DE1951656B2

DE1951656B2 - Fuell- und betaetigungseinrichtung fuer (hydro-)pneumatische federn

Info

Publication number: DE1951656B2
Application number: DE19691951656
Authority: DE
Inventors: Günter 7305 Altbach Otto
Original assignee: Ignaz Vogel Kg, 7501 Stupferich
Priority date: 1969-10-14
Filing date: 1969-10-14
Publication date: 1973-03-22
Also published as: DE1951656C3; DE1951656A1

Description

daß der Ringraum über Bohrungen mit dem einen Zylinderraum und der verschiebbare Teil über das durch den Ventilstößel zu betätigende Ventil und eine daran anschließende Leitung mit dem anderen Zyliüderraum in Verbindung steht und daß ^;m Zylinder zwischen den beiden Teilen eine Einfüllbohrung vorgesehen ist

Bei dieser Ausführungsfonn der Fäll- und Betätigungseinrichtung wird auf separate Teile wie Einfullventile oder Versch raubungen vollkommen verzichtet, ebenso wie auf zusätzliche Bohrungen in der Stirnseite der Gasfeder, die die Symmetrie des Aufbaues stören, damit die wirtschaftliche Herstellung erschweren und auch die Abdichtung gefährden. Das aus Bearbeitungsgründen sowieso aus mehreren Teilen bestehende Ventilgehäuse wird vielmehr so ausgebildet, daß es aus einem festen und einem in diesen festen Teil hineinschiebbaren verschiebbaren Teil besteht, wobei zwischen diesen beiden Teilen im Zylinder eine Einfüllbohrung angeordnet ist. Zum Füllen der Feder wird das Arbeitsmedium in die Einfullbohrung eingeleitet, worauf es, da die beiden Ventilteile noch nicht abdichtend ineinanderstecken, sämtliche ihm zugänglichen Zylinderräume füllt. Ist der notwendige Druck im Innern des Zylinders erreicht, wird der Einfülldruck reduziert, wodurch sich der Differenzdruck auf das verschiebbare Ventilteil auswirkt und es in den festen Ventilteil abdichtend hineinschiebt. Damit ist auch die zwischen diesen beiden Ventilteilen in der Zylinderwandung vorgesehene Einfüllbohrung abgeschlossen, so daß das Arbeitsmedium nicht mehr entweichen kann. Ohne Schwierigkeiten ist es jetzt jedoch auch noch, im Gegensatz zu den bekannten Fülleinrichtungen, möglich, durch Einleiten eines Arbeitsmediums mit entsprechend hohem Druck durch die Einfüllbohrung bzw. durch mechanisches Verschieben des verschiebbaren Ventilteilcs, beispielsweise durch den Ventilstößel, den verschiebbaren Teil wieder aus dem festen Teil hinauszuschieben und so den Druck im Innern des Zylinders gegebenenfalls bis auf Null zu reduzieren. Dieses vollständige Abblasen des Innendrucks ist dann notwendig, wenn die Gasfeder repariert werden soll. Selbstverständlich ist auch eine Reduzierung des Innendrucks auf einen bestimmten Wert möglich, wie auch die nachträgliche Erhöhung des Innendrucks um durch die Anpassung des Drucks eine Anpassung der Feder an die jeweils gewünschten Verhältnisse zu erreichen. Die Erfindung läßt also nicht nur eine wiederholte Montage und Demontage einer derartigen (hydro-)pneumatischen Feder zu, sondern auch noch deren nachträgliche Anpassung an die jeweils gewünschte Federcharakteristik.

In der Zeichnung ist an dem Beispiel einer pneumatischen Feststellfeder der Erfindungsgegenstand schematisch dargestellt, und zwar zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch die Gasfeder und F i g. 2 ein Detail nach II der F i g. 1.

Durch einen Kolben 2 wird der Arbeitsraum eines Zylinders 1 in zwei Gasräume unterteilt, die über eine flexible Leitung 3 und ein Ventil 4 miteinander in Verbindung stehen. Der Kolben 2 ist mit einer Kolbenstange 5 verbunden, die nur dann verschoben werden kann, wenn das Ventil 4 geöffnet ist, sich also das in den beiden Gasräumen vorhandene Gas ausgleichen kann.

Das Ventilgehäuse des Ventils 4 wird im wesentlichen gebildet aus einem festen Teil 6 und einem verschiebbaren Teil 7. Der feste Teil 6 ist mittels eines G-Rings 8 nach außen abgedichtet. In ihm geführt ist ein Ventilstößel 9, ebenfalls mit einer Gleitdichtung 10 gegen den Austritt von Gas nach, außen abgedicfa-

tet. Im verschiebbaren Teil 7 befindet sich die Ventfldichtung 11 und in ihr ein Ventilkörper 23. Durch Niederdrücken des Ventilstößel gelangt eine Einkerbung 12 in die Ventfldichtung 11, wodurch Gas von dem diesseits liegenden Gasraum 13 über die

ίο Bohrungen 14,15,16 in den Ringraum 22 und durch die flexible Leitung 3 hindurch in den jenseitsliegenden Gasraum 17 eintreten kann. Durch einen O-Ring 18. ist der verschiebbare Ventiiteii 7 an der Zylinder-Innenwandung abgedichtet Ein weiterer

O-Ring 19 dichtet den verschiebbaren Teil 7 zum festen Teil 6 hin ab.

Zum Füllen der feststellbaren Gasfeder nach der Erfindung wird der verschiebbare Ventilkörper 7 so in den Zylinder 1 montiert, daß der O-Ring 19 noch

so nicht in dem zylinderförmig ausgesparten Teil des festen Ventilteiles 6 sitzt. Hierdurch kann Druckgas über eine Gas-Einfüllbohrung 20 in den Gasraum 13 und über dai offene Ventil auch in den Gasraum 17 gelangen. Da über diese Wege das Druckgas voll-

kommen frei durchströmen kann, da insbesondere der ringförmige Raum 24 um das Ventilgehäuse in den die Gas-Einfüllbohrung 20 mündet, den gleichen Druck aufweist wie der Gasraum 13 und auch der Raum zwischen der Gleitdichtung 10 und der Ventildichtung 11, beharrt der verschiebbare Ventilteil 7 in seiner ursprünglichen Stellung. Zwar versucht der im Innern der Gasfeder aufgebaute Druck den Ventilstößel nach außen zu schieben, jedoch wird dies durch den sofortigen Druckanstieg in dem Ringraum 22 verhindert.

Weisen sämtliche Räume der Gasfeder den gleichen Druck wie das Druckgas auf, so wird der Ventilstößel nach außen gedrückt, das Ventil also gesuhlus&tii. Wird nun die Druckgas-Leitung entfernt,

die Gas-Einfüllbohrung 20 also mit der Atmosphäre in Verbindung gesetzt, so entleert sich das Gas aus dem Ventilgehäuse umgebenden ringförmigen Raum 24, wie auch geringfügig aus dem Gasraum 13 sowie dem Ringraum 22, so daß ein Druckunterschied zwi-

sehen dem Gasraum 13 und diesem ringförmigen Raum 24 vorhanden ist der den verschiebbaren Ventilteil 7 in den festen Ventilteil 6 hineinschiebt. Hat sich der O-Ring 19 in den festen Ventilteil 6 hineingeschoben, hört der Gasverlust durch die Bohrungen

14, 15, 16 in dem ringförmigen Raum 24 auf; dieser Raum ist dann vollkommen drucklos, so daß der Gasdruck aus dem Gasraum 13 den verschiebbaren Ventilteil 7 in den festen Ventilteil 6 hineinschieben kann. Hierbei ist zwar aas Gas im Ringraum 22 zusammengepreßt, jedoch ist die Kraft, die durch das Druckgas aus dem Gasraum 13 auf den großen Querschnitt des beweglichen Ventilteils 7 ausgeübt wird, ungleich größer als diejenige in dem kleinen verbleibenden Ringraum 22 mit entsprechend kleinerem Querschnitt. Selbst wenn der bewegliche Ventilteil 7 nicht ganz in den festen Ventilteil 6 eingeschoben werden sollte erfolgt dies restliche Einschieben spätestens nach dem ersten Betätigen des Ventilstößels 9, da sich dann der Gasdruck aus dem Ringraum 22 zu dem Gasraum 17 hin ausgleichen kann.

Durch den O-Ring 19 sowie den O-Ring 18 ist nun die Einfüllbohrung 20 abgeschlossen; die feststellbare Gasfeder befindet sich damit in dem ge-

zeichneten, funktionsfähigen Zustand, d.h. durch Betätigen des Ventilstößels 9 können die beiden Gasräume 13, 17 miteinander verbunden und der Kolben 2 bzw. die Kolbenstange S entsprechend auf- und abbewegt werden.

Soll die feststellbare Gasfeder nach der Erfindung demontiert werden, so genügt ein Einstoßen des Ventilstößels 9 über die Arbeitsstellung hinaus, so daß der endständige Bund 21 des Ventilkörpers 23 den verschiebbaren Ventilteil 7 aus dem festen Ventilteil 6 hinausdrückt. Sowie der O-Ring 19 aus dem festen Teil 6 hinausgedrückt ist, kann das Gas durch die Einfüllbohrung 20 gefahrlos entweichen, womit die Feder entspannt ist und vollkommen demontiert werden kann. Nach Montage der einzelnen Teile kann dann die Feder wieder, wie bereits beschrieben, gefüllt und in funktionsfähigen Zustand gebracht werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

bohrte Kolbenstange hindurch. Bei dem in der jenseits

Patentanspruch: ... der Kolbenstange liegenden Stirnseite des Zylinders

untergebrachten Ventil erfolgt die Betätigung von

Füll- und Betätigungseinrichtung für (hydro-) dieser Stirnseite her, womit sie unabhängig von der pneumatische Federn, bei denen ein in einem an 5 Lage der Kolbenstange bzw. der Stellung des KoI-beiden Stirnseiten verschlossenen Zylinder glei- bensist

tender beidseitig beaufschlagter Kolben, dessen Zur Füllung derartiger (hydro-)pneumatischer Fe-

Kolbenstange an einer Stirnseite aus dem Zylin- dem wird üblicherweise eine Einfüllöffnung vorgeseder heraustritt, zwei Zylinderräume voneinander hen, die durch ein Rückschlagventil abgeschlossen trennt und bei dem an der noch freien Stirnseite xo ist. Obwohl dieses Ventil nur einmal, bei der eimnaliin einem Ventilgehäuse ein Ventil zany öffnen gen Füiiung derartiger Federn, benötigt wird, muß es und Schließen einer, die beiden durch den KoI- trotzdem sehr sorgfältig ausgeführt werden, um über ben unterteilten Zylindeiräume verbindende die voraussichtliche Standzeit der Feder auch unter Überströmöffnung angebracht ist und das Ventil stark wechselnden Druckverhältnissen stets absolut durch einen, diese Stirnseite zentrisch durchsto- 15 dicht abzuschließen.

ßenden Ventilstößel betätigbar ist, dadurch Dem Zwang zu einer aufwendigen Mechanik wird

gekennzeichnet, daß das Ventilgehäuse man dadurch enthoben, daß statt des Rückschlagvenunterteilt ist in einen bei der Stirnseite des ZyUn- tils eine Verschraubung vorgesehen wird, die eine ders (1) nach außen abgedichteten den Ventilstö- elastische Dichtung so verspannt, daß die EinfüllÖffßel (9) führenden festen Teil (6) und einen in die- 20 nung absolut dicht ist. Verschraubungen dieser Art sen festen Teil (6) unter Belassung eines Ringrau- erfordern jedoch eine komplizierte Einfüllapparatur, mes (22) abdichtend einpaßbaren verschiebbaren um die Verschraubungen ohne Druckverlust anbrin-Teil (7), daß der Ringraum (22) über Bohrungen gen zu können.

(14, 15, 16) mit dem einen Zylinderraum (13) Die Einfüllöffnung erfordert jedoch nicht nur zu-

und der verschiebbare Teil (7) über ein durch 25 sätzliche Bauteile, sondern auch Raum und, zuminden Ventilstößel (9) zu betätigendes Ventil (4) dest im Falle der Verschraubung, auch soviel Mate- und eine daran anschließende Leitung (3) mit rial, daß die Verschraubung mit ihrer elastischen dem anderen Zylinderraum (17) in Verbindung Dichtung auch sicher den auftretenden Druckstößen steht, und daß im Zylinder (1) zwischen den bei- standhalten kann.

den TeUen (6,7) eine in einen ringförmigen 30 Aus dem letzteren Grunde befindet sich die EinRaum (24) zwischen Ventilgehäuse und Zylinder- füllöffnung bei Federn deren Ventil im Kolben unwandung mündende Einfüll bohrung (20) vorgese- tergebracht ist in der der Kolbenstange gegenüber^nen ^isi· liegenden Stirnseite, da dort das meiste Material zur

Verfügung steht. Ist diese Stirnseite jedoch durch ein 35 Ventil besetzt, so steht an beiden Stirnseiten nur sehr

wenig Material zur Verfügung. Dadurch können Ver-

_ schraubungen nicht mehr eingesetzt werden, sondern

Die Erfindung beüiffi eine hull- und Betätigungs- nur noch sehr präzis auszuführende kleine Rückeinrichtung für (hydro-)pneumatische Federn, bei de- schlagventile. Derartige Präzisionsventile sind jedoch nen ein in einem an beiden Stirnseiten verschlösse- 4° schwierig herstellbar und auch schwierig zu montienen Zylinder gleitender beidseitig beaufschlagter ren und verteuern damit derartige Federn unverhält-Kolben, dessen Kolbenstange an einer Stirnseite aus nismäßig stark.

dem Zylinder heraustritt, zwei Zylinderräume von- Es stellte sich daher die Aufgabe, eine Füll- und

einander trennt und bei dem an der noch freien Betätigungseinrichtung anzugeben, die diesen Zwang Stirnseite in einem Ventilgehäuse ein Ventil zum Öff- 45 zur präzisen Herstellung eines Rückschlagventils vernen und Schließen einer, die beiden durch den KoI- meidet und die auch bei (hydro-)pneumatischen Feben unterteilten Zylinderräume verbindende Über- dem einsetzbar ist, bei denen beide Stirnseiten des Strömöffnung angebracht ist und das Ventil durch Federzylinders einmal durch die Kolbenstange und einen, diese Stirnseite zentrisch durchstoßenden Ven- zum anderen durch das Ventil belegt sind; dabei soll tilstößel betätigbar ist. 50 eine wiederholte Montage und Demontage, also auch

Derartige feststellbare »Gasfedern« werden überall eine Reparatur der manchmal doch recht wertvollen dort benötigt, wo zwei Konstruktionsteile in verän- Gasfedern möglich sein. Bei den bekannten (hydro-) derlichem Abstand federnd zueinander gehalten wer- pneumatischen Federn ist eine Reparatur schon aus den sollen. Die Veränderung des Abstandes wird da- dem Grund nicht möglich, weil im allgemeinen der durch erreicht, daß das Gas bzw. das hydraulische 55 im Innern der Federn herrschende hohe Druck nicht, Medium von einen in den anderen Zylinderraum zumindest nicht ungefährlich, abgelassen werden durch öffnen des die beiden Räume verbindenden kann. Das ungefährliche Abblasen des hohen Innen-Ventils gepreßt wird. Dieses Ventil kann entweder drucks und die wiederholte Füllung der Federn im Kolben selbst oder aber an der der Kolbenstange würde eine sehr umständliche Fülleinrichtung bzw. gegenüberliegenden Stirnseite des Zylinders angeord- 60 entsprechende Ventile benötigen, was selbstverständnet sein. Im letzteren Falle führt entweder eine starre lieh solche Federn sehr verteuern würde.
Leitung zentral durch die Gasfeder und den im Zy- Die Lösung dieser Aufgaben besteht darin, daß

linder angeordneten Kolben hindurch, oder das Ar- das Ventilgehäuse eines als Füll- und Betätigungseinbeitsmittel wird durch den Zwischenraum zwischen richtung dienenden Ventils unterteilt ist in einen bei einem weiteren Zylinder und dem Arbeitszylinder 65 der Stirnseite des Zylinders nach außen abgedichtehindurchgeleitet. ten, einen Ventilstößel führenden festen Teil und

Ist das Ventil direkt im Kolben untergebracht, er- einen diesem festen Teil unter Belassung eines Ringfolgt die Ventilbetätigung durch die axial durch- raumes abdichtend einpaßbaren verschiebbaren Teil,