenden Schaft 23 besitzt,
mit dem es in eine entsprechende Grundbohrung 24 im Stufenkolben 18 fest
eingesetzt ist.
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Durch einen den Schaft 23 an
seinem aus der Grundbohrung 24 herausragenden-Bereich umschließenden Dichtring 25,
der mit seiner radial umlaufenden äußeren Ringfläche an der
zylindrischen Innenwand der zweiten Stufe 13 der Stufenbohrung 13 in
Anlage ist, ist die zweite Stufe 13 von der größten Stufe 17 der
Stufenbohrung 11 absperrbar. Diese Absperrung besteht in
dem ersten Teil eines Öffnungshubes
des Rückschlagventils 26 bis
der Dichtring 25 den Bereich der radialen Schlitze 15 erreicht hat
und dann über
diese die kleinste Stufe 10 und die zweite Stufe 13 der
Stufenbohrung 11 und damit auch der zweite Arbeitsraum 4 mit
der größten Stufe 16 der
Stufenbohrung 11 verbunden wird.
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Diese Öffnungsbewegung des Stufenkolbens 11 erfolgt
entgegen der Kraft einer den Stufenkolben 11 in Schließrichtung
beaufschlagenden vorgespannten Schraubendruckfeder 27,
wenn sich ein entsprechender Druck in dem Arbeitsraum 4 aufgebaut
hat, der zunächst
die Schließfläche 21 des Schließgliedes 20 und
nach dessen Abheben von dem Ventilsitz 22 die gesamte Stirnfläche der
kleineren Stufe 19 des Stufenkolbens 18 beaufschlagt.
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Nach Überfahren der Schlitze 15 durch
den Dichtring 25 wird dann auch noch die Fläche der größten Stufe 17 des
Stufenkolbens 18 beaufschlagt.
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Durch dieses sugsessive Zuschalten
der Druckbeaufschlagung der Stufen des Stufenkolbens 18 wird
auch bei einer Reduzierung des Drucks in dem Arbeitsraum 4 nach
einem Abheben des Schließglieds 20 von
dem Ventilsitz 22 das Rückschlagventil 26 offen
gehalten.
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Von dem Bodenbereich der größten Stufe 16 der
Stufenbohrung 11 führt
eine Drosselöffnung 28 in einen
ringförmigen
Zylinderraum 29, der zwischen der radial umlaufenden Mantelfläche des
Kolbens 2 und der Innenwand des Zylinders 1 zwischen
jeweils einer das erste und das zweite Ventilelement 7 und 8 umschließenden und
gegenüber
der Innenwand des Zylinders 1 abdichtenden Ringdichtung 30 gebildet ist.
Diese Ringdichtungen 30 besitzen eine radial umlaufende
Dichtlippe 31, die mit ihrem freien Ende etwa zu dem an
ihr Ventilelement 7 und 8 angrenzenden Arbeitsraum 3 und 4 gerichtet
ist und federnd an der Innenwand 32 des Zylinders 1 in
Anlage ist.
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Die größte Stufe 17 des Stufenkolbens 18 besitzt
an ihrer radial umlaufenden Mantelfläche zwei im Abstand zueinander
ausgebildete Ringnuten 33 und 34, in deren Dichtringe 35 und 36 zur
Abdichtung des Stufenkolbens 18 gegenüber der Innenwand der größten Stufe 16 der
Stufenbohrung 11 angeordnet sind. Zwischen den beiden mit
den Dichtringen 35 und 36 versehenen Ringnuten 33 und 34 ist
an der zylindrischen Mantelfläche
der größten Stufe 17 des Stufenkolbens 18 eine
weitere radial umlaufende Ringnut 37 ausgebildet, die in
der Schließposition des
Stufenkolbens 18 radial in Überdeckung mit einer in der
größten Stufe 17 des
Stufenkolbens 18 ausgebildeten, die Ringnut 37 mit
dem Zylinderraum 29 verbindenden radialen Verbindung 38 ist.
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In der Stellung des größten Öffnungshubes des
Stufenkolbens 18 gelangt die größte Stufe 16 der Stufenbohrung 11 in
Verbindung mit der radialen Verbindung 38, so daß das unter
Druck stehende Öl
aus dem Arbeitsraum 4 über
die Stufen 10, 13 und 16 der Stufenbohrung 11 und
die radiale Verbindung 38 in den Zylinderraum 29 strömen kann.
Da die Dichtlippe 31 des Ventilelements 8 von
dem Arbeitsraum 4 her druckbelastet ist, sperrt sie den
Zylinderraum 29 zum Arbeitsraum 4 hin ab. Eine derartige
Druckbelastung der Dichtlippe 31 des Ventilelements 7 ist
aber nicht vorhanden, so daß das
von dem Arbeitsraum 4 in den Zylinderraum 29 strömende Öl die Dichtlippe
des Ventilelements 7 überströmt und in
den Arbeitsraum 3 gelangt. Damit ist der gesamte Kolben 2 in
den Arbeitsraum 4 verschiebbar.
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Da das aus dem Arbeitsraum 4 verdrängte Ölvolumen
größer ist,
als das durch die Verschiebung des Kolbens 2 gewonnene
Volumen in dem die Kolbenstange 5 aufnehmenden Arbeitsraum 3,
wird das überschüssige Ölvolumen über eine
Einlaßöffnung 39 von
dem Zylinderraum 29 in eine Volumenausgleichskammer 40 des
Volumenausgleichselements 6 verdrängt.
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Bei Beendigung der Kraftbeaufschlagung der
Kolbenstange 5 und damit der Bewegung des Kolbens 2 wird
das Öl
in dem Arbeitsraum 4 drucklos, so daß die Schraubendruckfeder 27 den
Stufenkolben 18 wieder in seine Schließstellung verschiebt und das
Rückschlagventil 26 geschlossen
wird.
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In der größten Stufe 16 der
Stufenbohrung 11 ist auf der dem Arbeitsraum 4 abgewandten
Seite der größten Stufe 17 des
Stufenkolbens 18 eine Dämpfungskammer 41 gebildet,
die über
eine Dämpfungsöffnung 42 mit
dem Zylinderraum 29 verbunden ist, wodurch eine Öffnungsbewegung
des Stufenkolbens 18 gedämpft wird.
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Um eine Dämpfung der Schließbewegung
zu vermeiden, ist der Dichtring 36 in Richtung von dem Zylinderraum 29 zur
Dämpfungskammer 41 unterströmbar und
so die Dämpfungskammer 41 schnell mit Öl füllbar. In
umgekehrte Richtung dichtet der Dichtring 26 aber ab, so
daß bei
einer Öffnungsbewegung
nur die Dämpfungsöffnung 42 als
Verbindung der Dämpfungskammer 41 mit
dem Zylinderraum 29 zur Verfügung steht.
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In dem letzten Teil des Schließhubes,
wenn die Verbindung von der radialen Verbindung 38 zur größten Stufe 16 der
Stufenbohrung 11 bereits wieder unterbrochen ist, kann
das restliche Öl
aus der Stufe 16 über
die Drosselöffnung 28 in
den Zylinderraum 29 und von dort die nun druckentlastete
Dichtlippe 31 überströmend in
den Arbeitsraum 4 gelangen. Der Aufbau und die Funktion
des Ventilelements 7 entspricht dem Aufbau und der Funktion
des beschriebenen Ventilelementes 8.
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Der in 4 dargestellte
Stufenkolben 18' entspricht
in seinem Aufbau und seiner Funktion dem in den 1 bis 3 dargestellten
Stufenkolben 18 mit dem Unterschied, daß er als ein Bauteil aus einem Elastomer
besteht und einteilig mit die Dichtringe 35 und 36 bildenden
Dichtlippen 43 und 44, mit einer den Dichtring 25 bildenden
Dichtlippe 45 und mit dem die Schließfläche 21 aufweisenden
Schließglied 20 ausgebildet
ist.
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In den 5 und 6 sind Verbindungen des Ventilelements 8 mit
dem Volumenausgleichselement 6 dargestellt. Dabei weist
das Ventilelement 8 ein koaxiales ringförmiges Ende 46 und
das Volumenausgleichselement 6 ein koaxiales ringförmiges Ende 47 auf.
Beide ringförmigen
Enden 46 und 47 besitzen den gleichen Außendurchmesser.
Das ringförmige
Ende 46 besitzt an seinem Innenumfang eine durchmesservergrößernde Ringstufe 48 und
das ringförmige
Ende 47 an seinem Außendurchmesser eine
entsprechende durchmesserverringernde Ringstufe 49. Diese
Ringstufen 48 und 49 werden teleskopartig ineinander
geschoben und miteinander verbunden.
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Bei dem Ausführungsbeispiel der 5 erfolgt dies durch eine
materialschlüssige
Verbindung wie z.B. eine Laserverschweißung. Bei dem Ausführungsbeispiel
der 6 ist im Bereich
der Ringstufe 48 eine radiale Rastöffnung 50 ausgebildet,
in die eine entsprechende radial nach außen hervorstehende Rastnase 51 an
der Ringstufe 49 bei dem teleskopischen Ineinanderschieben
der Ringstufen 48 und 49 einrastbar ist.
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Der grundsätzliche Aufbau des Ausführungsbeispiels
der 7 entspricht dem
in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel
wobei der Stufenkolben 18'' analog dem
in 4 dargestellten Stufenkolben 18' als ein aus
einem Elastomer bestehenden Bauteil ausgebildet ist.
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Der Stufenkolben 18'' weist dabei einen von dem Schließglied 20 zum
Arbeitsraum 3 gerichteten zylindrischen Fortsatz 52 auf,
der durch die kleinste Stufe 10 der Stufenbohrung 11 ragt.
Der zwischen der umlaufenden Mantelfläche des Fortsatzes 52 und der
Innenwand der kleinsten Stufe 10 der Stufenbohrung 11 gebildete
Ringspalt 53 wirkt als Drosseldurchgang.
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An dem dem freien Ende des Stufenkolbens 18'' entgegengesetzten Ende des Fortsatzes 52 schließt sich
konisch erweiternd eine Schließfläche 21 an,
die dann in einen weiteren zylindrischen Fortsatz 54 des
Stufenkolbens 18'' übergeht.
Dieser weitere Fortsatz 54 ist durch einen koaxialen ringförmigen Kragen 55 hindurchgeführt, der
in Öffnungsrichtung
des Rückschlagventils 26 frei
in die zweite Stufe 13 der Stufenbohrung 11 ragt.
Der Ringspalt 56 zwischen der umlaufenden Mantelfläche des
Fortsatzes 54 und der Innenwand des ringförmigen Kragens 55 bildet
einen weiteren Drosseldurchgang.
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Da die Länge der kleinsten Stufe 10 der
Stufenbohrung 11 kleiner ist als die Länge des Fortsatzes 52 bleibt
im ersten Teil eines Öffnungshubes
des Stufenkolbens 18'' die Drossellänge konstant.
Erst im weiteren Verlauf reduziert sich die Überdeckung von kleinster Stufe 10 und
Fortsatz 52 und damit die Drossellänge.
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Gleichzeitig reduziert sich die in
Schließstellung
des Stufenkolbens 18'' größte Länge des
Ringspalts 56 zwischen dem Fortsatz 54 und dem
Kragen 55, so daß sich
auch deren Drossellänge.
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Da aber die Länge des Fortsatzes 54 größer ist
als die Länge
des Fortsatzes 52 wird eine völlige Öffnung des Durchgangs von dem
Arbeitsraum 4 zur zweiten Stufe der Stufenbohrung 11 erst
erreicht, wenn sich der Fortsatz 54 außerhalb des Kragens 55 befindet.
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In der Wand der zweiten Stufe 13 der
Stufenbohrung 11 ist eine axiale Steuernut 57 ausgebildet, durch
die bereits vor einer Öffnung
der zweiten Stufe 13 zur größten Stufe 16 der
Stufenbohrung eine limitierte Verbindung hergestellt wird.
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- 1
- Zylinder
- 2
- Kolben
- 3
- erster
Arbeitsraum
- 4
- zweiter
Arbeitsraum
- 5
- Kolbenstange
- 6
- Volumenausgleichselement
- 7
- erstes
Ventilelement
- 8
- zweites
Ventilelement
- 9
- Boden
- 10
- kleinste
Stufe
- 11
- Stufenbohrung
- 12
- Verbindungsbohrunge
- 13
- zweite
Stufe
- 14
- Rohr
- 15
- Schlitze
- 16
- größte Stufe
- 17
- größte Stufe
- 18
- Stufenkolben
- 18'
- Stufenkolben
- 18''
- Stufenkolben
- 19
- kleinere
Stufe
- 19'
- Kleinere
Stufe
- 20
- Schließglied
- 21
- Schließfläche
- 22
- Ventilsitz
- 23
- Schaft
- 24
- Grundbohrung
- 25
- Dichtring
- 26
- Rückschlagventil
- 27
- Schraubendruckfeder
- 28
- Drosselöffnung
- 29
- Zylinderraum
- 30
- Ringdichtung
- 31
- Dichtlippe
- 32
- Innenwand
- 33
- Ringnut
- 34
- Ringnut
- 35
- Dichtring
- 36
- Dichtring
- 37
- Ringnut
- 38
- radiale
Verbindung
- 39
- Einlaßöffnung
- 40
- Volumenausgleichskammer
- 41
- Dämpfungskammer
- 42
- Dämpfungsöffnung
- 43
- Dichtlippe
- 44
- Dichtlippe
- 45
- Dichtlippe
- 46
- ringförmiges Ende
- 47
- ringförmiges Ende
- 48
- Ringstufe
- 49
- Ringstufe
- 50
- Rastöffnung
- 51
- Rastnase
- 52
- zylindrischer
Fortsatzz
- 53
- Ringspalt
- 54
- zylindrischer
Fortsatz
- 55
- ringförmiger Kragen
- 56
- Ringspalt
- 57
- Steuernut