DE1529642B1

DE1529642B1 - Kraftausgleichseinrichtung

Info

Publication number: DE1529642B1
Application number: DE19651529642D
Authority: DE
Inventors: Alfons Von Arx; Willy Baumgartner
Original assignee: CARL ARNOLD INGENIEURBUERO F H
Current assignee: CARL ARNOLD INGENIEURBUERO F H
Priority date: 1964-03-04
Filing date: 1965-03-02
Publication date: 1970-12-03
Also published as: CH449336A; GB1099734A

Description

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Die Erfindung betrifft eine Kraftausgleichseinrich- drei in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeitung, insbesondere für Zeichentische, für zwei in spielen beschrieben.

ihrem Abstand zueinander einstellbare Teile, beste- Fig. 1 zeigt eine Kraftausgleichseinrichtung im

hend aus einem nach außen dicht abgeschlossenen Längsschnitt; Innenraum, der mit einem unter Druck stehenden 5 F i g. 2 zeigt eine andere Ausbildung der Kraftaus-Gas gefüllt ist, und einem verstellbaren Verdränger- gleichseinrichtung;

kolben, der in den Innenraum hindurchgeführt ist Fig. 3 zeigt eine weitere Ausbildung der Kraftaus-

und wobei ein vollständiger Gewichtsausgleich über gleichseinrichtung.

den ganzen Hubbereich möglich ist. Die Kraftausgleichseinrichtung nach F i g. 1 weist

Es ist bereits eine Kraftausgleichseinrichtung, ins- io einen auf einem Montagefuß la befestigten Zylinder 1 besondere für Zeichentische bekannt, bei der ein das auf, dessen Innenraum 2 zum Teil mit einer Flüssig-Zeichenbrett tragender Ständer mittels eines Kolbens keit, wie Propan, Isobutan, »Freon« od. dgl., und von einem Zylinder geführt ist. Dieser Zylinder steht zum anderen Teil mit dem Dampf dieser Flüssigkeit über eine Öffnung mit dem Hohlraum eines den gefüllt ist. Das obere Ende des Zylinders 1 ist durch Zylinder ummantelnden Sockels in Verbindung. In 15 eine aufgeschweißte Zylinderendwand 3 dicht abgediesem Hohlraum ist ein Druckpolster aus Gas vor- schlossen. In einer zentralen Bohrung dieser Zylindergesehen, endwand 3 ist em m das Innere des Zylinders 1 hin-Von Nachteil bei dieser Ausführungsform ist, daß einragender Verdrängerkolben 4 axial verschiebbar immer wieder Gas aus einer Druckluftflasche in die geführt. Auf das untere Ende des Verdränger-Hohlräume nachgefüllt werden muß, um einen kon- ao kolbens 4 wirkt somit der konstante Druck des gestanten Druck des Druckpolsters aufrechtzuerhalten, nannten Dampfes.

da oft Gas über den Kolben in die Atmosphäre ent- Die Dichtung zwischen dem oberen Ende des

weicht. Ein weiterer Nachteil der bekannten Kraft- Zylinders 1 und dem Verdrängerkolben 4 umfaßt ausgleichseinrichtung liegt darin, daß der Druck des neben der Zylinderendwand 3 noch einen Führungsin den Hohlräumen vorhandenen Druckpolsters an 25 ring 6, der an der Zylinderendwand 3 über eine in die die oft unterschiedliche Belastung des Ständers durch Zylinderendwand 3 und den Führungsring 6 geZuführung oder Wegnahme von Gas stets angepaßt schraubte Siebhülse 7 befestigt ist. In der oberen Verwerden muß. schraubung ist eine Hutmanschette 8 nach innen

Weiterhin ist es bei hydropneumatischen Schwin- gerichtet festgeklemmt, während die untere Vergungsdämpfern bekannt, einen Kolben in einer 3o schraubung zwei Hutmanschetten 9 und 10 trägt, die Zylinderwand längsbeweglich zu führen und mit einer eine nach innen und die andere nach außen gerichtet. Flüssigkeitsabdichtung abzudichten sowie einen Über die Außenseiten des Führungsringes 6 und eines koaxial beweglichen Trennkolben, der die Kolben- Fortsatzes an der Zylinderendwand 3 ist ein flexibler stange umgibt, zur Abtrennung zwischen Flüssigkeit Schlauch 11, z.B. aus Gummi, gestülpt und dicht und Gas vorzusehen. 35 verklebt oder anders verbunden. Das Innere des

Ferner ist es bei hydropneumatischen Hubeinrich- Schlauches 11 ist mit einer Dichtungsflüssigkeit, ζ. Β. tungen bekannt, daß der Raum eines Zylinders durch Hydrauliköl, gefüllt. Ein Kugelventil 12 ist zum • einen flexiblen Balg in zwei Räume unterteilt ist, Nachfüllen von Dichtungsflüssigkeit vorgesehen, wowobei in den durch den Balg gebildeten inneren bei Luft durch Lösen einer Entlüftungsschraube 13 Raum ein weiterer Zylinder als Rohr über mindestens 4° abgelassen werden kann.

die halbe Zylinderlänge des äußeren Zylinders hin- Der im Zylinder 1 enthaltene Dampf drückt nicht

einragt, und der Balg an dem Zylinder mittels eines nur auf den Verdrängerkolben 4, sondern auch auf Ringes befestigt ist. die Außenseite des Schlauches 11, so daß in der Dich-

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die tungsflüssigkeit in diesem Schlauch 11 der gleiche genannten Mangel zu vermeiden und eine Kraftaus- 45 Druck wie im Innenraum 2 herrscht. Die untere Hutgleichseinrichtung vorzuschlagen, bei der auch bei manschette 9 erhält von der Ölseite her den gleichen einer Belastungszu- oder -abnähme keine Änderung Druck wie die Hutmanschette 10 von der Gasseite des im Innern der Kraftausgleichseinrichtung vor- her. Diese Druckäquivalenz schließt jeden Gasverlust handenen Druckpolsters notwendig ist. . aus. Die kleinen Ölleckverluste durch die Hutman-

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, 50 scherte 8 können durch das Kugelventil 12 ersetzt daß der Innenraum ein unter Druck stehendes werden. Die Anordnung gestattet eine einwandfreie Flüssiggas enthält, das sich je nach Lage des Ver- Schmierung des Verdrängerkolbens 4. drängerkolbens zum größeren oder kleineren Teil Der Verdrängerkolben 4 wird durch ein Stahlrohr

in dampfförmigem bzw. flüssigem Zustand be- gebildet, das unten mit einem Boden 14 verschlossen findet. 55 ist. Ein Anschlagring 15 verhindert das völlige Aus-

Die erfindungsgemäße Kraftausgleichseinrichtung treiben des Verdrängerkolbens 4. Der Verdrängerbesitzt den Vorteil, daß ein Nachfüllen des Flüssig- kolben 4 ist oben mit einem Gasanschlußgewinde gases nicht notwendig ist, da auf Grund des Aufbaus versehen, das eine Einfüllarmatur aufnehmen kann, der Einrichtung ein Entweichen des Flüssiggases Das untere Ende des Verdrängerkolbens 4 hat eine nicht eintritt und auch eine Belastungsänderung durch 60 kleine Querbohrung 16', die mit einem Gummidas Flüssiggas kompensiert wird. Dadurch kann die schlauchstück 16 so überdeckt ist, daß ein Einwegerfindungsgemäße Kraftausgleichseinrichtung, die ventil vorliegt. Das Gas wird durch den Verdrängersehr klein, leicht und vor allem an jeder beliebigen kolben 4 über dieses Einwegventil in den Innenraum 2 Stelle schnell montiert werden kann, sich rasch an die eingebracht, wobei eine Schraube 17 im untersten Teil oftmals wechselnden Belastungsverhältnisse selbst- 65 des Zylinders 1 als Entlüftung dienen kann. Nach tätig anpassen, ohne daß hierfür besondere Maßnah- vollendeter Einfüllung wird das obere Gasanschlußmen zu ergreifen sind. gewinde im Verdrängerkolben 4 mittels eines Schrau-

In der Beschreibung ist die Erfindung an Hand von benpfropf ens 18 gasdicht verschlossen. Das Gas-

Claims

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anschlußgewinde kann auch zur Aufnahme eines deten Gas noch von der verwendeten Dichtungsflüs-

Flansches dienen. sigkeit angegriffen wird. In das Innere des Zylinders

Gemäß F i g. 2 ist ein Zylinder 21 an beiden Enden 46 ist ein Verdrängerkolben 50 eingesetzt und gegen-

mit Gewinde versehen, auf welche je eine Zylinder- über dem Zylinder 46 durch Dichtungen 51 abgedich-

endwand 22 bzw. 23 aufgeschraubt ist. Auf der einen 5 tet. Im Bereich des Balges 48 ist der vorne offene

Zylinderendwand 22 ist ein Montagefuß 24 aufge- Zylinder 46 mit Bohrungen 52 versehen,

schraubt, der mit Befestigungslöchern 25 versehen Die Zylinderendwand 42 ist mit einem der Zufuhr

ist. Im Inneren des Zylinders 21 befindet sich ein des Gases dienenden Ventil mit Ventilkegel 53 aus-

Verdrängerkolben 26, der in der Zylinderendwand 23 gerüstet, dessen Spitze nach außen gerichtet ist. axial bewegbar geführt ist und diese durchdringt. Am io Das Innere des Zylinders 46, d. h. der Innenraum

äußeren Ende dieses Verdrängerkolbens 26 ist ein 54, ist mit einer Dichtungsflüssigkeit, vorzugsweise

Teller 27 befestigt, der ebenfalls mit Befestigungs- Hydrauliköl, gefüllt. Der ringförmige Innenraum 55

löchern 28 versehen ist. Im Inneren des Zylinders 21 zwischen dem Zylinder 46 und der Innenseite des

befindet sich ein in Axialrichtung beweglicher Trenn- Zylinders 41 ist mit einem Flüssiggas gefüllt von der kolben 29, welcher mit Dichtungsringen 30 versehen 15 Art, wie bereits im Zusammenhang mit F i g. 1 und 2

ist, die sowohl eine Abdichtung an dem Spalt zwi- erläutert wurde.

sehen der Trennkolbenaußenwand und der Zylinder- Der Zylinder 46 ragt nahezu bis zur Zylinderinnenwand als auch an dem Spalt zwischen der Boh- endwand 42 und erstreckt sich über mindestens Ve rungswand des Trennkolbens 29 und dem Verdrän- der Länge des Zylinders 41 in diesen hinein. Das aus gerkolben 26 bewirken. Der Ringraum 32 zwischen 2° dem Zylinder 41 herausragende Ende des Zylinders der Zylinderendwand 23 und dem Trennkolben 29 ist 46 hat eine Länge, welche zur Aufnahme der Dichmit einer Dichtungsflüssigkeit gefüllt, vorzugsweise tungen 51 ausreicht und vorzugsweise etwa der Hälfte einem Hydrauliköl. Der auf der entgegengesetzten der in den Zylinder 41 hineinragenden Länge entSeite des Trennkolbens 29 liegende Innenraum 33 des spricht.

Zylinders 21 ist mit einem Flüssiggas gefüllt, das sich 25 Bei einer Verschiebung des Verdrängerkolbens 50 bei geringen Druckerhöhungen in den flüssigen Zu- wird die im Innenraum 54 enthaltene Flüssigkeit verstand umwandelt und umgekehrt. Als derartiges Gas drängt, fließt durch die Bohrungen 52 oder das offene kann z.B., wie schon erwähnt, Isobutan, Propan, Zylinderende in den Zwischenraum zwischen dem »Freon« od. dgl., verwendet werden. Für den Einlaß Zylinder 46 und dem Balg 48, wodurch sich dieser dieses Gases ist in der Zylinderendwand 22 ein Ein- 3° ausdehnt. Dadurch wird das sich im Innenraum 55 laßventil 34 vorgesehen. Ein Ventilkegel schließt befindliche Gas zusammengepreßt und, da es sich im dabei eine entsprechend geformte Bohrung ab, der im Sattdampfbereich befindet, verflüssigt, worauf wieder Betrieb unter dem Druck des sich im Innenraum 33 der gleiche Druck herrscht, wodurch eine gleiche befindlichen Gases in die Abdichtlage gedrückt wird. Wirkung entsteht, wie bei den Ausführungsformen Im Betrieb wird der flanschförmige Montagefuß 24 35 gemäß F i g. 1 und 2. Auch hier erfolgt die Abdicham einen Teil und der Teller 27 am anderen Teil, bei tung des axialbeweglichen Verdrängerkolbens 50 welchem ein Lastausgleich vorgenommen werden soll, lediglich auf der leichter beherrschbaren Flüssigkeitsbefestigt. Bei einer Verschiebung des Verdränger- seite, wodurch auf der Gasseite keine beweglichen kolbens 26 in Axialrichtung in den Zylinder 21 hinein Teile abgedichtet werden müssen, entsteht eine Verdrängung und damit eine Kompri- 40 Es ist klar, daß bei allen beschriebenen Einrichtunmierung des sich in dem Innenraum 33 befindlichen gen der Gas- oder Dampfdruck im Inneren des Zylin-Gases. Dies würde eine Druckerhöhung bewirken, ders nur von der Temperatur abhängt, dagegen prakwas jedoch sofort zu einer Verflüssigung des Gases tisch nicht von der Lage des Verdrängerkolbens 4, 26, führt, wodurch der Gasdruck im Innenraum 33 des 50. Die auf den Verdrängerkolben 4,26, 50 wirkende Zylinders 21 weitgehend konstant bleibt, da die Flüs- 45 Kraft kann daher durch Konstanthalten der Tempesigkeit einen wesentlich geringeren Raumbedarf hat ratur praktisch konstant gehalten werden. Hierzu als das Gas. Umgekehrt entsteht beim Herausziehen können geeignete (nicht dargestellte) Heiz- und/oder des Verdrängerkolbens 26 ein Druckabfall im Innen- Kühleinrichtungen und Thermostaten vorgesehen raum 33 des Zvlinders 21, der sofort ausgeglichen sein, wobei die Kraft durch Verändern der dem wird, indem Flüssigkeit verdampft. Auf diese Weise 5o Thermostaten vorgeschriebenen Soll-Temperatur einläßt sich eine Verschiebung des Verdrängerkolbens 26 stellbar sein kann.

über den ganzen Hubbereich erzielen mit einer weit- Es kann auch vorteilhaft sein, die Heiz- und'oder

gehend konstanten Kraft. Kühleinrichtungen nicht durch einen Thermostaten,

In Fig. 3 ist eine Ausführungsform gezeigt, bei sondern durch den im Zylinder herrschenden Druck

welcher ein Zylinder 41 vorhanden ist, der durch 55 selbst zu regeln.

Zylinderendwände 42 und 43 abgeschlossen und ab- Patentansprüchegedichtet ist. Auf der Zylinderendwand 42 kann ein

Kopfteil od. dgl. aufgesetzt werden, ähnlich wie dies 1. Kraftausgleichseinrichtung, insbesondere für

in Fig. 2 dargestellt ist. Die beiden Zylinder- Zeichentische, für zwei in ihrem Abstand zuein-

endwände 42, 43 sind durch mehrere Stangen 44 und 60 ander einstellbare Teile, bestehend aus einem

an deren Enden aufgesetzte Muttern 45 gegeneinan- nach außen dicht abgeschlossenen Innenraum, der

dergepreßt. In die Zylinderendwand 43 ist ein Rohr mit einem unter Druck stehenden Gas gefüllt ist,

als Zylinder 46 eingesetzt und mit dieser dicht ver- und einem verstellbaren Verdrängerkolben, der

schweißt. Im Inneren des Zylinders 41 sitzt auf dem in den Tnnenraum hindurchgeführt ist und wobei

Zvlinder 46 ein Ring 47, mit dem ein elastischer Balg 6g ein vollständiger Gewichtsausgleich über den

festgeklemmt ist. Der Balg48 ist sackförmig aus- ganzen Hubbereich möglich ist, dadurch ?e-

gebildet und besteht aus einem nachgiebigen Material, kennzeichnet, daß der Tnnenraum Γ2. 33,

beispielsweise Kunstgummi, das weder vom verwen- 55) ein unter Druck stehendes Flüssiggas enthält,

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das sich je nach Lage des Verdrängerkolbens (4, 26,50) zum größeren oder kleineren Teil in dampfförmigem bzw. flüssigem Zustand befindet.
2. Kraftausgleichseinrichtung nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenraum (2, 33, 54) durch einen Zylinder (1, 21, 46) gebildet wird, in den der Verdrängerkolben (4,26, 50) hineinragt, der in einer Zylinderendwand (3,23) längsbeweglich geführt und abgedichtet ist.
3. Kraftausgleichseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdrängerkolben (4, 26) an der Zylinderendwand (3, 23) durch eine Flüssigkeitsdichtung abgedichtet ist.
4. Kraftausgleichseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitsdichtung einen flexiblen, die Dichtungsflüssigkeit einschließenden Schlauch (11) aufweist, dessen Außenseite von dem in dem Innenraum (2) befindlichen Flüssiggas beaufschlagt wird.
5. Kraftausgleichseinrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der Einfüllöffnung für die Dichtungsflüssigkeit ein Kugelventil (12) vorgesehen ist.
6. Kraftausgleichseinrichtung nach Anspruch 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdrängerkolben (4) als Hohlstab ausgebildet ist.
7. Kraftausgleichseinrichtung nach Anspruch 3, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitsdichtung im Zylinder (21) einen Ringraum (32) und einen den Verdrängerkolben (26) umgebenden, axial beweglichen Trennkolben (29) aufweist.
8. Kraftausgleichseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenraum (55) durch einen flexiblen Balg (48) in zwei Räume unterteilt ist, von denen der mit den Innenraum (54) durch Bohrungen (52) verbundene Teilraum mit einer Dichtungsflüssigkeit und der andere Teilraum mit Flüssiggas gefüllt ist.
9. Kraftausgleichseinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Balg (48) im Inneren des Zylinders (41) mittels eines Ringes (47) auf dem die Zylinderendwand (43) durchsetzenden und starr angeordneten Zylinder (46) befestigt ist, der sich über mindestens die halbe Zylinderlänge in den Zylinder (41) hineinerstreckt.
10. Kraftausgleichseinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (46) aus der Zylinderendwand (43) nach außen herausragt und daß in diesem herausragenden Teil des Zylinders (46) Dichtungen (51) zur Abdichtung des Verdrängerkolbens (50) angeordnet sind.
11. Kraftausgleichseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Heiz- und/oder Kühleinrichtung für den mit Flüssiggas gefüllten Innenraum (2, 33, 55) vorgesehen ist, welche durch einen Thermostat oder durch den in dem Innenraum (2, 33, 55) herrschenden Druck selbsttätig regelbar ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen