DE3432606A1

DE3432606A1 - Pneumatische oder hydropneumatische zugfeder

Info

Publication number: DE3432606A1
Application number: DE19843432606
Authority: DE
Inventors: Wolfgang 5421 Nievern Luhn; Martin Dipl.-Ing. 5484 Bad Breisig Siemann
Original assignee: Stabilus GmbH
Current assignee: Stabilus GmbH
Priority date: 1984-09-05
Filing date: 1984-09-05
Publication date: 1986-03-13
Also published as: BR8504284A; US4647026A; AU4691385A; IT8553743V0; GB2164119B; FR2569799A1; FR2569799B1; IT8567753A0; AU572341B2; GB8521509D0; IT1183942B; GB2164119A; JPS6165928A; JPH0610490B2

Description

STABILUS GMBH, 5⁴H)O KOBLENZ

Patent- und GebrauchsmusternMfsanmeldung

Register 12 301

Pneumatische oder hydropneumatI sehe Zugfeder

Die Erfindung betrifft eine pneumatische oder hydropneumatisehe Zugfeder gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Eine derartige hydropneumatisehe Zugfeder, bei der die Kolbenstange in unbelastetem Zustand eingeschoben Ist, wurde durch die US-PS 3 326 546 bekannt. Hierbei ist der kolbenstangensei11 ge Arbeitsraum des Zylinders über ständig geöffnete Durchlaßkanäle mit dem von Zylinder und Behälter gebildeten Ringraum in Verbindung, so daß die Dämpfwirkung In beiden Bewegungsrichtungen der Kolbenstange, d. h., beim Einfahren in den Zylinder und beim Ausziehen aus dem Zylinder gleich groß ist.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung Ist es, eine pneumatische oder hydropneumatI sehe Zugfeder zu schaffen, die nicht mit hoher Geschwindigkeit in die eingeschobene Endlage fährt und andererseits ohne unnötigen Kraftaufwand ausgezogen werden kann. Die Zugfeder soll dabei einfach im Aufbau sein und eine hohe Funktionssicherheit aufweisen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen dem kolbenstangenseItigen Arbeitsraum und dem Ringraum eine DämpfeInrichtung angeordnet Ist, welche eine bei der Einfahrbewegung der Kolbenstange größere Dämpfwirkung erzeugt als bei der Auszugsbewegung der Kolbenstange. Eine solche, von der Be-

wegungsrIchtung der Kolbenstange abhängige Dämpfeinrichtung gestattet es, daß die Kolbenstange mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit in die eingeschobene Endlage fährt, während der Auszugsbewegung der Kolbenstange keine oder zumindest keine nennenswerte Dämpfkräfte entgegenwirken. Die Anordnung der Dämpfeinrichtung zwischen dem kolbenstangensei11 gen Arbeitsraum und dem Ringraum ermöglicht einen einfachen Aufbau der Zugfeder und gewährleistet eine hohe Funktionssicherheit.

Entsprechend einem Merkmal der Erfindung weist die Dämpfeinrichtung außer dem ständig geöffneten Durchlaßkanal eine von einer ringförmigen Vent I1scheibe bei der Einfahrbewegung verschließbare Durchlaßöffnung auf. Dadurch wird auf sehr einfache Weise erreicht, daß die Einfahrbewegung der Kolbenstange mit einer relativ großen Dämpfwirkung erfolgt, während bei der Auszugsbewegung die Durchlaßöffnung von der Venti1 sehe I be freigegeben wird und die Dämpfwirkung unmerklich klein gehalten wird.

Bei einer Ausführungsform ist erfindungsgemäß die ringförmige Vent 11 scheibe durch einen abdichtend auf der Kolbenstange geführten Rechteckring gebildet, der zwischen zwei Anlageflächen axial beweglich angeordnet 1st, wobei die Durchlaßöifnung durch einen die Kolbenstange umgebenden Ringkanal gebildet wird. Dieser mit einer geringen Vorspannung auf der Kolbenstange angeordnete Rechteckring verschließt Infolge der Reibung auf der Kolbenstange und dem Druckunterschied zwischen dem Ringraum und dem kolbenstangenseItigen Arbeitsraum den Ringkanal, so daß lediglich der ständig geöffnete Durchlaßkanal die Einfahrdämpfung der Kolbenstange übernimmt. Dementsprechend kann die Einschubgeschwindigkeit auf einfache Weise lediglich durch entsprechende Wahl des ständig geöffneten Durchlaßkänalquerschnittes bestimmt werden.

Eine weitere Ausführungsvariante wird erfindungsgemäß dadurch erhalten, daß die ringförmige Vent I1 seheibe durch einen zwischen zwei Anlageflächen beweglichen Dichtring gebildet ist, welcher

bei der Einfahrbewegung als Durchlaßöffnung dienende, in einem kolbenstangenseit igen Verschlußstück angeordnete Bohrungen verschließt. Dabei kann merkmalsgemäß der Dichtring über Reibungsschluß mit der Kolbenstange verbunden sein. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird der Dichtring von einer Druckfeder beaufschlagt.

Der ständig geöffnete Durchlaßkanal ist merkmalsgemäß durch wenigstens eine nahe am kolbenstangenseitigen Verschlußstück angeordnete Bohrung im Zylinder gebildet. Damit wird eine räumliche Trennung des ständig geöffneten Durchlaßkanals von der verschließbaren Durchlaßöffnung erzielt. Eine weitere Ausführungsform sieht vor, daß erfindungsgemäß der ständig geöffnete Durchlaßkanal durch mindestens einen im Dichtring angeordneten Kanal gebildet ist oder daß gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung der ständig geöffnete Durchlaßkanal durch mindestens einen die Venti1 scheibe überbrückenden, In eine Durchlaßöffnung mündenden Kanal gebildet Ist.

Anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele wird nachfolgend die Erfindung näher erläutert. Es zeigt:

FIg. 1 eine hydropneumatisehe Zugfeder Im Längsschnitt; Fig. 2 eine pneumatische Zugfeder im Längsschnitt;

Fig. 3 eine pneumatische oder hydropneumatisehe Zugfeder mit einer ringförmigen Vent I1 seheibe Im Längsschnitt;

Fig. 4 die Kombination des ständig geöffneten Durchlaßquerschnittes mit einer verschließbaren Durchlaßöffnung bei einer pneumatischen oder hydropneumatisehen Zugfeder;

Fig. 5 den Längsschnitt durch eine pneumatische oder hydropneumat i sehe Zugfeder mit einer federbeaufschlagten Ventilscheibe und einem diese Vent I1 sehe I be überbrückenden ständig geöffneten Durchlaßkanal.

Eine in Fig. 1 gezeigte hydropneumatI sehe Zugfeder weist einen Behälter 1 auf, in welchem konzentrisch ein Zylinder 2 ange-

ordnet 1st. Ein Behälterboden 3 zentriert einerseits den Zylinder 2, welcher auf der anderen Seite ein Verschlußstück 11 trägt. Durch einen mit einer Kolbenstange h verbundenen Kolben 5 wird der Innenraum des Zylinders 2 in einen bodensei11 gen Arbeitsraum 6 und einen kolbenstangense111 gen Arbeitsraum 7 unterteilt,, die durch den Kolben 5 gegeneinander abgedichtet sind. In einem zwischen dem Zylinder 2 und dem Behälter 1 befindlichen Ringraum 8 ist sowohl eine unter Druck stehende Gasfüllung als auch eine Flüssigkeitsfüllung vorgesehen, wobei ein ringförmiger Trennkolben 20 die Gasfüllung von der Flüssigkeitsfüllung trennt. Auch Im kolbenstangenseIt Igen Arbeitsraum 7 befindet sich eine Flüssigkeitsfüllung, die über einen ständig geöffneten Durchlaßkanal 12, der hler als Bohrung im Verschlußstück 11 dargestellt Ist, In Verbindung steht. Nach außen Ist die Kolbenstange 4 mittels einer Kolbenstangendichtung 9 abgedichtet und durch eine Kolbenstangenführung 10 axial beweglich geführt. Im Verschlußstück 11 befindet sich eine Zentral bohrung, die im Durchmesser größer gewählt Ist als der Durchmesser der Kolbenstange 4, so daß sich ein Ringkanal 14 zwischen der Zenträlbohrung des Verschlußstückes 11 und der Außenfläche der Kolbenstange h bildet. Dieser Ringkanal lh setzt sich in einer Steuerscheibe 18 fort, die eine Anlagefläche 16 für einen Rechteckring 15 bildet. Eine zweite Steuerscheibe 19 bildet ebenfalls eine Anlagefläche 17 für den Rechteckring 15, wobei diese Anlageflächen 16 und 17 eine Axial bewegung des Rechteckringes 15 zulassen. Zur Belüftung des Arbeitsraumes 6 ist im Behälterboden 3 ein Belüftungskanal 13 vorgesehen, welcher den Arbeitsraum 6 mit der Atmosphäre verbindet.

Durch den im Innern der Feder herrschenden Druck wird auf die Kolbenstange h eine Einfahrkraft ausgeübt, die sich aus der Differenz von Kolbenfläche und Querschnittsfläche der Kolbenstange k, multipliziert mit dem Innendruck, ergibt. Bei diesem Einfahren der Kolbenstange h In den Behälter 1 legt sich der Reühteckring 15 gegen die Anlagefläche 16 der Steuerscheibe 18 und verschließt dadurch den Ringkanal lh. Bei dieser Bewegungs-

richtung der Kolbenstange k verbindet nur der ständig geöffnete Drossel kanal 12 In dem Verschiußstück 11 den kolbenstangenseltigen und mit Flüssigkeit gefüllten Arbeitsraum 7 mit der Flüssigkeitsfüllung im Ringraum 8. Die sich aus dem ständig geöffneten Durchlaßkanal 12 ergebende Dämpfwirkung Ist somit maßgebend für die Einfahrgeschwindigkeit der Kolbenstange h, wobei sich im behälterbodenseitIgen Arbeitsraum 6 kein Druck aufbauen kann, da dieser Arbeitsraum 6 über den Belüftungskanal 13 mit der Atmosphäre in Verbindung steht.

Das Ausziehen der Kolbenstange h aus dem Behälter 1 erfolgt, Indem eine Auszugskraft auf die Kolbenstange 4 ausgeübt wird, wobei sich der mit geringer Reibung auf der Kolbenstange angeordnete Rechteckring 15 gegen die Anlagefläche 17 der Steuerscheibe 19 legt und damit den Ringkanal Xh freigibt. Bei dieser Auszugsphase wird die Im kolbenstangenseitIgen Arbeitsraum 7 verdrängte Flüssigkeit über den Ringkanal 14 und die entsprechenden Durchflußöffnungen In den flüssigkeitsgefüllten Teil des Ringraumes 8 verdrängt, wobei ebenfalls durch den ständig geöffneten Durchlaßkanal 12 Flüssigkeit aus dem Arbeitsraum 7 In den Ringraum 8 strömen kann. Durch entsprechende Querschnittswahl des Ringkanals lh kann erreicht werden, daß die Auszugsbewegung nahezu ohne Dämpfung erfolgt.

Die In FIg. 2 gezeigte pneumatische Zugfeder unterscheidet sich hinsichtlich Aufbau und Wirkungsweise Im wesentlichen dadurch, daß hler keine Flüssigkeitsfüllung in dem Arbeitsraum 7 und dem Ringraum 8 vorgesehen Ist und dementsprechend auch der ringförmige Trennkolben entfällt. Dementsprechend arbeitet diese Ausführungsform mit Gasdämpfung für die Kolbenstangenbewegung. Die verwendeten Bezugsziffern entsprechen denen nach Fig. 1.

Die In Fig. 3 gezeigte Zugfeder 1st In der rechten Hälfte als hydropneumatische Ausführung und in der linken Hälfte in pneumatischer Ausführung gezeigt. Im wesentlichen unterscheidet sich diese Ausführung von der nach den Figuren 1 und 2 dadurch, daß

die Dämpfeinrichtung eine nahe am Verschlußstück 11 Im Zylinder 2 angeordnete Bohrung 22 als ständig geöffneten Durchlaßkanal aufweist, während AxI al bohrungen 23 Im Verschlußstück 11 durch einen zwischen den Anlageflächen 16 und 17 axial beweglichen Dichtring 21 verschließbar sind. Beim Einfahren der Kolbenstange h In den Behälter 1 sinkt der Druck im Arbeitsraum 7, wodurch sich der Dichtring 21 an der Anlagefläche 16 des Verschluß^- stückes 11 anlegt und dadurch die Axial bohrungen 23 verschließt. Das Dämpfmedium kann nur noch über die Bohrungen 22 aus dem Ringraum 8 in den Arbeitsraum 7 strömen, wobei die Größe der Bohrung 22 ein Maß für die Einfahrgeschwindigkeit der Kolbenstange h Ist.

Die Ausführungsform nach FIg. h ist ebenfalls In der rechten Hälfte als hydropneumatisehe und in der linken Hälfte als pneumatische Zugfeder dargestellt. Diese Ausführung unterscheidet sich von der nach FIg. 3 im wesentlichen dadurch, daß die in dem Verschlußstück 11 vorgesehenen AxIaI bohrungen 23 von einem mit geringer Reibung auf der Kolbenstange h angeordneten Dichtring 24- abgedeckt werden, wenn die Kolbenstange 4 In den Zylinder einfährt. Durch eine ringförmige Aussparung 25 Im Dichtring 2h und die Austrittsöffnung 26 wird bei Anlage des Dichtringes 2h auf der Anlagefläche 16 lediglich eine Verbindung zwischen dem Arbeitsraum 7 und dem Ringraum 8 durch die Austrittsöffnung geschaffen. Dementsprechend Ist der von der ringförmigen Aussparung 25 und der Austrittsöffnung 26 gebildete Durchtrittsquerschnitt maßgebend für die Dämpfung der Einfahrbewegung der Kolbenstange h.

Auch die Fig. 5 zeigt in der rechten Hälfte eine hydroprteumatisehe und in der 1inken Hälfte eine pneumatische Zugfeder. Im Verschlußstück 11 sind Axial bohrungen 23 vorgesehen, wobei eine Axialbohrung mit einem Querkanal 28 verbunden ist und dieser Querkanal 28 bei Anliegen des Rechteckringes 15 auf der Anlagefläche 16 einen ständig geöffneten Querschnitt zwischen dem Arbeitsraum 7 und dem Ringraum 8 bildet. Mittels einer Druckfeder

27 wird der Rechteckring 15 gegen die Anlagefläche 16 gedrückt, so daß beim Einfahren der Kolbenstange h In den Zylinder 2 die
Dämpfwirkung des ständig geöffneten Querschnittes maßgebend Ist für die Einfahrgeschwindigkeit. Beim Ausziehen der Kolbenstange 4 wird der Rechteckring 15 von der Anlagefläche 16 abgehoben und das Fluid kann aus dem Arbeitsraum 7 ohne nennenswerte Dämpfwirkung In den Ringraum 8 strömen.

FRP-I Be/Bbl
30.07.84

Claims

PATENTANSPRÜCHE

Pneumatische oder hydropneumatIsche Zugfeder, bestehend aus einem Behälter, In welchem konzentrisch ein Zylinder angeordnet ist, wodurch zwischen dem Behälter und dem Zylinder ein Ringraum gebildet wird, welcher eine unter Druck stehende Flüsslgkelts- und/oder Gasfüllung aufweist, wahrend eine nach außen abdichtend axial beweglich geführte kolbenstange fest mit einem auf der Innenwand des Zylinders gleitenden Kolben verbunden Ist und dieser Kolben den Innenraum des Zylinders in zwei zueinander abgedichtete Arbeitsräume unterteilt und der von einem Behälterboden begrenzte Arbeitsraum mit der Atmosphäre verbunden ist, während der kolbenstangense 11 Ige Arbeitsraum mit dem Ringraum über* einen ständig offenen Durchlaßkanal In Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem kölbenstangenseitigen Arbeitsraum (7) und dem Ringräum (8) eine Dämpfeinrichtung angeordnet Ist, welche eine bei der Einfahrbewegung der Kolbenstange (¹O größere Dämpfwirkung erzeugt als bei der Auszugsbewegung der Kolbenstange.

Pneumatische oder hydropneumatI sehe Zugfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die DämpfeinrIchtung außer dem ständig geöffneten Durchlaßkanal (12, 22, 26, 28) eine von einer ringförmigen Venti1 seheibe (15, 21, 24) bei der Einfahrbewegung verschließbare Durchlaßöffnung (I¹+, 23) aufweist.

3. Pneumatische oder hydropneumatI sehe Zugfeder nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmige Venti1 seheibe durch einen abdichtend auf der Kolbenstange (4) geführten Rechteckring (15) gebildet und zwischen zwei Anlageflächen (16, 17) axial beweglich angeordnet ist, wobei die Durchlaßöffnung durch einen die Kolbenstange umgebenden Ringkanal (14) gebildet ist.

4. Pneumatische oder hydropneumatI sehe Zugfeder nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförm.ige Vent i-1 sehe i be durch einen zwischen zwei Anlageflächen (16, 17) beweglichen Dichtring (21) gebildet ist, welcher bei der Einfahrbewegung als Durchlaßöffnung dienende, in einem kolbenstangenseitigen Verschlußstück (11) angeordnete AxI al bohrungen (23) verschließt.

5. Pneumatische oder hydropneumatI sehe Zugfeder nach den Ansprüchen 1, 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Dichtring (24) über Reibungsschluß mit der Kolbenstange (¹O verbunden i st.

6. Pneumatische oder hydropneumatisehe Zugfeder nach den Ansprüchen 1, 2, k und 5, dadurch gekennzeichnet,, daß ein
Dichtring (15, 21, 24) von einer Druckfeder (27) beaufschlagt ist.

7. Pneumatische oder hydropneumatI sehe Zugfeder nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der ständig geöffnete Durchlaßkanal durch wenigstens eine nahe am kolbenstangenseitigen Verschlußstück (11) angeordnete Bohrung (22) Im Zylinder (2) gebildet Ist.

8. Pneumatische oder hydropneumat1 sehe Zugfeder nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der ständig geöffnete Durchlaßkanal durch mindestens einen Im Dichtring angeordneten Kanal (Querkanal 28) gebildet Ist.

9. Pneumatische oder hydropneumatisehe Zugfeder nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der ständig

geöffnete Durchlaßkanal durch mindestens einen die Ventil schelbe (15, 21) überbrückenden, In eine Durchlaßöffnung (Axialbohrung 23) mündenden Querkanal (28) gebildet ist.

FRP-I Be/Bb3
30.07.84