DE1800020A1

DE1800020A1 - Von aussen blockierbare,hydropneumatische Kolbenzylinderanordnung

Info

Publication number: DE1800020A1
Application number: DE19681800020
Authority: DE
Inventors: Guenter Otto; Spieth Dipl-Ing Rudolf
Original assignee: ORUS AG
Current assignee: ORUS AG
Priority date: 1968-10-01
Filing date: 1968-10-01
Publication date: 1970-07-16
Also published as: DE1800020B2; US3580559A

Description

Patentanwalt

Dipl.phys.Geihard Liedl 180002C

Mönchen 22, Steinsdorfetr. 21-22
Ecke ZweibrÜdcensir., Tel. 298462

A 3792

ORUS AG.
Bahnhofstrasse 64, CH-8000 Zürich /SCHWEIZ

Von außen blockierbare, hydropneumatische Kolbenz ylinder-

anordnung

Die Erfindung betrifft eine von außen blockierbare, hydropneumatische Kolbenzylinderanordnung mit einem mit Flüssigkeit und einem mit Gas gefüllten Raum und mit einem in dem mit Flüssigkeit gefüllten Raum gleitend angeordneten Kolben mit einer nach außen herausgeführten Kolbenstange.

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Es sind eine Reihe von blockierbaren, hydropneumatischen Kolbenzylinderanordnungen bekannt, die als Druckfedern ausgebildet sind und vornehmlich zur stufenlosen Höhenverstellung von Stühlen oder Tischplatten benutzt werden.

Eine bekannte hydropneumatische, von außen blockierbare Kolbenzylinderanordnung besteht aus einem mit einem oder mehreren Druckmedien gefüllten Zylinder, in dem ein Kolben mit einer Kolbenstange gleitend angeordnet ist. Der Kolben ist gegenüber der Innenwand des Zylinders abgedichtet und mit einer oder mehreren Durchflußöffnungen versehen, die den Durchtritt des Druckmediums von einer Kolbenseite auf die andere bei einer Verschiebung des Kolbens in dem Zylinder gestatten. Der Durchtrittsquerschnitt dieser Durchflußöffnungen, die einen Verbindungskanal zwischen den beiden Kolbenseiten darstellen, kann durch Absperrmittel blockiert werden, die von außen betätigt werden. Diese Betätigung von außen kann durch ein Verdrehen oder ein axiales Verschieben einer Steuerstange bewirkt werden, die im Inneren der hohl ausgebildeten Kolbenstange angeordnet ist, wie dies auch von Stoßdämpfern her bekannt ist.

Diese bekannte, als Hubaggregat benutzte Druckfeder weist eine Reihe von Nachteilen auf. So ist z.B. die Lebensdauer der Absperr- und

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Dichtmittel, die zum Verschließen des Durchtrittsquerschnittes des Verbindungskanales und somit zur Blockierung benötigt werden, nur sehr gering, was unter anderem darauf zurückzuführen ist, daß bei Zug- und Druckkräften, die auf die Kolbenstange einwirken, die Richtung der Beanspruchung der Absperr- und Dichtmittel ständig wechselt. Dieser ständige Wechsel der Kr aft wirkung tritt vor allem dann ein, wenn ein derartiges Hubaggregat zum stufenlosen Verstellen von Kraftfahrzeugsitzen benutzt wird, denn durch die am Wagen auftretenden Vibrationen und Schwingungen entsteht eine ständig zwischen Zug und Druck wechselnde Belastung.

Ein weiterer Nachteil ist darin zu sehen, daß bei einer starken Zugbelastung die Absperrmittel von ihrer Dichtfläche weggedrückt werden können, was ebenfalls einen starken Verschleiß und ein schnelles Undichtwerden zur Folge hat. Außerdem ergibt sich in diesem Fall eine Lösung der Blockierung, d. h. die Blockierung hält nur bis zu einer maximalen Zugkraft.

In gleicher Weise ist auch die Blockierung gegenüber Druck begrenzt, und zwar durch den Druck der Druckgasfüllung und die Fläche des Kolbens. Wenn die sich hieraus ergebende Kraft überschritten wird, wird nämlich das Druckgas komprimiert, d. h. die Blockierung wird gelöst. Dies ist besonders unangenehm bei einem Einbau der Verstell -

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vorrichtung in Automobilen zur Verstellung der Neigung eines Sitzes, denn bei einem plötzlichen Bremsen besteht die Gefahr, daß ein rückwärtig sitzender Fahrgast nach vorne geschleudert wird und hierbei die Lehne des Sitzes des vor ihm befindlichen Fahrgastes nach vorne drückt, wenn der auftretende Stoß die maximale Blockierkraft übersteigt. Auch aus Herstellungs- und Festigkeitsgründen ist die bekannte hydropneumatische Kolbenzylinderanordnung nachteilig, denn eine Härtung der hohlen Kolbenstange scheidet aus, da dieselbe aufgrund der dünnen Querschnitte durchhärten würde und sodann zu spröde wäre.

Bei einem anderen bekannten hydropneumatischen Hubaggregat, welches als Druckfeder ausgebildet ist, ist eine feste Trennwand im Innenraum des Zylinders angeordnet, die durch einen außerhalb der Zylinderwandung verlaufenden Bypaß überbrückt wird, so daß Flüssigkeit von einer Seite der Trennwand auf die andere bei einer Verschiebung ) des Kolbens überströmen kann. Der Bypaß kann durch einen von außen

betätigbaren Schieber, welcher auf der Zylinder außenwand gleitet, gesperrt werden, wodurch eine Blockierung der Anordnung erreicht wird. Auch bei dieser bekannten Anordnung bestehen zum Teil die vorgenannten Dichtschwierigkeiten. Hinzu tritt der Nachteil, daß die Überbrückung der Trennwand durch einen außerhalb des Zylinders angeordneten Bypaß eine relativ aufwendige Bauweise ergibt und zudem recht störanfällig ist.

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Ausgehend von dem vorgenannten Stand der Technik ist es nun Aufgabe der Erfindung, den vorgenannten Nachteilen abzuhelfen und eine verbesserte, von außen blockierbare, hydropneumatische Kolbenzylinder anordnung in Vorschlag zu bringen, bei der keinerlei Dichtschwierigkeiten bestehen und eine völlige Blockierung sowohl bei Zug- als auch bei Druckkräften erreicht wird. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in dem mit Flüssigkeit gefüllten Raum der Kolbenzylinderanordnung eine mit Durchtrittsöffnungen für die Flüssigkeit versehene feste Trennwand angeordnet ist, und daß die Durchtrittsöffnungen durch von außen betätigbare Absperrmittel vollständig verschließbar sind.

Eine bevorzugte Ausführungsform ist gekennzeichnet durch drei konzentrische Zylinder - einen Innenzylinder, einen mittleren Zylinder und einen Außenzylinder - die sämtlich mit ihren den Kolbenstangenaustritts enden gegenüberliegenden Enden mit einem die Trennwand bildenden Körper abgedichtet verbunden sind, welcher Durchflußkanäle für die Flüssigkeit aufweist, die die Innenräume der drei Zylinder miteinander verbinden und durch von außen betätigbare Absperrmittel vollständig verschließbar sind.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform bestehen die Absperrmittel aus federbelasteten Kugelventilen, die durch Verschieben von außen einer in dem Körper angeordneten Steuerstange alle gleichzeitig geöffnet

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werden können und hierbei den Durchtrittsquerschnitt der Durchfluß kanäle für die Flüssigkeit freigeben.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind insgesamt drei Durchflußkanäle mit je einem feder belasteten Kugelventil in dem Körper angeordnet, von denen jeweils einer einem der drei Zylinder zugeordnet ist.

Bevorzugt sind der Innenzylinder und ein Ringraum zwischen Innenzylinder und mittlerem Zylinder vollständig mit Flüssigkeit gefüllt, während ein Ringraum zwischen Außenzylinder und mittlerem Zylinder mit Flüssigkeit und Gas gefüllt ist, die voneinander durch einen Gleitkolben getrennt sind.

Der in dem Innenzylinder angeordnete Kolben kann massiv ausgebildet und gegenüber dem Innenzylinder abgedichtet sein, wobei der kolbenstangenseitige Teil des Innenraumes des Innenzylinders mit dem Ringraum zwischen demselben und dem mittleren Zylinder durch eine Bohrung in Verbindung steht.

sehr
Es ist/4 weckmäßig, die dem Innenzylinder und dem mittleren Zylinder zugeordneten Kugelventile bezüglich ihrer Schließrichtung so anzuordnen,

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daß sie sowohl bei Zug- als auch bei Druckkräften der Kolbenstange gegen ihre Sitzfläche gedrückt werden.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform, bei der die erfindungsgemäße hydropneumatische Kolbenzylinderanordnung als Druckfeder ausgebildet ist, stehen die Durchflußkanäle einerseits mit ihrem zugeordneten Zylinder und andererseits sämtlich mit einem Hohlraum in Verbindung, der gegenüber der Außenatmosphäre abgedichtet und mit Flüssigkeit gefüllt ist, deren Druck gleich dem des Gases ist.

Besonders vorteilhaft ist eine als Zugfeder ausgebildete hydropneumatische Kolbenzylinderanordnung, wobei der Hohlraum durch eine Dichtung in zwei Teilräume aufgeteilt ist, von denen der eine mit den beiden dem Außenzylinder und dem mittleren Zylinder zugeordneten Durchflußkanälen und der andere mit dem dem Innenzylinder zugeordneten Durchflußkanal in Verbindung steht und wobei ferner der erstgenannte Teilraum .mit Flüssigkeit gefüllt ist, deren Druck gleich dem Druck des Gases ist, während der andere Teilraum mit Flüssigkeit gefüllt ist, deren Druck etwa gleich dem Atmosphärendruck oder wenig höher ist. Eine derart ausgebildete erfindungsgemäße Zugfeder weist ebenfalls wie die Druckfeder den großen Vorteil auf, daß sowohl bei Zug- als auch bei Druckkräften an der Kolbenstange eine vollständige,

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absolute Blockierung erreicht wird, was nach den bekannten Anordnungen bisher noch nicht möglich war.

Der Teilraum mit einem Druck in der Höhe des Atmosphärendruckes steht bevorzugt mit einem Vorrats- und Ausgleichsbehälter mit Flüssigkeit von Atmosphärendruck oder weniger höher in Verbindung, wobei die Wandung des Vorrats- und Ausgleichsbehälters zumindest teilweise aus einer elastischen Membran bestehen kann. Es ist zweckmässig, den Vorrats- und Ausgleichsbehälter innerhalb des Außenzylinders an dem Ende desselben anzuordnen, welches dem Kolbenstangenaustrittsende gegenüberliegt.

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung sind aus der nachfolgenden Beschreibung zweier bevorzugter Ausführungsformen der erfindungsgemäßen hydropneumatischen Kolbenzylinder anordnung ersichtlich.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erste bevorzugte Ausführungsform, die als Druckfeder ausgebildet ist;

Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine zweite bevorzugte Ausführungsform, die als Zugfeder ausgebildet ist.

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Bei der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform sind drei konzentrische Zylinder vorgesehen, ein Innenzylinder 1, ein mittlerer Zylinder 2 und ein Außenzylinder 3. Die drei Zylinder sind jeweils mit ihrem einen offenen Ende mit einem Körper 4 abgedichtet verbunden und hierdurch an diesem Ende verschlossen. Am gegenüberliegenden Ende ist ein Verschlußkörper 5 vorgesehen, der gleichfalls in die offenen Enden der drei Zylinder eingeschoben und an dieser Stelle abgedichtet ist. In dem Innenzylinder ist ein Kolben 6, welcher gegenüber dem Innenzylinder abgedichtet ist, gleitend angeordnet. Der Kolben 6 ist mit einer Kolbenstange 7 verbunden, welche durch den Verschlußkörper 5 nac h außen abgedichtet herausgeführt ist. Der gesamte Innenraum des Innenzylinders 1 ist mit einer Flüssigkeit, z.B. Öl, gefüllt und steht über eine Bohrung 8 mit einem Ringraum 9 in Verbindung, welcher von der Außenwandung des Innenzylinders 1 und der Innenwandung des mittleren Zylinders 2 gebildet wird. In einem weiteren Ringraum 10, welcher von der Außenwandung des mittleren Zylinders 2 und der Innenwandung des äußeren Zylinders 3 gebildet wird, ist eine Flüssigkeits- und eine Gasfüllung vorgesehen, welche durch eine Gleitkolbendichtung 11 voneinander getrennt sind. Der Gleitkolben 11 ist mit zwei Dichtungen 11' und 11" (z.B. O-Ringe) versehen, von denen jeweils einer gegen eine Ringraumfläche abdichtet, so daß man eine ausgezeichnete Dichtung hoher Lebensdauer erhält. Das Druckgas befindet sich in einem Raum 12 des Ringraumes 10.

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Jedem der drei Zylinder sind gesonderte Absperrmittel zugeordnet. Diese drei Absperrmittel bestehen aus federbelasteten Kugelventilen V, 2' und 3'. Durch die federbelasteten Kugelventile V bis 3' sind drei Durchflußkanäle 1", 2" und 3" verschließbar, von denen jeweils einer jedem der Zylinder zugeordnet ist. Die drei in dem Körper 4 angeordneten Durchflußkanäle 1" bis 3" stehen einerseits mit den zugeordneten Zylindern 1 bis 3 und andererseits mit einem gleichfalls in dem Körper angeordneten Hohlraum 13 in Verbindung.

Eine Betätigung, d.h. ein Öffnen der Kugelventile l'bis 3' erfolgt durch eine in dem Hohlraum 13 gleitend angeordnete Steuerstange 14, die mit zwei Steuerringen 2" ' und 3" ' zum Öffnen der beiden Kugelventile 2' und 3' versehen ist. Die Betätigung, d.h. das Öffnen des Kugelventiles 1', erfolgt durch das in der Zeichnung rechts liegende Ende 1" ' der Steuerstange 14. Das in der Zeichnung links dargestellte andere ' Ende 14' der Steuer stange 14 ist nach außen abgedichtet herausgeführt,

so daß eine Betätigung der Kugelventile V bis 3' von außen erfolgen kann. Der Hohlraum 13 ist mittels einer Dichtung 15 nach außen abgedichtet, welche gleichzeitig zur Führung und Abdichtung der Steuerstange 14 dient»

Eine wie vorstehend beschriebene, als Druckfeder ausgebildete, hydropneumatische Kolbenzylinderanordnung arbeitet wie folgt.

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Durch ein Einschieben der Steuerstange 14 in den Hohlraum 13 werden sämtliche drei Kugelventile V bis 3' gleichzeitig geöffnet und geben die Durchtrittsquerschnitte der Kanäle 1" bis 3" frei. Hierdurch stehen der Innenzylinder und die beiden Ringräume miteinander in Verbindung, so daß die Kolbenstange 7 durch eine von außen wirkende Druckkraft in den Innenraum des Zylinders 1 eingedrückt und das Druckgas im Raum 12 des Ringspaltes 10 komprimiert wird. Dabei strömt das Öl zunächst aus dem in der Zeichnung links dargestellten Teil des Zylinders 1 durch den Durchflußkanal 1" in den Hohlraum 13 ein. Von hier aus verzweigt sich der Ölstrom in einen Teilstrom, welcher durch den Durchflußkanal 2" in den Ringraum 9 und über die Öffnung 8 in den kolbenstangenseitigen Teil des Innenraumes des Zylinders 1 einströmt, während der zweite Teilstrom durch •Jan Durchflußkanal 3" in den Ringspalt 10 eintritt und hierbei die Gleitkolbendichtung 11 - nach rechts in der Zeichnung - verschiebt. Dies bewirkt eine Komprimierung des im Raum 12 eingeschlossenen Druckgases. Bei geöffneten Kugelventilen 1' bis 3' wird somit auf die Kolbenstange 7 eine Druckkraft ausgeübt, die sich aus dem Gas bzw. Flüssigkeitsdruck und der Fläche der Kolbenstange ergibt. Aufgrund der Tatsache, daß diese Kraft in Richtung auf das Austrittsende der Kolbenstange wirkt und dieselbe aus dem Innenraum des Zylinders 1 herauszudrücken sucht, wirkt die Anordnung als Druckfeder, wobei die auf die Kolbenstange bzw. auf die Zylinder einwirkenden Kräfte durch die Druckgasfüllung im Raum 12 abgefedert werden.

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Wenn die Steuerstange 14 losgelassen wird, wird dieselbe durch die federbelasteten Kugelventile 1' bis 3' nach links verschoben und die Kugelventile 1' bis 3' schließen den Durchtrittsquerschnitt der Kanäle 1" bis 3" vollständig ab. Hierdurch ist jede Verbindung zwischen den Ringräumen und dem Innenraum des Innenzylinders 1 unterbrochen, denn der Hohlraum 13 ist von diesen Räumen abgeschlossen. Aufgrund des in dem Innenraum des Zylinders 1 und in dem Ringraum 9 eingeschlossenen Flüssigkeitsvolumens kann die Kolbenstange 7 mit dem Kolben 6 nicht mehr verschoben werden, d.h. die Anordnung ist blockiert. Besonders vorteilhaft ist die Tatsache, daß eine absolute Blockierung erreicht wird, d. h. die Blockierung wird nicht - wie bei den bekannten Anordnungen - bei Überschreiten einer maximalen Blockierkraft gelöst. Hinzu kommt der weitere Vorteil, daß diese absolute und hinsichtlich der Größe der maximalen Kraft nicht beschränkte Blockierung sowohl bei Zug- und auch bei Druckkräften der Kolbenstange erreicht wird. Dies ist bei den bekannten, eingangs erwähnten Anordnungen ebenfalls nicht der Fall.

Von großer Bedeutung ist ferner auch die Tatsache, daß sowohl bei Zugais auch bei Druckkräften der Kolbenstange die Kugelventile 1' und 2' jeweils gegen ihre Sitzfläche gedrückt werden. Es findet somit nicht - wie bei manchen bekannten Anordnungen - ein Wechsel der Beanspruchungsrichtung statt, so daß keinerlei Dichtschwierigkeiten und Probleme

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auftreten und überdies eine hohe Lebensdauer der Kugelventile erreicht wird.

In manchen Anwendungsfällen kann, wenn das am linken Ende austretende Ende 14' der Steuerstange 14 z.B. wegen der Anbringung eines Anschlußstückes als störend empfunden wird, die Steuerstange 14 auch ohne Schwierigkeit rechtwinkelig zur Längsachse der Kolbenzylinderanordnung angeordnet werden, so daß das linke Ende derselben völlig frei zur Aufnahme eines Anschlußstückes ist.

Ein weiterer großer Vorteil der erfindungsgemäßen Kolbenzylinderanordnung ist darin zu sehen, daß dieselbe in denkbar einfacher Weise mit nur geringfügiger konstruktiver Abwandlung als Zugfeder ausgebildet werden kann, wie dies aus Fig. 2 der Zeichnung ersichtlich ist. Bei der Darstellung nach Fig. 2 ist nur der linke Teil, welcher den Blockiermechanismus enthält, dargestellt, da der gesamte übrige Teil mit der Anordnung gemäß Fig. 1 identisch ist. Die Teile, welche in beiden Ausführungsformen gleich sind, sind mit denselben Bezugszeichen versehen.

Der Hauptunterschied der als Zugfeder ausgebildeten und in Fig. 2 dargestellten Anordnung gegenüber der nach Fig. 1 besteht darin, daß der Hohlraum 13 in zwei Teilräume 13a und 13b aufgeteilt ist, von denen

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der erste - 13a - mit Flüssigkeit gefüllt ist, deren Druck gleich dem Gasdruck ist, während der zweite - 13b - mit Flüssigkeit gefüllt ist, deren Druck in etwa gleich dem Atmosphärendruck oder wenig höher ist. Die in der Zeichnung linke Seite des Kolbens 6 wird somit bei geöffnetem Kugelventil 1' vom Atmosphärendruck beaufschlagt, während die kolbenstangenseitige Kolbenseite unter der Einwirkung des hohen Gasdruckes steht, so daß die Kolbenstange 7 mit dem Kolben 6 in den " Innenzylinder 1 hineingedrückt wird und die Anordnung als Zugfeder

wirkt, wie dies noch später genauer beschrieben wird.

Der Raum 13a mit hohem Druck ist gegenüber dem Raum 13b mit niedrigem Druck durch eine Ringdichtung 17 abgedichtet, welche gleichzeitig als Führung für das rechte Ende der Steuer stange 14 dient.

Der Niederdruckraum 13b ist mit einem Vorrats- und Ausgleichsbehälter 18 verbunden, welcher mit Flüssigkeit gefüllt ist, deren Druck in etwa gleich dem Atmosphärendruck oder nur wenig höher oder niedriger ist. Der Innenraum des Vorratsbehälters 18 wird von einer ringförmigen, elastischen Membran 19 umschlossen. Der Ausgleichsbehälter 18 ist im Innenraum des Außenzylinders 3 im Bereich des linken Endes desselben angeordnet und somit durch den Außenzylinder 3 vollständig nach außen abgeschlossen. Dies vermittelt zudem eine sehr kompakte Bauweise.

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Der Teilraum 13b steht mit dem Vorratsbehälter 18 über einen Verbindungskanal 20 in Verbindung.

Die in Fig. 2 dargestellte und als Zugfeder ausgebildete hydropneumatische Kolbenzylinder anordnung arbeitet wie folgt.

Wenn die Steuerstange 14 nach rechts zum Öffnen der Kugelventile 1' bis 3' verschoben wird, wird eine Verbindung zwischen den beiden Ringräumen 9 und 10, sowie zwischen dem Innenraum des Ihnenzylinders 1, welcher die Kolbenstange 7 nicht enthält und dem Vorratsbehälter 18 über die Teilräume 13a bzw. 13b hergestellt.

Durch den den Teilraum 13b mit dem Vorratsbehälter 18 verbindenden Kanal 20 wird Druckgleichheit zwischen dem die Kolbenstange 7 nicht enthaltenden Teil des Ihnenzylinders 1 und dem Vorratsbehälter 18 hergestellt, d. h. der Druck in diesem Teil des Innenraumes des Innenzylinders 1 ist in etwa gleich dem Atmosphärendruck. Aufgrund der Tatsache, daß der Druck in dem Tel 1 des Innenraumes des Innenzylinders 1, welcher die Kolbenstange enthält, in etwa gleich dem hohen Gasdruck ist, wird die Kolbenstange in den Ihnenzylinder 1 hineingedrückt und die Anordnung wirkt als Zugfeder, wobei an der Kolbenstange 7 angreifende Zugkräfte von dem Druckgas im Raum 12 abgefedert werden.

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Wenn die Steuerstange 14 losgelassen wird, wird sie nach links durch die Wirkung der federbelasteten Kugelventile V bis 3' verschoben, wobei letztere schließen. Hierdurch sind somit sämtliche Innenräume der drei Zylinder 1 bis 3 voneinander getrennt und die Anordnung ist blockiert, denn die Kolbenstange 7 mit dem Kolben 6 kann in dem Zylinder 1 aufgrund der abgesperrten Flüssigkeitssäulen nicht mehr verschoben werden. Bi gleicher Weise wie vorstehend bezüglich der als Druckfeder ausgebildeten Anordnung erwähnt, ergibt sich auch hier der Vorteil einer hinsichtlich der maximalen Blockierkraft nicht begrenzten absoluten Blockierung, sowie der weitere Vorteil, daß die absolute Blockierung sowohl bei Zug- als auch bei Druckkräften der Kolbenstange 7 erhalten bleibt. Auch bei der Ausbildung als Zugfeder werden bei blockierter Anordnung die Ventilkugeln 1' und 2' gegen ihre Sitzflächen gedrückt, so daß keinerlei Dichtprobleme und Schwierigkeiten auftreten.

Im Hinblick auf die erfindungsgemäße absolute Blockierung sowohl bei Zug- als auch bei Druckkräften kommt vor allem der Tatsache die Bedeutung zu, daß insgesamt drei einander umschließende Zylinder mit den hierdurch bedingten, verschiedenen Hohlräumen vorgesehen sind, die über die absperrbaren Durchflußkanäle in dem als der festgiTrennwand dienenden Körper 4 miteinander in Verbindung stehen.

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Der Hohlraum 18 und die Membran 19 sind so ausgebildet, daß beim Einfahren der Kolbenstange 7 die hierdurch verdrängte Flüssigkeit durch elastische Verformung und Dehnung der Membran 19, welche eine Vergrößerung des Innenraumes des Vorratsbehälters 18 bewirkt, aufgenommen wird. Hierbei sollen möglichst geringe Rückstellkräfte der Membran 19 auf die Flüssigkeit erzeugt werden, damit der Druck im Vorratsbehälter 18 nicht erhöht wird, was den nutzbaren Druckunterschied gegenüber dem Druck des Druckgases verringern würde.

Wie ohne weiteres aus einem Vergleich der Anordnungen nach den Fig. 1 und 2 ersichtlich, kann eine erfindungsgemäße hydropneumatische, blockierbare Kolbenzylinderanordnung durch Vornahme nur geringfügiger, konstruktiver Änderungen entweder als Druckfeder oder als Zugfeder ausgebildet werden.

Weitere Vorteile der erfindungsgemäß ausgebildeten Kolbenzylinder anordnung im Vergleich zu den eingangs genannten bekannten Kolbenzylinderanordnungen betreffen folgende Punkte.

Die festigkeitsmäßige Ausbildung der Kolbenstange ist sehr günstig, da dieselbe massiv ist und somit gehärtet werden kann, während die

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bekannten hohlen Kolbenstangen, welche eine Steuerstange aufnehmen müssen, nicht gehärtet werden können. Erfindungsgemäß kann die Kolbenstange somit einerseits aufgrund des größeren Vollquerschnittes und andererseits aufgrund der höheren Werkstoff-Festigkeit wesentlich höhere Belastungen und Kräfte aufnehmen.

In einer Reihe von Anwendungsfällen kann der Druck des Druckgases niedriger gewählt werden als bei den bekannten Anordnungen, da erfindungsgemäß das Druckgas nicht zur Blockierung herangezogen wird, sondern allein zur Federung dient.

Für die Gas- und Flüssigkeitsfüllung können beliebige Gase und beliebige Flüssigkeiten, insbesondere Hydrauliköle, in Anwendung kommen.

Eine erfindungsgemäß ausgebildete, hydropneumatische, blockierbare Kolbenzylinder anordnung kann als Zug- oder Druckfeder für jede beliebige Federung verwendet werden. Ein bevorzugtes Anwendungsgebiet betrifft jedoch die stufenlose Verstellung von Tischplatten und Stühlen, sowie der Lehnen und Sitzflächen, insbesondere von Automobilen- und Flugzeugsitzen.

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Claims

180002C Patentansprüche

1. Von außen blockierbare, hydropneumatische Kolbenzylinderanordnung mit einem mit Flüssigkeit und einem mit Gas gefüllten Raum, sowie mit einem in dem mit Flüssigkeit gefüllten Raum gleitend angeordneten Kolben mit einer nach außen herausgeführten Kolbenstange, dadurch gekennzeichnet, daß in dem mit Flüssigkeit gefüllten Raum eine mit Durchtrittsöffnungen für die Flüssigkeit versehene, feste Trennwand angeordnet ist und daß die Durchtrittsöffnungen durch von außen betätigbare Absperrmittel vollständig verschließbar sind.

2. Kolbenzylinderanordnung gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch drei konzentrische Zylinder - ein Innenzylinder (1), ein mittlerer Zylinder (2) und ein Außenzylinder (3) - die sämtlich mit ihren de η Kolbenstangenaustrittsenden gegenüberliegenden Enden mit einem die feste Trennwand bildenden Körper (4) abgedichtet verbunden sind, welcher Durchflußkanäle (I" bis 3") für die Flüssigkeit aufweist, die die Innenräume der drei Zylinder miteinander verbinden und durch von außen betätigbare Absperrmittel vollständig verschließbar sind.

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3. Kolbenzylinderanordnung gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Absperrmittel aus federbelasteten Kugelventilen (I', 2', 3') bestehen, die durch Verschiebung von außen einer in dem Körper (4) angeordneten Steuerstange (14) alle gleichzeitig geöffnet werden können und hierbei den Durchtrittsquerschnitt der Durchflußkanäle (I" bis 3") freigeben.

4. Kolbenzylinder anordnung gemäß einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß insgesamt drei Durchflußkanäle (I" bis 3") mit jeweils einem zugeordneten, federbelasteten Kugelventil (I' bis 3') in dem Körper (4) angeordnet sind, von denen jeweils eines einem der drei Zylinder (1 bis 3) zugeordnet ist.

5. Kolbenzylinderanordnung gemäß einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenzylinder (1) und ein Ringraum (9) zwischen dem Innenzylinder (1) und dem mittleren Zylinder (2) vollständig mit Flüssigkeit gefüllt sind, während ein Ringraum (10) zwischen dem Außenzylinder (3) und dem mittleren Zylinder (2) mit Flüssigkeit und Gas gefüllt ist, die voneinander durch eine Gleitkolbendichtung (11) mit zwei Dichtringen (IP, 11") getrennt sind.

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6. Kolbenzylinder anordnung gemäß einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (6) massiv ausgebildet und gegenüber dem Innenzylinder (1) abgedichtet ist und daß der kolbenstangenseitige Teil des Innenraumes des Innenzylinders (1) mit dem Ringspalt (9) durch eine Bohrung (8) in Verbindung steht.

7. Kolbenzylinderanordnung gemäß einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Innenzylinder (1) und dem mittleren Zylinder (2) zugeordneten Kugelventile (I', 2') bezüglich ihrer Schließrichtung so angeordnet sind, daß sie sowohl bei Zug- als auch bei Druckkräften der Kolbenstange (7) in ihre Schließstellung gedrückt werden.

8. Kolbenzylinderanordnung gemäß einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei Ausbildung als Druckfeder die Durchflußkanäle (I" - 3") einerseits mit den zugeordneten Zylindern (1 bis 3) und andererseits sämtlich mit einem Hohlraum (13) in dem Körper (4) in Verbindung stehen und daß der Hohlraum (13) gegenüber der Außenatmosphäre abgedichtet und mit Flüssigkeit gefüllt ist, deren Druck etwa gleich dem des Druckgases ist.

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9. Kolbenzylinderanordnung gemäß einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei Ausbildung als Zugfeder der Hohlraum (13) durch eine Dichtung

in zwei Teile (13a) und (13b) aufgeteilt ist, von denen der eine - (13a) mit den beiden dem Außenzylinder (3) und dem mittleren Zylinder (2) zugeordneten Durchflußkanälen (3" und 2") und der andere - (13b) mit dem dem Innenzylinder (1) zugeordneten Durchflußkanal (1") in durch die Kugelventile (V - 3') blockierbarer Verbindung steht und ψ daß der Teilraum (13a) mit Flüssigkeit gefüllt ist, deren Druck etwa

gleich dem Gasdruck ist, während der andere Teilraum (13b) mit Flüssigkeit gefüllt ist, deren Druck etwa gleich Atmosphärendruck oder wenig höher ist.

10. Kolbenzylinderanordnung gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Teilraum (13b) mit einem Vorrats- und Ausgleichsbehälter (18) mit Flüssigkeit von Atmosphärendruck oder

k wenig höher in Verbindung steht.

11. Kolbenzylinder anordnung gemäß Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandung des Vorrats- und Ausgleichsbehälters (18) zumindest teilweise aus einer elastischen Membran (19) besteht.

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12. Kolbenzylinder anordnung gemäß Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorrats- und Ausgleichsbehälter (18) von dem der Kolbenstange (7) gegenüberliegenden Ende des Außenzylinders (3) eingeschlossen und nach außen abgeschirmt ist.

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