DE2816761A1

DE2816761A1 - Pneumatische feder

Info

Publication number: DE2816761A1
Application number: DE19782816761
Authority: DE
Inventors: Fritz R Stolberg
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1978-04-18
Filing date: 1978-04-18
Publication date: 1979-10-31

Description

Pneumatische Feder
Die Erfindung hezieht sich auf pneumatische Federn, bei welchen Kolbenstangen in einen unter hohem Gasdruck stehenden Raum eintauchen.
Die Federcharakteristik solcher pneumatischer Federn läßt sich bekanntlich außer durch die Gebrauchstamperatur noch durch drei weitere Größen beeinflussen, nämlich die Größe des Druckgasvolumens, die wirksame Querschnittsfläche der Kolbenstange und die Höhe des Druckes, unter dem des Gas steht.
Als Druckgasbehältnisse dienen üblicherweiss beidssitig verschlossene zylindrische Rohre, deren eine Stirnseite eine gut dichtend ausgebildete Öffnung für den Durchtritt der Kolbenstange aufweist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine pneumatische Feder aufzuweisen, deren Federweg annähernd so groß oder größer ist als ihre Baulänge im kürzest möglichen Zustand.
Das wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Kolbenstange mehrteilig und teleskopartig ineinanderschiebbar ausgebildet ist.
Man erreicht nämlich dadurch, daß große Kolbenstangenlängen in den Druckgasbehälter eingefahren werden können.
Vorzugsweise setzt man die teleskopierende Kolbenstange aus in Reihe angeordneten pneumatischen Federn zusammen.
Dudurch erreicht man nämlich, daß die Druckgaskammern für jede Ausfahrstufe getrennt sind und in ihrem Druck auf die zugeordneten olbenstangenquerschnitte so abgestimmt werden können, daß in der gesamten Federcharakteristik keine unerwünscht großen Unstetigkeiten auftreten.
In der weiteren Ausbildung der Erfindung sind die als-Druckgasbehältnis dienenden Zylinderrohre einer oder mehrerer Stufen so gestaltet, daß sie teilweise mit Flüssigkeit gefüllt-werden können, weil dadurch das für die Steilheit der Federcharakteristik bestimmende Druckgasvolumen den jeweiligen Erfordernissen weitgehend angepaßt werden kann, ohne daß andere Rohrdurchmesser, Dichtungen und sonstige Komponenten erforderlich werden. Das ist ein erheblicher Vorteil bei der Standardisierung eines Fertigungsprogrammes.
Eine Dämpfung der Ausfahrbewegung der Holbenstange wird erreicht, wenn an dem in den Gasdruckkammern befindlichen Ende der einzelnen Kalbsnstangenstufen ein Kolben mit einer vorzugsweise durch eine kleine Schrung definierten Undichtigkeit angeordnet ist. Dadurch erreicht man nämlich eine Unterteilung der Gasdruckkammern in zwei weitgehend getrennte Hohlräume, zwischen welchen der zur Dämpfung erforderliche gedrosselte Medienaustausch erfolgt.
Es ist darüberhinaus zweckmäßig, die Außenfläche der als Kolbenstangenstufen dienenden Zylinderrohre mit einer Oberfläche sehr geringer Rauhtiefe und hoher Korrosionsbeständigkeit zu versehen, damit eine einwandfreie Abdichtung der Druckgaskammern sichergestellt werden kann.
Im folgenden sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf zwei schematische Zeichnungen näher beschrieben: Figur 1 zeigt einen Schnitt durch eine zweistufige teleskopierende pneumatische Feder.
In einem-Federgehäuse 1 ist ein Teleskopzylinderrohr 2 mit einem Kolben 3 angeordnet, der mit einer Dämpfungsbohrung 4 versehen und durch eine Dichtung 5 gegen das Federgehäuse 1 gedichtet ist. Im Teleskopzylinderrohr 2 befindet sich eine Stange 6 mit einem Kolben 7, der ebenfalls mit einer Dämpfungsbohrung 19 versehen ist und gegen das Teleskopzylinderrohr 2 durch eine Dichtung 8 gedichtet wird. Die Stange 6 ist im Teleskopzylinderrohr 2 durch ein Führungsstück 9 und das Teleskopzylinderrohr 2 ist im Federgehäuse 1 durch ein Führungsstück 10 geführt.
Die Stange 6 ist gegenüber dem Teleskopzylinderrohr durch Dichtungen 11 und 12 und das Teleskopzylinderrohr 2 gegenüber dem Federgehäuse 1 durch Dichtungen 13 und 14 gedichtet. 15, 16 und 17 sind Hohlräume, die unter hohem Gasdruck stehen und miteinander durch die Dämpfungsbohrungen 4 und 19 verbunden sind. Am Kolben 3 befindet sich ein Bund 18, auf dem sich der Kolben 7 abstützt, wenn die Stange 6 eingefahren ist. Teil 20 ist ein Abschlußstück für das Federgehäuse 1, das durch eine Dichtung gegen das Federgehäuse 1 gedichtet ist.
Bei der Ausfahrbewegung fährt zunächst das Teleskopzylinderrohr 2 mit eingefahrener Stange 6 aus. Die Federkraft im ersten Teil dieser Bewegung errechnet sich als die Differenz des Produktes aus der Kolbenfläche des Telaskopzylinderrohres 2 und dem effektiven Überdruck im Hohlraum 17, vermindert um die Reibungskräfte an den Dichtungen 5 und 14.
Am Ende des ersten Teils der Ausfehrbewegung beginnt die Stange 6 mit dem Kolben 7 aus dem Teleskopzylinderrohr 2 auszufahren. Der auf den Querschnitt der Stange 6 wirksnde effektive Überdruck im Hohlraum 17 vermindert um die Reibungskräfte an den Dichtungen 8 und 11 ergibt die Federkraft in diesem Teil der Bewegung.
Da der Druck im Hohlraum 17 beim Ende der ersten Ausfshrstufe und beim Baginn der zweiten Ausfehretufe glsich ist, tritt an dieser Stelle ein Sprung der Federkraft etwa im Verhältnis der beiden wirksamen Kolbenflächen des Querschnittes des Teleskopzylinderrohres 2 und der Stange 6 auf.
Figur 2 zeigt einen Querschnitt durch eine dreistufig teleskopierende pneumatische Feder.
In einem Federgehäuse 21 ist ein großes Teleskppzylinderrohr 22 mit einem Kolben 23 angeordnet, der mit einer Dämpfungebohrung 24 versehen und durch eine Dichtung 25 gegen das Federgehäuse 21 gedichtet ist. Der Kolben 23 ist mit dem Teleskopzylinderrohr 22 fest und dicht verbunden.
Im Teleskopzylinderrohr 22 ist ein weiteres, kleineres Teleskopzylinderrohr 26 angeordnet, das mit einem Kolben 27-fest verbunden und dicht verschlossen-ist. Auch dieser Kolben 27 ist mit einer Dämpfungsbohrung 28 versehen und mit einer Dichtung 29 gegen das Teleskopzylinderrohr 22 gedichtet.
Im Teleskopzylinderrohr 26 befindet sich eine Stange 30 mit einem Kolben 31, der wiederum mit einer Dämpfungsbohrung 32 versehen und durch eine Dichtung 33 gegen das Teleskopzylinderrohr 26 gedichtet ist. Die Stange 30 ist durch ein im Teleskopzylinderrohr 26 befestigtss Führungstück 33, das Teleskopzylinderrohr 26 durch ein im Teleskopzylinderrohr 22 befestigtes Führungsstück 34 und das Teleskopzylinderrohr 22 durch ein im Federgehäuse 21 befestigtes Führungsstück 44 geführt. 35,36 und 37 sind Dichtungen. 38,39,40,41,42 und 43 sind Hohlräume, die unter hohem Gasdruck stehen. Im Ruhezustand herrscht in den Hohlräumen 39 und 42 wegen der-Dämpfungsbohrung 28, in den Hohlräumen 38 und 41 wegen der Dämpfungsbohrung 32 und in den Hohlräumen 40 und 43 wegen der Dämpfungsbohrung 24 jeweils gleichsr-Druck.
Stimmt man die Drücke in den Hohlkammern so aufeinander ab, daß jeweils das Produkt aus wirksamer Fläche und Druck am Ende einer Ausfahrstufe gleich dem Produkt aus wirksamer Fläche und Druck am Beginn der nächsten Ausfahrstufe ist, so erhält man eine Federcharakteristik ohne nennenswerte Unstetigkeit. Durch teilweiseFUllung der Hohlräume mit Flüssigkeit kann die Steilheit der Federcharakteristik in den verschiedenen Ausfahrstufen beeinflußt werden. Durch Variationen der Füllung mit Flüssigkeit und Basdruck kann man die Federeigenschaften solcher pneumatischer Federn ohne konstruktive Änderung in weiten Grenzen verändern.

Claims

Schutz@nsprüche: 1. Pheumatische Feder, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Kolbenstange mehrtailig als Teleskop ausgebildet ist.
2. Pneumatische Feder nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die hol@enstange sich aus in Reine angeordneten pneumatischen Federn zusemmensetzt.
3. Pneumatische Feder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die als Druckbehältnisse dienenden Zvlinderrohre einer oder mehrerer Stufen so gestaltet sind, daß sie teilweise mit Flüssigkeit gefällt werden können.
4. Pneumatische Feder nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenfläche der Telaskopzvlinderronre korrosionsoeschützt ist und eine sehr geringe Rauhtiefe aurweist.