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Flüssigkeitsfeder Die Erfindung betrifft eine Flüssigkeitsfeder mit
einem dickwandigen, flüssigkeitsgefüllten Druckbehälter und einem Kolben, der gleitend
durch eine äußere Bohrung und eine im Durchmesser größere innere Bohrung in den
Behälter eindringt, wobei der Kolben in der äußeren Bohrung durch einen im Behälter,
in der inneren durch einen auf dem Kolben sitzenden Lagerring gelagert ist und auf
dem Kolben im Bereich der inneren Bohrung eine Dichtung liegt, die sich gegen einen
Kolbenflansch abstützt.
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Solche Federungen sind bis jetzt hauptsächlich als Stoßdämpfer für
Flugzeugfahrgestelle verwendet worden. Es ist verständlich, daß für diesen Zweck
eine Flüssigkeitsfederung verlangt wird, die für eine kurze Zeit betriebsbereit
ist, wonach dann eine lange Stillstandszeit vorliegt.
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Die Erfindung befaßt sich insbesondere - wenn auch nicht ausschließlich
- mit Flüssigkeitsfederungen, die für industriellen Gebrauch gedacht sind, wo es
vorkommen kann, daß diese Federungen einer großen Anzahl von Belastungen, die sich
auf wiederholte Arbeitsperioden verteilen, widerstehen müssen. Die Hauptaufgabe
der Erfindung liegt darin, eine Konstruktion zu schaffen, welche eine lange Lebensdauer
bei geringster Abnutzung der Auflageflächen ermöglicht.
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Eine bekannte Flüssigkeitsfeder obiger Art zeigt einen Kolben, der
eine Lagerbuchse durchsetzt und eine Buchse trägt, die in einer Bohrung größeren
Durchmessers geführt ist. Die Buchse hat eine wesentlich größere Länge als Dicke
und bildet hinter dem Dichtungsring ein trockenes Lager. Eine in die Stirnfläche
des Kolbens geschraubte Kappe dient dazu, einen Dichtungsring zu halten. Diese Kappe
kann jedoch auf Grund ihrer kurzen, axialen Länge und der Art der Befestigung, die
keine genaue Zentrierung gewährleistet, nicht als inneres Führungslager für den
Kolben angesprochen werden. Die Buchse weist bei normalem Druck mit Ausnahme eines
im Durchmesser größeren Lippenabschnittes, der unmittelbar hinter einem Dichtungsring
liegt, Spiel gegenüber der Bohrung auf. Der Zweck dieser Maßnahme ist in der Reduzierung
der Reibung bei niedrigem Druck zu sehen, wobei jedoch offensichtlich ist, daß bei
geringen Drücken kleine Schmutzteilchen ihren Weg in den Spielraum zwischen Bohrung
und Buchse finden können, die, wenn die Buchse mit Drücken von 1400 kg/cm2 und mehr
in gleitender Anlage an die Bohrungswandung gedrückt wird, Riefen in der Bohrung,
in welcher der Dichtungsring gleitet, hervorrufen können.
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Diese Mängel werden erfindungsgemäß dadurch behoben, daß der innere
Lagerring einwärts der Dichtung sitzt und einen Flüssigkeitsdurchgang aufweist.
Durch die Anordnung des Lagerringes auf der Innenseite der Dichtungspackung wird
eine ständige Schmierung der Lagerwände mit der im Druckgefäß befindlichen Flüssigkeit
erzielt.
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Eine vorteilhafte Maßnahme der Erfindung ist darin zu sehen, daß die
Dichtung aus einem Dichtungsring aus weichem Material, welcher mit der Bohrung zusammenwirkt,
und einem Stützring aus zähem Material besteht.
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Der Stützring, der eine geringe axiale Dicke hat, die gerade ausreicht,
um ein Herausdrücken des Dichtungsringes zu verhüten, bildet das einzige trockene
Lager in der Bohrung, wobei seine Dicke so gering ist, daß die Ablagerung von Schmutzteilchen
zwischen ihm und der Bohrung praktisch ausgeschlossen wird.
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Die Erfindung ist an Hand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel
erläutert. Ein dickwandiger Zylinder 11 ist an seinem einen Ende durch eine als
eine Abschlußschraube 12 ausgebildete Endwand abgeschlossen. Die Abschlußsehraube
12 wird durch einen Sprengring 13, welcher zur Zusammenwirkung mit einer auf der
Abschlußschraube 12 gebildeten Schulter 15 in eine in dem Zylinder gebildete Nut
14 eingelassen ist, gegen eine Bewegung nach außen gesichert. Die Abschlußschraube
12 weist eine Öffnung auf, welche mit einer Lagerbuchse 16 aus geeignetem Material,
wie z. B. Phosphorbronze oder auch einem synthetischen Material, wie z. B. Nylon,
ausgestattet ist.
Das durch die Buchse 16 gebildete Außenlager führt
in eine koaxiale Bohrung 19 von größerem Durchmesser, die sich gleichförmig innerhalb
eines Randteiles 17 erstreckt, der eine Verlängerung der Abschlußschraube 12 nach
innen in die Kammer 18 der Feder bildet.
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In der Bohrung 19 des Randteiles 17 gleitet eine Buchse
20, die ein Innenlager an dem inneren Ende eines Kolbens 21 bildet. Die Buchse
20 kann aus demselben Material wie die Buchse 16 hergestellt sein.
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Der Kolben 21 tritt in das feststehende Außenlager 16 ein und ist
einwärts durch einen radialen Flansch 22 vergrößert, welcher jedoch kurz vor der
Bohrung 19 endet, um einen Spielraum 30 vorzusehen. Der Flansch trägt einen Stützring
23 aus zähem Material, wie z. B. Nylon, das die Bohrung 19 nicht nennenswert abnutzt,
jedoch imstande ist einen Dichtungsring 24 aus weicherem federndem Material vor
einer Ausstoßung in den zwischen dem Flansch 22 und der Bohrung 19 befindlichen
Spielraum 30 hinein zu bewahren.
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Der Dichtungsring 24 kann von gleich starkem kreisförmigem Querschnitt
sein; er wird nach innen - wenn auch mit einem gewissen axialen Spielraum - durch
die Buchse 20 begrenzt, wobei die letztgenannte wiederum beispielsweise durch einen
Splint 25 auf dem Kolben 21 gehalten wird. Zwischen der Buchse 20 und dem
inneren Ende des Kolbens 21 kann zum Ausgleich des Druckes zwischen der Kammer 18
und dem vor dem Dichtungsring 24 befindlichen Hohlraum eine in der Längsrichtung
verlaufende Nut 29 vorgesehen werden.
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Das gegenüberliegende Ende des Druckbehälters 11 ist mit einer Einfüllöffnung
26 versehen, welche mit einem gleitbaren Bolzen 27, dessen Lage durch einen Schraubbolzen
28 eingestellt werden kann, dichtend zusammenwirkt.
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In einer Hochdruckvorrichtung, in welcher eine ständig gleitende Dichtung
einem hohen Druck ausgesetzt ist, ist ein gelegentliches Versagen der Dichtung normalerweise
auf eine Abtragung infolge von Rauheit zurückzuführen, die auf der Oberfläche, mit
der dieser Teil zusammenwirkt, vorhanden sein kann. Die Erfindung geht von der Vorstellung
aus, daß eine solche Rauheit durch gleitende Zusammenwirkung eines harten Lagermaterials
in ungeschmiertem Zustand verursacht werden kann. Wenn daher der Flansch 22 einen
Durchmesser aufweist; bei dem er mit der Bohrung 19 in gleitende Zusammenwirkung
treten könnte, so würden auf der Oberfläche der Bohrung 19 unweigerlich feine Schrammen
oder eine Rauheit entstehen, was bei wiederholtem Gebrauch den Lagerring 24 beschädigen
würde.
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Gemäß der vorliegenden Konstruktion kann der Flansch 22 mit der Bohrung
19 nicht in Zusammenwirkung treten und außer dem Stützring 23, welcher aus zähem,
jedoch genügend weichem Material hergestellt ist, um eine Beschädigung der Bohrung
19 zu verhindern, ist das Innenlager 20 vollkommen auf der flüssigkeitsführenden
Seite des Dichtungsringes angeordnet und daher ohne Unterbrechung mit Schmiermitteln
versorgt.