DE1957050A1 - Dichtungsvorrichtung fuer hydrostatisch wirkende Druckfedern aus Elastomeren - Google Patents

Description

• Dichtungsvorrichtung für hydrostatisch wirkende Druckfedern aus Elastomeren Es ist bekannt, dass man durch Veränderung des Volumens einer in einem dichten Behälter eingeschlossenen Elastomermenge eine Quantität mechanischer Energie speichern zurückführen oder als Wärme abgeben kann, wobei die Quantität relativ bedeutend wirde wenn die aufgebrachten Drücke entsprechend hoch sind. Die Volumenveränderung kann durch die Bewegung eines in einer itt geringstmöglichem Spiel versehenen Führungshülse gleitenden Kolben hervorgerufen werden, der in die Elastomermasse eindringt. Die hierbei aufgebrachten Drücke erreichen Werte, die zwischen 1000 und 5000 Bar liegen. Bei richtiger Wahl eines Elastomers und entsprechender Kolbenform kann die wiedergewonnene Energie 9/10 der dem System zugeführten Energie erteichen.
• Allerdings ist die gute Funktionsfähigkeit derartiger Federn nur fUr eine begrenzte Anzahl von Kolbenspielen gewährleistet. Sobald sich nämlich der Kolben aus dem das Elastomer umschliessenden Gehäuse zurückzieht, e bewirkt die Adhäsion das Mitführen eines Elastomr-Filmes, der aus der Führungshülse austritt. Dadurch vermindert sich be jedem und und Entlastungsspiel das Volumen des zusammengedrückten Elastomer. Obwohl die Verwendung elastischer Lippendichtungen aus Notfall oder Kunststoff die Elastomerverluste verringert, so bleiben sie in den meisten Anwendungebereichen trotzdem noch zu bedeutend, um eine lange Funktionsfähigkeit der Vorrichtung zu gewährleisten. Es ist im übrigen beachtenswert, dass das Entweichen der Elastomermasse nicht bei Stillstand des Kolbens und bei grösstem Druck ein tritt, sondern nur wenn sich der Kolben nach aussen bewegt.
• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Dichtungsverbindung für hydrostatisch wirksame Druckfedern aus Elastoleren mit zylindrischen Tauchkolben, deren Anordnung die Elastomerverluste bis auf einen genügend kleinen Wert vermindern soll, damit die Vorrichtung eine grosse Anzahl von Be- und Entlastungszyklen ohne merkbare Veränderung der mechanischen Qualitäten aushalten kann.
• Die Dichtungsverbindung wird durch einen aus verformbarem Material bestehenden zylindrischen Ring gebildet, dessen Innenseite am Kolben anliegt und auf dessen Aussenseite der gleiche Druck wie be dem durch den Kolben zusammengedrückten Elastomer besteht.
• In einer bevorzugten Ausführung besitzt der beispielsweise aus Superpolyamid geformte und evtl. bearbeitete zylindrische Ring einen U-förmigen Querschnitt, dessen offene Seite vom Kolben weg gerichtet ist, wobei der Sitz vom Inneren dieses U gebildet wird, der mit dem elastomergefüllten Gehäuse in Verbindung steht.
• Im Verbindungskanal zwischen dem U-förmigen Sitz und dem Gehäuse ist ein Ventil zwischengeschaltet, der das Elastomer nur in Richtung Feder/Ring durchlässt und sich jedem Durchgang des Elastomer in entgegengesetzter Richtung widersetzt.
• Sobald der Kolben unter dem Einfluss des inneren Drukkes aus der Federmasse auszutreten beginnt, d.h., sobald der Kolben seinen Rückweg nach aussen antritt, unterliegt die verformbare Wand des Dichtungsringes einem Druck, der höher ist als der auf den Kolben selbst wirkende Druck.
• Das bedeutet praktisch, daß der Dichtungsring dem Durchgang eines Elastomerfilmes, der Tendenz hat, sich an den Kolbenwänden su bilden und aus der Umschliessung zu entweichen, Widerstand entgegensetzt.
• Die beigefügte Zeichnung stellt einen schematischen Schnitt durch die Führungshülse einer hydrostatisch wirkenden Druckfeder aus Elastomeren dar, die eine Vorrichtung gemäss der Erfindung besitzt.
• Unter dem Einfluss äusserer Kräfte kann der Kolben 1 in das den Federraum 3 fallende Elastomer 2 eindringen.
• Der Kolben bewegt sich in einer itt einer zylindrischen Nute ausgestatteten Führungshülse 4, in der sich der zylindrische Ring der Dichtungsvorrichtung befindet.
• Dieser zylindrische Ring ist an der am Kolben anliegenden Seite durch eine aus Superpolyamid (Rilsen) bestehende Wand 5 abgeschlossen. Diese Wand wird durch das Elastomer 6, das den Ring vollständig ausfüllt, gegen die Wand des Kolbens gedrückt, wobei es über den Kanal 70 dessen Ende mit einem Kugelventil 8 versehen ist, itt des Elastomer 2 des Federraumes in Verbindung steht.
• Sobald die Feder arbeitet, dringt der Kolben, in der Führungshülse gleitend, unter dem Einfluss der äusseren Kräfte (in Richtung F) ein und vermindert das Elastomervolumen, dessen Druck so lange ansteigt, bis der äussere schub durch die vom Elastomer auf den Kolben ausgeübte Reaktionskraft ausgeglichen ist. Ist der erreichte. Druck hoher als der vorher im Ring der Dichtungsvorrichtung herrschende Druck, hebt sich die Kugel des Ventils, eine kleine Elastomermenge dringt in den Ring ein und erhöht die Kraft, mit der die verformbare Wand gegen den Kolben gedruckt wirdO Sobald der Rückweg des Kolbens eingeleitet wird, fällt der Druck in der Feder, das Ventil schliesst sich und erhält den Druck im Ring aufrecht. Während seiner nach aussen gerichteten Be wegung blibt der Kolben der Wirkung der Dichtungsvorrichtung ausgesetzt, deren Innendruck weit über dem Federdruck verbleibt, d.h. über jenem Drucks den nun das Elastomer auf den Kolben in Richtung F' ausübt.
• Die durch den Ring 5 auf die Kolbenwände ausgeübten Kräfte werden höher sein als die Adhäsionskräfte des Elastomers, das dadurch im Raum 3 der Feder ohne nennenswerte Verluste zurückgehalten wird.
• Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die vorstehend beschriebene Vorrichtung begrenzt, sondern betrifft alle hydrostatisch wirkenden Druckfedern aus Elastomeren mit Gleitverbindung, bei denen der Druck des komprimierten Elastomers aur Sicherung der Undurchlässigkeit der Dichtung unter Verwendung eines Ventiles benützt wirdO das den Druck auf die Dichtung aufrecht erhält, sobald der Druck in der Feder nachlässt.

Claims (1)

1. A n s p r ü c h e 1. Dichtungsvorrichtung für eine hydrostatisch wirkende Druckfeder eines in einem dichten Gehäuse eingeschlossenen, unter der Einwirkung eines Tauchkolbens stehenden Elastomers, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einem zylindrischen Ring besteht, dessen eine den Kolben berührende Wand verformbar ist und dessen gegenüberliegen. de Wand dem Druck des im Federgehäuse befindlichen Elastomers ausgesetzt ist.

   20 Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnete daß jene Wand des Ringes die der mit den Kolben in Berührung stehenden Wand gegenüberliegt, mit dem das Elastomer enthaltenden Gehäuse mittels einer Mit einem Ventil versehenen Zuleitung in Verbindun-g steht das derart angeordnet ist, daß ein Durchgang des Elastomers nur in der Richtung vom Gehäuse zum Ring mögLich ist, 30 Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring einen U-förmigen Querschnitt bes#itzt, dessen offene Seite vom Kolben weg gerichtet ist und dadurch eine Kammer gebildet wird, in die die Verbindungsleitung einmündet0