DE2845759C3

DE2845759C3 - Gasfeder

Info

Publication number: DE2845759C3
Application number: DE2845759A
Authority: DE
Inventors: Toshiro Sagamihara Kanagawa Nagase (Japan)
Original assignee: Tokico Ltd
Current assignee: Tokico Ltd
Priority date: 1977-10-20
Filing date: 1978-10-20
Publication date: 1980-07-31
Also published as: GB2006388B; DE2845759B2; US4219190A; JPS6021258B2; FR2406760A1; DE2845759A1; FR2406760B1; JPS5459571A; GB2006388A; BR7806907A

Description

60

Die Erfindung betrifft eine Gasfeder gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs I.

Bei einer bekannten Gasfeder dieser Art (US-PS 44 866) wird der zum Einfüllen von Hochdruckgas in den Zylinder dienende GasfülldurchlaD> dadurch gebildet, daß bei in der ausgefahrenen Stellung befindlicher Kolbenstange der Dichtring bis zum Stangenteil verringerten Durchmessers ins Zylinderinnere verschoben wirdr Bei einer solchen Anordnung hat sich jedoch gezeigt, daß der Dichtring beim Einfüllen von Druckgas in den Zylinder manchmal ins Zylinderinnere, d, h, in Richtung auf den Kolben verschoben und auch ausgebogen wird, und zwar aufgrund des Druckes und der Geschwindigkeit des in den Zylinder eingefüllten Gases, da der Druck im Zylinder, insbesondere bei der Anfangsstufe des Gasfüllprozesses, beträchtlich niedriger ist als der des komprimierten Gases; es wird daher der Gasfülldurchlaß in manchen Fällen verkleinert oder im Extremfall sogar verschlossen, so daß das Druckgas nicht zuverlässig in den Zylinder eingefüllt werden kann.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Gasfeder der gattungsgemäßen Art zur Beseitigung der geschilderten Nachteile derart auszugestalten, daß der Gasfüllvorgang leicht und zuverlässig durchgeführt werden und sich insbesondere der Dichtring bei gebildetem Gasfülldurchlaß nicht mehr weiter in Richtung des Kolbens verschieben kann.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmaie gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen hiervon sind in den weiteren Ansprüchen aufgeführt.

Da bei der erfindungsgemäß ausgestalteten Gasfeder ein Stützglied für den Dichtring vorgesehen ist, wird ein Verschieben des Dichtrings in Richtung auf den Kolben begrenzt bzw. dann vollständig unterbunden, wenn der Gasfülldurchlaß zwischen dem Dichtring und dem Stangenteil verringerten Durchmessers gebildet ist. Es ist daher beim Einfüllen von Hochdruckgas in den Zylinder möglich, die bei der bekannten Gasfeder auftretenden Nachteile, nämlich daß sich der Dichtring in Richtung des Kolbens verschiebt und dadurch die Querschnittsfläche des Gasfülldurchlasses reduziert oder sogar verschließt, zu vermeiden, so daß aus diesem Grunde auch der Gasfüllvorgang insgesamt leicht und zuverlässig durchgeführt werden kann.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Diese zeig: in

F i g. 1 im Längsschnitt die bekannte Gasfeder, bei der sich die jeweiligen Einzelteile in einer solchen Stellung befinden, daß der Gasfülldurchlaß gebildet ist;

Fig.2 im Längsschnitt eine Gasfeder gemäß der Erfindung;

Fig.3 das Stützglied für den Dichtring im Längsschnitt und

Fig.4in Draufsicht;

Fig.5 im Längsschnitt eine abgewandelte Ausführungsform der Gasfeder;

F i g. 6 das bei der Gasfeder gemäß F i g. 5 vorgesehene Stützglied im Längsschnitt und

Fig. 7 in Draufsicht;

Fig.8 und 9 jeweils im Längsschnitt zwei weitere Ausfühfungsformen der Gasfeder.

Bei der bekannten Gasfeder gemäß F i g. I ist ein Kolben 2 verschieblich in einem Zylinder 1 geführt und in der gezeigten Stellung in seiner oberen Hubendstellung angeordnet, um den Gasfüllvorgang durchführen zu können. Eine Kolbenstange 4 weist im Bereich ihres unteren Endes, an dem der Kolben 2 befestigt ist, einen Stangenteil 6 verringerten Durchmessers auf und ragt im übrigen durch eine Stangenführung 3 und einen verschieblich angeordneten Dichtring 5 abgedichtet aus dem Zylinder 1 nach außen.

Beim Durchführen des Gasfüllvorganges ist der Dichtring 5 bei in der ausgefahrenen Stellung befindlicher Kolbenstange 4 bis zum Stangenteil 6 verringerten Durchmessers ins Zylinderinnere verscho-

ben, so daß dadurch zwischen den Teilen 5, 6 ein Gasfülldurchlaß 7 gebildet ist. Es wird sodann das obere Ende des Zylinders 1 durch eine Hochdruckgaskammer 10 abgedichtet verschlossen, worauf Hochdruckgas in den Zylinder 1 eingeführt wird, und zwar durch eine im oberen Ende des Zylinders 1 gebildete öffnung 8, einen Ringraum zwischen der Stangenführung 3 und der Kolbenstange 4 und durch den GasfülldurchlaB 7 hindurch. Im Anfangsstadium des Gasfüllvorganges ist jedoch der Druck im Zylinder 1 beträchtlich niedriger als in der Hochdruckgaskammer 10, so daß die Stangenführung 3 und der Dichtring 5 häufig nach innen in den Zylinder 1 verschoben werden, was auf dem beidseits der Kolbenstange 3 herrschenden Differenzdruck und auf der Geschwindigkeit des außerordentlich schnell strömenden Gases beruht; dadurch verschiebt sich der Dichtring 5 über den Stangentei! 6 verringerten Durchmessers hinweg ins Zylinderinnere und kommt mit der Kolbenstange 4 in Eingriff, so daß der Gasfülldurchlaß 7 vorzeitig verschlossen wird.

Wie aus Fi g. I ersichtlich, ist im übrigen weiterhin im Kolben 2 ein Durchlaß 9 vorgesehen, und es ist das Bodenteil des Zylinders 1 mit Flüssigkeit 11 gefüllt.

Bei der ersten Ausführungsform der Gasfeder gemäß Fig.2 bis 4 ist nun im Zylinder Γ ein zylindrisches Stützglied 13 für den Dichtring 5' befestigt, und zwar entweder mittels eines einzigen Ringvorsprungs oder aber mittels einer Vielzahl von im Umfangsabstand zueinander angeordneten Vorsprüngen 12, die von der Innenwand des Zylinders Γ nach innen ragen und in eine entsprechende Ringnut 14 im Außenumfang des Stützgliedes 13 eingreifen. Es ist daher das Stützglied 13 an der Innenfläche des Zylinders Γ befestigt. Das Stützglied 13 weist eine Vielzahl axial verlaufender Nuten 15 in seinem Außenumfang auf, wie aus Fig.3 und 4 rsichtlich. Diese Nuten 15 stehen jeweils mit radial verlaufenden Nuten in der Bodenflächc des Stützgliedes 13 in Verbindung.

Die Oberfläche des Stützgliedes 13 ist derart breit ausgebildet, daß sie mit einem beträchtlichen Teil der Unterseite des Dichtringes 5' in Eingriff kommen kann, um dadurch zu verhindern, daß sich der Dichtring 5' beim Einfüllen von Hochdruckgas in den Zylinder Γ nach unten ausbiegt. Das Stützglied 13 wirkt außerdem als Anschlag für den Kolben 2', wenn dieser sich in « seiner obersten Stellung befindet. In diesem Zustand ist zwischen dem Innenumfang des Stützgliedes 13 und der Kolbenstange 4' ein Ringraum 16 gebildet, während der Gasfülldurchlaß T zwischen dem Dichtring 5' und dem Stangenteil 6' verringerten Durchmessers gebildet ist.

Beim Durchführen des Gasfüllvorganges nimmt die Gasfeder die Stellung gemäß F i g. 2 ein, d. h. der Kolben 2' ist in seiner obersten Stellung angeordnet, in der er mit dem Stützglied 13 in Eingriff steht. Das obere Teil der Gasfeder ist abgedichtet in der Hochdruckgaskammer 10' eingeschlossen. Wenn sodann Hochdruckgas über einen Durchlaß 10'a in die Hochdruckgaskammer 10' eingeleitet wird, strömt es über die im oberen Ende des Zylinders 1' gebildete Öffnung 8', wirkt auf die Oberseite der Stangenführung 3' derart ein, daß sich die so Stangenführung 3' und der Dichtring 5' nach unten verschieben und der Dichtring 5' mit dem Stützglied 13 in Eingriff kommt, wobei der Gasfülldurchlaß T gebildet wird, strömt durch einen zwischen der Stangenführung 3' und der Kolbenstange 4' gebildeten Ringraum 17, den Gasfülldurchlaß 7', den Raum 16 und den Kolbendurchlaß 9' und wird schließlich in den Zylinder Γ eingeleitet. Das Stützglied 13 stützt hierbei den Dichtring 5' und die Stangenführung 3' in ihrer nach unten verschobenen Stellung pemäß Fig,2 und verhindert, daß sich die Innenumfangskante des Dichtringes 5' nach unten ausbiegt, so daß dadurch auch verhindert wird, daß die QuerschnUtsfläche des Gasfülldurchlasses T verkleinert oder sogar geschlossen wird. Es kann daher der Gasfüllvorgang gleichförmig und zuverlässig durchgeführt werden.

Nachdem dann eine vorbestimmte Menge Hochdruckgas in den Zylinder Γ eingefüllt worden ist, wird die Hochdruckgaskammer 10' vom Zylinder Γ abgenommen, worauf dann das Hochdruckgas die Tendenz zeigt, über den Gasfülldurchlaß T, den Ringraum 17 und die Öffnung 8' aus dem Zylinder 1' auszuströmen. Dies wird jedoch dadurch verhindert, daß sich der Dichtring 5' und die Stangenführung 3' in Richtung der öffnung 8' verschieben und daß der Dichtring 5' in Eingriff mit der Kolbenstange 4' kommt, so daß auf diese Weise der Gasfülldurchlaß T wieder verschlossen wird. Vorzugsweise wird der Kolben 2' zuerst narr .unten bewegt, um den Gasfülldurchlaß T zu schließen, wrnach dann die Hochdruckgaskammer 10' vom Zylinder Γ abgenommen wird, so daß auf diese Weise die vorbestimmte Menge des in den Zylinder Γ eingefüllten Hochdruckgases an einem Ausströmen gehindert werden kann. Tatsächlich ermöglichen es die in der Außenumfangsfläche des Stützgliedes 13 gebildeten Nuten 15, daß der Gasdruck im Zylinder Γ gleichförmig auf die Unterseite des Dichtringes 5' einwirkt, so daß dadurch der Dichtring 5' und die Stangenführung 3' sich gleichförmig entlang der Innenfläche des Zylinders Γ verschieben und der Dichtring 5' abgedichtet mit der Kolbenstange 4' und der Innepf^-he des Zylinders Γ in Eingriff kommt bzw. steht.

Bei der zweiten Ausführungsform der Gasfeder gemäß F i g. 5 bis 7 ist das Stützglied 13 an der Oberseite des Kolbens 2' befestigt, wobei im oberen Teil des Stützgliedes 13 ein zylindrisches Teil 13a gebii-Jet ist, dessen Außendurchmesser kleiner ist als der Innendurchmesser des Ringvorsprungs 12 des Zylinders Γ. Daj untere Teil des Stützgliedes 13 weist einen dem Innendurchmesser des Zylinders Γ entsprechenden Außendurchmesser auf, wobei die zwischen dem oberen Teil 13a und dem unteren Teil des Stützgliedes 13 gebildete Außenschulter mit dem Ringvorsprung 12 in Eingriff kommen kann und so die nach oben erfolgende Bewegung des Kolbens 2' begrenzt.

Bei der dritten Ausführungsform der Gasfeder gemäß F i g. 8 ist das Stützglied 13 mit seinem Innenumfang fest bzw. dicht auf die Kolbenstange 4' aufgepaßt und schlägt mit seiner unteren Stirnfläche an die Oberseite des Kolbens 2' an. Im Innenumfang des Stützgliedes 13 ist fine axial verlaufende Nut 18 gebildet, die als Gasverbindungsdurchlaß wirkt und den Gasfülldurchlaß T mit dem Kolbpndurchlaß 9' verbindet. Die Nut 18 steht außerdem mit der oder den axialen Nuten 15 in der Außenumfangsfläche des Stützgliedes 13 in Verbindung, um den im Zylinder Γ herrschenden Gasdruck gleichförmig auf Jie Unterseite 15' des Dichtungsrings 5' aufbringen zu können.

Bei der vierten Ausführungsform der Gasfeder gemäß F i g. 9 weist das Stützglied die Form einer Hülse oder eines zylindrischen Teils 21 auf, das in seinem mittleren Teil einen radial nach innen ragenden Flansch 22 besitzt. Dieses Stützglied 21 ist abgedichtet in das obere Ende des Zylinders Γ eingepaßt und dort festgelegt und nimmt verschieblich die Stangenführung 3' sowie den Dichtring 5' auf. Es können daher der

Ringvorsprung oder die Vorsprünge 12 weggelassen werden, so daß die Festigkeit des Zylinders Γ gesteigert wird. Weiterhin sind auch die Stangenführung 3' und der Dichtring 5' nicht direkt im Zylinder Γ. sondern verschieblieh im Stützglied 21 gelagert, weshalb die Kosten zur maschinellen Bearbeitung und auch Endbearbeitung der Innenfläche des Zylinders Γ minimiert werden. Im flansch 22 ist eine Vielzahl kleiner Diirchgangsbnhrtingcn gebildet, um den Ciasdruck gleichförmig auf die Unterseite des Dichtringes 5' aufzubringen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche;

1. Gasfeder mit einem in einem .Zylinder versehiebüch geführten Kolben und einer hieran befestigten Kolbenstange, die mit ihrem einen Ende durch einen verschieben innerhalb des einen Zylinderendes angeordneten Dichtring abgedichtet aus dem Zylinder nach außen ragt und an ihrem anderen Ende nahe dem Kolben einen Stangenteil verringerten Durchmessers aufweist, der zwischen sich und dem Dichtring einen Gasfülldurchlaß bildet, wenn sich die Kolbenstange in ihrer ausgefahrenen Stellung befindet und der Dichtring bis zum Stangenteil verringerten Durchmessers ins Zylinderinnere verschoben ist, wobei die ausgefahrene Stellung der Kolbenstange durch einen im Abstand zum Dichtring ortsfest angeordneten Anschlag für den Kolben definiert ist, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Zylinders (Γ) zwischen ESchtring (5') und Kolben (2') ein ringförmiges bzw. hülsenförmiges Dichtringstützglied (13,21) in einer solchen Stellung festgelegt ist, daß es die Verschiebung des Dichtrings (5') in Richtung des Kolbens (2') begrenzt und bei gebildetem GasfülldurchlaÜ (7') mit dem Dichtring (5'), diesen gleichzeitig gegen eine Ausbiegung abstützend, in Eingriff steht.

2. Gasfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützglied (13, 21) an der Innenfläche des Zylinders (1') befestigt ist.

3. Gasfedi/ nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützglied ',13) arn Kolben (2') befestigt ist

4. Gasfeder nach Ansprach \ dadurch gekennzeichnet, daß das Stützglied (13) an der Kolbenstange (4') befestigt ist

5. Gasfeder nach einem der Ansprüche I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der Außenumfangsfläche des Stützgliedes (13) wenigstens eine axial verlaufende Nut (15) gebildet ist, die einerseits an der *o Unterseite des Dichtrings (5') ausmündet und andererseits mit dem Gasfülldurchlaß (7') ic Verbindung steht.

6. Gasfeder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützglied (21) aus einem im oberen Ende des Zylinders (Y) befestigten zylindrischen Teil besteht, in das der Dichtring (5') verschieblich eingepaßt ist und das einen radial nach innen ragenden Flansch (22) aufweist, der bei gebildetem Gasfülldurchlaß (7') mit der Unterseite des Dichtrings (5') abstützend in Eingriff steht.

7. Gasfeder nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der radiale Flansch (2ί!) eine Vielzahl von Durchlaßbohrungen aufweist, die den Gasfülldurchlaß (7') mit der Unterseite des Dichtringes (5') verbinden.