DE3432604A1 - Temperaturkompensierte gasfeder - Google Patents

Temperaturkompensierte gasfeder

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Herbert 5400 Koblenz Freitag
Castor Dipl.-Ing.(FH) 5441 Brachtendorf Fuhrmann
Bernd Dipl.-Ing.(FH) 5488 Adenau Körtgen
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Stabilus GmbH
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    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F9/00—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium
    • F16F9/02—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium using gas only or vacuum
    • F16F9/0209—Telescopic
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F9/00—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium
    • F16F9/32—Details
    • F16F9/50—Special means providing automatic damping adjustment, i.e. self-adjustment of damping by particular sliding movements of a valve element, other than flexions or displacement of valve discs; Special means providing self-adjustment of spring characteristics
    • F16F9/52—Special means providing automatic damping adjustment, i.e. self-adjustment of damping by particular sliding movements of a valve element, other than flexions or displacement of valve discs; Special means providing self-adjustment of spring characteristics in case of change of temperature

Description

STABILUS GMBH, Koblenz Patent- und Gebrauchsmustern!1fsanmeldung
Register 12 398
Temperaturkompensierte Gasfeder
Die Erfindung betrifft eine temperaturkompensierte Gasfeder entsprechend den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1.
Eine derartige temperaturkompensierte Gasfeder Ist durch die DE-OS 33 2h 21Λ bekannt. Hierbei bildet der Kolben das Trennelement zwischen dem Hauptdruckraum und dem HI1fsdruckraum, wobei keine Drosselstel1e zwischen diesen beiden Räumen vorhanden sein darf, um die Wirksamkeit der temperaturkompensierten Gasfeder zu gewährleisten. Nachteilig bei dieser Konstruktion Ist, daß diese keinerlei Möglichkeit zur Steuerung der Ein- und Ausschubgeschwindigkeit der Kolbenstange aufweist.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung Ist es, eine temperaturkompensierte Gasfeder zu schaffen, die eine von der Kolbenstangenbewegung abhängige DämpfeInrIchtung aufweist und erforderlichenfalls eine hydraulische Endlagendämpfung In nahezu ausgefahrener Position der Kolbenstange ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch die Erfindung dadurch gelöst, daß ein Dämpfraum angeordnet Ist, in welchem ein mit Dampfventi1 en versehener Dämpfkolben gleitet, wobei der Dämpfkölben auf einer HI1fskolbenstange angeordnet Ist, die mit der Kolbenstange in axial fester Verbindung steht. Durch die Anordnung eines zusätzlichen Dämpfraums Ist es ohne weiteres möglich, In diesem
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auch eine geringe Menge von Flüssigkeit anzuordnen, so daß eine hydraulische Endlagendämpfung'be I einer solchen Gasfederkonstruktion ermögltcht wird. Der Dämpfkolben selbst kann, wie bei Gasfederkolben bekannt, ein bewegungsrIchtungsabhängig wirkendes Dämpfvent 11 aufweisen, welches vorzugsweise durch einen In einer Kolbennut axial beweglichen Kolbenring gebildet wird, weicher beim Einfahren der Kolbenstange einen größeren DämpfquerschnItt freigibt als beim Ausschieben der Kolbenstange. Damit wird auf einfache Weise die Möglichkeit geschaffen, vor allen Dingen die Ausschubgeschwindigkeit der Kolbenstange auf einen vorbestimmten Wert festzulegen, während die Einschubbewegung mit keiner oder nahezu keiner Dämpfung erfolgen kann.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird der Dämpfraum von einem Dämpfzylinder gebildet, der vom Druck des Hauptdruckraumes beaufschlagt und gegenüber dem zy1 Inderse111 gen Hauptdruckteilraum abgedichtet ist. Dabei Ist merkmalsgemäß die zwischen dem Dämpf raum und dem zy1indersei11 gen Hauptdruckraum angeordnete Dichtung als Kolbenstangendichtung für die Hllfskolbenstange ausgebildet. Auf diese Welse wird eine sichere Abdichtung zwischen dem zylinderseIt I gen Hauptdrucktel1 raum und dem die HI1fskolbenstange umgebenden Te I1-Dämpfraum erzielt.
Ein sehr einfacher und montagegerechter Aufbau wird entsprechend einem Merkmal der Erfindung dadurch erzielt, daß zwischen dem Zylinder und dem Dämpfzylinder ein Verbindungsteil angeordnet ist, welches auf der Innenwand des Behälters zentriert wird und mittels mindestens einer Durchlaßöffnung den zylInderse111 gen Hauptdruck-TeI1 raum mit dem vom Behälter begrenzten Hauptdruck-TeΠ raum verbindet. Merkmalsgemäß wird das Verbindungstell durch einen mit einem Längsschlitz versehenen Ring gebildet, welcher einen mittigen, dem Innendurchmesser des Behälters angepaßten ringförmigen Ansatz aufweist, während ein zylindrischer Abschnitt zur Fixierung des Zylinders und ein zweiter zylindrischer Abschnitt zur Fixierung des Dämpfzy1Inders vorgesehen Ist. Auf einfache Weise wird die Durchlaßöffnung zwischen dem
zylInderseitigen Hauptdruck-TeΠ raum und dem vom Behälter be-.grenzten Hauptdruck-Te11 raum durch den Längsschlitz gebildet.
Zur unterschiedlichen, von der Bewegungsrichtung der Kolbenstange abhängigen Dämpfwirkung Ist der Dämpfkolben mit einer Ventil einrichtung versehen, d I e unterschίedlI ehe, von der Bewegungsrichtung der Kolbenstange abhängig gesteuerte Drosselquerschnitte freigibt. Um eine hydraulische Endlagendämpfung zu erzielen, wird Im Dämpfraum eine bestimmte Flüssigkeitsmenge vorgesehen, wobei es vorteilhaft Ist, wenn erfindungsgemäß eine Trennwand angeordnet Ist, welche den vom Druck Im Hauptdruckraum beaufschlagten Gasraum von dem Dämpfraum, der eine Flüssigkeitsfüllung bzw. Teilflüssigkeitsfüllung aufweist, trennt. Diese Trennwand kann gemäß der Erfindung durch einen Im Dämpfzylinder befindlichen Trennkolben gebildet sein oder sie wird durch ein mikroporöses Sinterte!! gebildet, welches als ölsperre wi rkt.
Entsprechend einem weiteren Merkmal der Erfindung Ist die Hilfskolbenstange axial fest, Jedoch gelenkig mit der Kolbenstange verbunden. Dadurch Ist ermöglicht, daß die Bauteile mit relativ groben Toleranzen gefertigt werden können, ohne daß eine erhöhte Reibung durch Verspannung von Kolben und Dämpfkolben entsteht. Auch die gelenkige Verbindung der HI1fskolbenstange mit der Kolbenstange ermöglicht es, daß merkmalsgemäß die HI1fskolbenstange durch eine Schraubverbindung mit der Kolbenstange befestigt Ist. Hierbei kann entsprechend einem erfindungsgemäßen Merkmal die Hl1fskolbenstange einen Ansatz aufweisen, welcher zur Aufnahme des Kolbens dient, wobei der Kolben beim Verbinden der Hllfskolbenstange mit der Kolbenstange befestigt Ist. Eine solche Ausführungsform gestattet einen sehr einfachen Aufbau des Kolbens, der erfindungsgemäß aus.zwei Kolbenscheiben besteht, zwischen denen die Kolbendichtung angeordnet ist. Diese Kolbendichtung kann merkmalsgemäß In axialer Richtung beidseitig durch einen in einer Aussparung der Kolbenscheibe angeordneten Gleitring begrenzt werden.
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3A3260A
Anhand der In der Zeichnung dargestellten AusführungsbeIsplele wird nachfolgend die Erfindung näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine mit einer DämpfeinrIchtung versehene temperaturkompensierte Gasfeder Im Längsschnitt;
FIg. 2 die temperaturkompensierte Gasfeder nach FIg. 1, wobei Im Dämpfzy1Inder eine Trennwand angeordnet Ist.
Die In FIg. 1 gezeigte temperaturkompensierte Gasfeder weist einen Behälter 1 auf, In welchem ein Zylinder 2 konzentrisch angeordnet Ist. Am einen Behälterende befindet sich eine Führung und eine Dichtung für eine Kolbenstange 3, die mit einem Kolben 4 verbunden Ist, der aus zwei KoIbenscheIben besteht, die eine Kolbendichtung 5 begrenzen. Die Kolbenscheiben des Kolbens k sind mit Aussparungen versehen, in welchen an der Kolbendichtung axial anliegende Gleitringe 6 angeordnet sind. Im Behälter 1 Ist der Zylinder 2 durch einen mit einem Ansatz versehenen Befestigungsring 7 und einen weiteren Befestigungsring 8 zentriert und mittels einer Zylinderdichtung 9 abgedichtet. Diese aus den Befest Igungsr I ngen 7 und 8 und der dazwischen eingespannten Zylinderdichtung 9 bestehende Zentriereinheit Ist durch Im Behälter 1 angeordnete Sicken 10 eingespannt. Am anderen Ende des Zylinders 2 befindet sich ein Verbindungsteil H, welches mit einem ringförmigen Ansatz 12 auf der Innenwand des Behälters 1 zentriert ist. Dieses Verbindungstell 11 weist einen Längsschlitz 13 auf, welcher eine Durchlaßöffnung bildet, während ein zylindrischer Abschnitt I1* zgr Fixierung des Zylinders 2 und ein weiterer zylindrischer Abschnitt 15 als Aufnahme für einen Dämpfzylinder 16 dient. Auf der Innenwand des Dämpfzy1Inders 16 gleitet ein mit einer Hi 1 fskol benstange 19 verbundener Dämpfkolben 17. Dieser Dämpfkolben 17 ist als Labyrinthkolben ausgebildet, wobei das Labyrinth einen ständig geöffneten Durchlaßquerschnitt bildet, während ein DämpfventM 18 durch einen axial In einer Kolbennut beweglichen Kolbenring gebildet 1st, welcher beim Einschieben des Dämpfkolbens 17 einen weiteren Querschnitt freigibt, während beim Ausfahren dieser Querschnitt vom Kolbenring
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verschlossen wird. Durch eine Kolbenstangendichtung 20 wird der die HiIfskoibenstange 19 umgebende Innenraum des Dämpfzylinders 16 von einem zyl Inder-Inneren Hauptdruck-Te11 raum 23 getrennt und abgedichtet. Zur Verbindung der H Πfskolbenstange 19 mit der Kolbenstange 3 Ist eine Schraubverbindung vorgesehen, wobei ein Ansatz der Ht1fskolbenstange 19-glelchzeltig zur Befestigung des Kolbens k dient. Um ein Verspannen durch Fluchtungsfehler zwischen dem Kolben 4 und dem Dämpfkolben 17 zu vermelden, Ist ein Gelenk 21 vorgesehen, welches ein radiales Bewegen der Hilfskolbenstange 19 und damit des Dämpfkolbens 17 gestattet. Ein Hauptdruckraum 22 weist eine unter Druck stehende Gasfüllung auf und besteht aus einem zwischen dem Behälter 1 und dem Zylinder sowie dem Dämpfzylinder 16 bestehenden Ringraum sowie einem zylInderInneren Hauptdruck-TeΠ raum 23 und einem Dämpfraum 25. Der zylInder innere Hauptdruck-Te11 raum 23 weist eine Durchlaßöffnung zum Hauptdruckraum H auf, die durch den Längsschi Itz Im Verbindungstell 11 gebildet Ist, während der Dämpfraum 25 über eine oder mehrere Durchlaßöffnungen lh mit dem Hauptdruckraum 22 In Verbindung steht. Ein HI Ifsdruckraum 26 steht über einen vom Befestigungsring 7 und der Kolbenstange 3 gebildeten ringförmigen Durchlaßquerschnitt mit einem zylInderseitIgen HIlfsdruck-Tei1 raum 27 In Verbindung und Ist mittels der Zylinderdichtung 9 und der Kolbendichtung 5 gegenüber dem Hauptdruckraum 22 abgedichtet. Dieser Hi1fsdruckraum 26 wird vorzugsweise mit einem ZweIphasensystem gefüllt, d. h., mit einem Flüssiggas, bei welchem die flüssige Phase und die Dampfphase Im Gleichgewicht sind.
Durch den Im Hauptdruckraum 22 und dadurch auch Im zylinderinneren Hauptdruckraum 23 sowie im Dämpfraum 25 herrschenden Gasdruck wird eine Kraft auf die Kolbenstange 3 ausgeübt, die dem Produkt aus Druck und Fläche des Kolbens 4 entspricht. Vom Druck im HI1fsdruckraum 26 und damit Im zy1Indersei11 gen Hilfsdruck-Tei1 raum 27 wird eine Gegenkraft ausgeübt, die der Kolbenfläche abzüglich der Kolbenstangenquerschnittsfläche mal dem Druck im Hi1fsdruckraum 26 entspricht. Zur Dämpfung der Aus-
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Schubbewegung dient der mit dem DämpfventM 18 versehene Dämpfkolben 17. Um eine hydraulische Endlagendämpfung zu erzielen, 1st es ohne weiteres möglich, daß In dem die Hi1fskolbenstange 19 umgebenden Te 11 raum eine gewisse FlüssIgkeItsmenge vorgesehen wird, welche, bedingt durchweine entsprechende Einbaulage der temperaturkompensierten Gasfeder, bei nahezu ausgefahrener Kolbenstange 3 eine Flüssigkeitsdämpfung bewirkt.
Die Ausführungsform nach FIg. 2 unterscheidet sich von der nach Fig. 1 im wesentlichen dadurch, daß im Innern des DämpfzylInders 16 eine Trennwand 28 vorgesehen ist. Diese Trennwand 28 kann beispielsweise durch einen axial Im Dämpfzy1Inder 16 beweglichen Trennkolben gebildet sein oder aus einer feststehenden Trennwand bestehen, die durch ein mikroporöses Sinterteil gebildet Ist, die als ölsperre wirkt, jedoch das Gas nahezu ungehindert durchläßt. Auf diese Weise kann unabhängig von der Einbaulage der temperaturkompensierten Gasfeder die Im Dämpfraum befindliche Flüssigkeitsmenge gehalten werden, ohne daß die Gefahr besteht, daß Flüssigkeit In den Hauptdruckraum 22 über die Durchlaßöffnung 24 abf1ießt.
Damit bei derartigen temperaturkompensierten Gasfedern In einem Temperaturbereich von etwa minus 30 0C bis 80 0C eine gleichbleibende oder nahezu gleichbleibende Ausschubkraft der Kolbenstange erhalten wird, ist eine entsprechende Abstimmung der Druckgasfüllung Im Hauptdruckraum 22 und des Gasdrucks Im Hllfsdruckraum 26 erforderlich. Ebenso Ist die Bemessung der vom Gasdruck beaufschlagten Flächen von Bedeutung. Ein geeignetes Füllmedium für den Hauptdruckraum 22 Ist St Ickstoffgas, während der Hi1fsdruckraum 26 beispielsweise mit Freon-12 als Zweiphasensystem gefüllt Ist.
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Claims (1)

  1. PATENTANSPROCHE
    1. Temperaturkompensierte Gasfeder,, bestehend aus einem Behälter mit einem darin konzentrisch angeordneten Zylinder, In welchem ein mit einer Kolbenstange verbundener Kolben axial beweglich angeordnet ist und einen Hauptdruckraum von einem Hi1fsdruckraum abdichtend trennt, wobei der Hauptdruckraum aus einem zylInderInneren und einem zwischen Zylinder und Behälter befIndlIchen Teilraum besteht und eine unter Druck stehende Gasfüllung aufweist, die eine größere Kraft auf die Kolbenstange ausübt als der im HI1fsdruckraum herrschende Gasdruck, der vorzugsweise durch ein Zweiphasensystem gebildet wird, bei welchem die flüssige Phase und die Dampfphase Im Gleichgewicht sind, wobei durch Temperaturanderung die(Druckänderung im Hauptdruckraum und die im Hl 1 fsdruckraum's'o'auf e'inanä'er'f abliest Immt sind, daß keine oder zumindest kef-h'e .nennenswerte Änderung der auf die Kolbenstange ausgeübten resultierenden Kraft entsteht, da- \ durch gekennzeichnet, daß ein Dämpfraum (25) angeordnet Ist, \ In welchem ein mit Dämpfvent 11 en (18) versehener Dämpfkolben (17) gleitet, wobei der Dämpfkolben (17) auf einer HNfskolbenstange (19) angeordnet Ist, die mit der Kolbenstange (3) in axial fester Verbindung steht.
    2. Temperaturkompensierte Gasfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dämpfraum (25) von einem Dämpfzylinder (16) gebildet Ist, der vom Druck des Hauptdruckraumes (22) beaufschlagt und gegenüber dem angrenzenden zy1Inderinneren Hauptdruck-Tei1 raum (23) abgedichtet ist.
    3. Temperaturkompensierte Gasfeder nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen dem Dämpfraum (25) und dem zy1Inderse111 gen Hauptdruckraum (23) angeordnete Dichtung als Kolbenstangendichtung (20) für die Hllfskolbenstange (19) ausgebildet Ist.
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    Temperaturkompensierte Gasfeder nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Zylinder (2) und dem Dämpfzylinder (16) ein VerbIndungsteI1 (11) angeordnet ist,.welches auf der Innenwand des Behälters (1) zentriert Ist und mittels einer Durchlaßöffnung den zylinderInneren Hauptdruck-Tei1 raum (23) mit dem Hauptdruckraum (22) verbindet.
    Temperaturkompensierte Gasfeder nach den Ansprüchen 1 bis 4-, dadurch gekennzeichnet, daß das Verb i ndungste Il (11) durch einen mit einem Längsschlitz (13) versehenen Ring gebildet ist, welcher einen mittigen, dem Innendurchmesser des Behälters (1) angepaßten ringförmigen Ansatz (12) aufweist, während ein zylindrischer Abschnitt (14) zur Fixierung des Zylinders (2) und ein zweiter zylindrischer Abschnitt (15) zur Fixierung des DämpfzylInders (16) vorgesehen Ist.
    6. Temperaturkompensierte Gasfeder nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchlaßöffnung zwischen dem zylinderinneren Hauptdruck-Te11 raum (23) und dem Hauptdruckraum (22) durch den Längsschlitz (13) gebildet ist.
    7. Temperaturkompensierte Gasfeder nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Dämpfkolben (17) eine Vent I1 einrichtung (18) aufweist, welche eine abhängig von der Bewegungsrichtung der Kolbenstange (3).unterschIedlI ehe Dämpfwirkung erzeugt.
    8. Temperaturkompensierte Gasfeder nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß im DämpfzylInder (16) eine Trennwand (28) angeordnet Ist, welche den vom Druck· im Hauptdruckraum (22) beaufschlagten Gasraum von dem Dämpfraum
    copy
    (25), der eine Fluss!gkeItsfül1ung bzw. Teil fluss Igkeftsfüllung aufweist, trennt.
    9. Temperaturkompensierte Gasfeder nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennze Ichnet, ~~c!aß die Im Dämpf zy II nder Q6) angeordnete Trennwand (28) durch einen Trennkolben gebildet Ist. --- x
    10. Temperaturkompensierte Gasfeder nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Im DämpfzylInder ClB) angeordnete Trennwand (28) durch ein mikroporöses Sintertet! gebildet Ist, welches als ölsperre wirkt.
    11. Temperaturkompensierte Gasfeder nach den Ansprüchen 1 bis
    10, dadurch gekennzeichnet, daß die Hi1fskolbenstange (19)
    axial fest, Jedoch gelenkig mit der Kolbenstange (3) verbunden Ist.
    12. Temperaturkompensierte Gasfeder nach den Ansprüchen 1 bis
    11, dadurch gekennzeichnet, daß die HI1fskolbenstange (19)
    durch eine Schraubverbindung an der Kolbenstange (3) befestigt Ist.
    13. Temperaturkompensierte Gasfeder nach den Ansprüchen 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß dIe Hi1fskolbenstange (19) einen Ansatz aufweist, welcher zur Aufnahme des Kolbens (A-) dient, wobei der Kolben beim Verbinden der HI1fskolbenstange (19) mit der Kolbenstange (3) befestigt wird.
    EPO COPY
    Ik. Temperaturkompensierte Gasfeder nach den Ansprüchen 1 bis 13, dadurch gekennzeIchnet, daß der Kolben (4) aus zwei KoI benschelben besteht, zwischen denen die Kolbendichtung C5) angeordnet Ist.
    15. Temperaturkompensierte Gasfeder nach den Ansprüchen 1 bis lh, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbendichtung C5) in axialer Richtung beidseitig durch einen in einer Aussparung der Kolbenscheibe angeordneten Gleltrlng (6) begrenzt wird.
    FRP-I Be/Bb3
    08.08.84
    EPO COPY
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