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Blockierbare Gasfeder
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Die Erfindung betrifft eine blockierbare Gasfeder mit den Merkmalen
des Oberbegriffs des Hauptanspruches.
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Bei derartigen aus der Praxis bekannten Gasfedern besteht das Ventilverschlußglied
aus einer durchgehend zylindrischen Ventilspindel, die in einer Bohrung abgedichtet
verschieblich ist. In der Bohrung sitzen hierzu im Abstand voneinander zwei Dichtungen,
zwischen denen der Uberströmkanal einmündet. In der geschlossenen Stellung dieses
Ventils liegt die Ventilspindel mit ihrer zylindrischen Außenumfangsfläche an je
einer der beiden ringförmigen Dichtungen an, so daß der Zwischenraum zwischen den
beiden Dichtungen nach außen hin abgedichtet ist, womit auch der dort mündende Uberströmkanal
abgesperrt ist. In diesem zwischen den beiden Dichtungen liegenden Bereich enthält
die Ventilspindel einen verjüngten Abschnitt, der durch Verschieben der Ventilspindel
in Längsrichtung in den Bereich der innenliegenden Ringdichtung zu bringen ist.
In dieser Stellung kann das Medium aus dem Bereich zwischen den beiden Dichtungen
durch den Ringspalt zwischen dem verjüngten Bereich und der gegenüberstehenden Ringdichtung
vorbeiströmen.
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Es hat sich jedoch herausgestellt, daß diese Ventilbauform bei blockierbaren
Gasfedern empfindlich gegen Überlastung ist. Kommt nämlich auf eine mit einem derartigen
Ventil ausgerüstete Gasfeder eine schlagartige Belastung, wenn das Ventil geschlossen
ist, treten Leckagen an dem innenliegenden Dichtring auf,
der üblicherweise
schwächer ausgebildet ist als das nach außen dichtende Dichtungspaket. Infolge der
Leckagen kommt es zumindest zu einer Verstellung der Gasfeder, die dann wiederum
durch erneutes Öffnen und Schließen des Ventils in die ursprüngliche Stellung zurückgebracht
werden muß. Insbesondere Gasfedern mit einer teilweisen Ölfüllung sind gegen diesen
Effekt empfindlich, weil die Ölfülling nicht kompressibel ist und beim Stoß enorme
Drücke in der befüllung auftreten.
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Je nach Stärke der Belastung und den Toleranzen kann bei einer stoßartigen
Belastung sogar die Dichtung beschädigt werden und das Ventil läßt sich nicht mehr
verschließen.
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Ferner erfordert das bekannte Ventil einen verhältnismäßig langen
Betätigungsweg der Ventilspindel, denn zum Öffnen muß diese so weit vorgeschoben
werden, bis der verjüngte Abschnitt der Dichtung gegenübersteht.
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Nachteilig ist schließlich auch der Umstand, daß bei jedem Öffnen
und Schließen des Ventils die übergangskante zum verjüngten Bereich an der Dichtung
vorbeigleitet, was naturgemäß zu einer Lebensdauerverkürzung wegen starken Abriebs
führt.
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Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine blockierbare
Gasfeder zu schaffen, deren Ventil unempfindlich gegen Uberlastungen ist, eine höhere
Lebensdauer aufweist und lediglich einen verhältnismäßig sehr kurzen Betätigungsweg
erfordert.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Gasfeder mit den Merkmalen
des Hauptanspruches gelöst.
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Dadurch, daß der Ventilsitz als im wesentlichen plane Fläche ausgebildet
ist, in die der überströmkanal einmündet, genügt eine wenige Zehntel Millimeter
große Bewegung des Ventilverschlußgliedes relativ zum Ventilsitz, um eine hinreichend
große Durchlaßöffnung für den Uberströmkanal zu bilden. Außerdem erhöht sich bei
einer Erhöhung des auf dem Ventilverschlußglied lastenden Drucks selbsttätig die
Anpreßkraft, mit der das Ventilverschlußglied unter Zwischenlage der Dichtscheibe
auf den Ventilsitz gepreßt wird. Leckagen werden deshalb wegen der selbsttätigen
Schließkrafterhöhung vollständig ausgeschlossen. Außerdem wird die Dichtung zwischen
dem Ventilverschlußglied und dem Ventilsitz nur auf Kompression belastet und es
treten keine die Lebensdauer verkürzenden Reibbewegungen auf.
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Besonders günstige Platzverhältnisse ergeben sich, wenn das Ventilverschlußglied
scheibenförmig ausgebildet und an einer seiner Flachseiten der Betätigungszapfen
einstückig und konzentrisch angeformt ist, auf dem die Dichtscheibe aufgesteckt
ist.
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Je nach Ausbildung der Gas feder kann der beide Zylinderkammern miteinander
verbindende überströmkanal sowie der Ventilsitz in dem Kolben angeordnet sein, während
sich der Betätigungszapfen des Ventilverschlußgliedes lediglich ein Stück weit in
die durchgehend rohrförmig ausgebildete Kolbenstange erstreckt, die ein mit dem
Betätigungszapfen in Eingriff bringbares Betätigungsglied enthält. Diese Zweiteilung
hat darüber hinaus den weiteren Vorteil, daß keine auf das Betätigungsglied
einwirkenden
Querkräfte zu dem Betätigungszapfen weitergeleitet werden können. Die Gefahr eines
Ventilbruchs durch seitliche Belastung des Betätigungsglieds ist damit ausgeschlossen.
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Bei einer anderen Ausführungsform mit Doppelzylinder, bei der der
erste Zylinder über seine gesamte Länge von einem weiteren Zylinder konzentrisch
umgeben ist, derart, daß sich ein beidends abgeschlossener zylindrischer Ringraum
ergibt, kann das Ventil auch in dem den Boden bildenden Verschlußstück angeordnet
sein, wobei das Verschlußstück ferner den Überströmkanal enthält, der den Ringraum
mit der bodenseitigen Zylinderkammer verbindet. Der Betätigungszapfen ragt dabei
durch eine Bohrung in dem Verschlußstück und ist dort längsverschieblich abgedichtet.
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Bei der Ausführungsform mit Uberströmkanal in dem Kolben ist zweckmäßigerweise
der Ventilsitz konzentrisch in dem Kolben angeordnet, so daß sich rotationssymmetrische
Festigkeitsverhältnisse ergeben, wobei sich ferner der Ventilsitz zwischen der Kolbenstange
und dem Ventilverschlußglied befindet.
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Um eine starr blockierbare Gasfeder zu erhalten, ist in der die Kolbenstange
enthaltenden Zylinderkammer ein schwimmender Trennkolben angeordnet, der sowohl
gegen die Innenwand der Zylinderkammer als auch gegen die Kolbenstange längsverschieblich
abgedichtet ist und eine Flüssigkeit, die sich in der bodenseitigen Zylinderkammer
sowie in dem Raum zwischen dem Kolben und dem Trennkolben befindet, von einer unter
Druck stehenden Gasfüllung trennt, die sich auf der anderen Seite des Trennkolbens
befindet. Der eigentliche Arbeitskolben der Gasfeder befindet sich damit in einer
inkompressiblen
Flüssigkeitsumgebungmit festem Volumen und ist
bei geschlossenem Ventil nicht mehr zu verschieben.
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Bei dieser Anordnung wird eine besonders schlanke Gasfeder erhalten,
denn der Druckraum zum Ausfahren der Gasfeder befindet sich in axialer Verlängerung
des flüssigkeitsgefüllten Raumes. Soll hingegen eine kürzere Bauform erreicht werden,
während die Dicke der Gasfeder nur von untergeordneter Bedeutung ist, ist, wie oben
ausgeführt, der erste Zylinder über seine gesamte Länge von einem weiteren Zylinder
konzentrisch umgeben, derart, daß sich ein beidends abgeschlossener zylindrischer
Ringraum ergibt, der über einen weiteren unverschließbaren Uberströmkanal mit einer
der beiden Zylinderkammern verbunden ist. In diesem zylindrischen Ringraum kann
nunmehr der Druckvorrat zum Ein- oder Ausfahren der Kolbenstange untergebracht werden.
Beispielsweise enthält der zylindrische Ringraum einen schwimmenden Trennkolben,
der einerseits gegen die Außenwand des ersten Zylinders und andererseits gegen die
Innenwand des zweiten Zylinders längsverschieblich abgedichtet ist und eine Gasfüllung
von einer Flüssigkeitsfüllung trennt, die sich zu der Seite des Trennkolbens befindet,
zu der der zweite überströmkanal angeordnet ist.
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Eine besonders feinfühlige Betätigung des Ventils ist möglich, wenn
das Betätigungsglied einen zylindrischen Abschnitt mit einem darauf angeordneten
zylindrischen Außengewinde aufweist, mit dem das Betätigungsglied in ein relativ
zu dem Ventilsitz ortsfestes Innengewinde
eingeschraubt ist. Da
die erfindungsgemäße Gasfeder zum Öffnen des Ventils nur einen extrem kleinen Hub
des Ventilverschlußgliedes erfordert, kann das Gewinde ein normalgängiges Gewinde
mit einer Steigung von höchstens 1,5 mm sein, wobei dann ein geringer Drehhub des
Betätigungsgliedes ausreicht, um das Ventil vollständig zu öffnen. Gleichzeitig
stellt das in Verlängerung des Betätigungszapfens befindliche Gewinde eine zusätzliche
Sicherungsmaßnahme dar, falls wider Erwarten Brüche in dem Ventil auftreten sollten.
Das eingeschraubte Betätigungsglied verhindert, da das normalgängige Gewinde selbstblockierend
ist, das Herausfliegen irgendwelcher Teile, wenn der Betätigungszapfen von dem Ventilverschlußglied
abbrechen sollte. Je nach Ausführungsform der Gasfeder kommen dabei als Orte für
das Innengewinde das Verschlußstück oder die Kolbenstange in Frage.
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In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung
dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 eine starr blockierbare Gasfeder gemäß der Erfindung
mit in dem Kolben angeordneten Ventil und einer teils mit Öl teils mit Gas gefüllten
kolbenstangenseitigen Zylinderkammer in einem Längsschnitt, Fig. 2 eine Gasfeder
gemäß der Erfindung mit in dem Kolben untergebrachtem Ventil, wobei der eigentliche
Arbeitszylinder von einem zylindrischen Ringraum umgeben ist, der teils mit Gas
teils mit öl gefüllt ist und
Fig. 3 eine Gasfeder gemäß der Erfindung,
ähnlich Fig. 2, wobei jedoch das Ventil in einem Verschlußstück untergebracht ist,
ebenfalls im Längsschnitt.
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Eine in Fig. 1 veranschaulichte starr blockierbare Gasfeder 1 enthält
ein den Zylinder der Gasfeder bildendes zylindrisches Rohr 2, in das von beiden
Seiten her abgedichtet Verschlußstücke 3 und 4 eingesetzt sind, die jeweils von
einem radial nach innen umgebördelten Randbereich 5 und 6 des Rohrs 2 gehalten sind.
Der umgebördelte Randbereich 5 und 6 greift dabei in eine in dem Verschlußstück
3 bzw. 4 eingestochene Nut 7 und 8 ein, so daß die beiden Verschlußstücke 3 und
4 in beiden axialen Richtungen festgelegt sind. Beide Verschlußstücke 3 und 4 enthalten
ferner jeweils im Inneren des zylindrischen Rohres 2 liegende Ringnuten 9 und 11,
die Kammern für darin sitzende O-Ringe 12 und 13 darstellen. Die O-Ringe 12 und
13 dichten die Verschlußstücke 3 und 4 gegen die Innenwand des zylindrischen Rohres
2 ab.
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In dem zylindrischen Rohr 2 sitzt längsverschieblich zwischen den
beiden Verschluß stücken 3 und 4 ein gegen die Innenwand des zylindrischen Rohres
2 abgedichteter Kolben 14, der an seiner Außenumfangsfläche eine Ringnut 15 enthält,
in der ein die Abdichtung gewährleistender O-Ring 16 eingelegt ist. Auf seiner dem
Verschlußstück 4 zugewandten Stirnseite ist mit dem Kolben 14 starr und koaxial
eine rohrförmige zylindrische Kolbenstange 17 verbunden, die damit auch koaxial
zu dem zylindrischen Rohr 2 verläuft und durch eine zylindrische Bohrung 18 in dem
Verschlußstück 4 nach außen führt. Die Kolbenstange 17 ist mittels einer in dem
Verschlußstück 4 sitzenden Dichtungspackung 19 längsverschieblich nach außen abgedichtet.
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Durch den in dem zylindrischen Rohr 2 mittels der Kolbenstange 17
längsverschieblichen Kolben 14 wird der Innenraum des beidends verschlossenen zylindrischen
Rohres
2 in zwei Zylinderkammern 21 und 22 aufgeteilt, wobei die Zylinderkammer 22 nochmals
durch einen schwimmenden Trennkolben 23 in die Abschnitte 22a und 22b unterteilt
ist. Der schwimmende Trennkolben 23 ist ringförmig und enthält in seiner Außenumfangsfläche
eine Ringnut 24 mit einem darin sitzenden O-Ring 25, während seine Bohrung 26,durch
die die Kolbenstange 17 hindurch verläuft, eine Ringnut 27 mit darin sitzendem O-Ring
28 aufweist. Der Trennkolben 23 ist damit längsverschieblich einerseits gegen die
Innenwand des Rohres 2 und außerdem längsverschieblich gegen die Kolbenstange 17
abgedichtet. Auf diese Weise kann sich unabhängig von der Lage der Gasfeder 1 in
dem Abschnitt 22b befindliches und unter Druck stehendes Gas nicht mit Hydrauliköl
mischen, das sowohl in den Abschnitt 22a der Zylinderkammer 22 als auch in die Zylinderkammer
21 eingefüllt ist.
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In dem Kolben 14 ist, wie ersichtlich, ein Ventil 29 angeordnet, über
das eine durch den Kolben 14 führende strömungsmäßige Verbindung zwischen der Zylinderkammer
21 und dem Zylinderkammerabschnitt 22a absperrbar ist. In dem Kolben 14 ist hierzu
koaxial eine mehrstufige Bohrung 31 angebracht, die bis in die Kolbenstange 17 reicht
und deren Abschnitt 32 einen Durchmesser entsprechend der lichten Weite der rohrförmigen
Kolbenstange 17 aufweist. In diesen Abschnitt 32 mündet eine radial verlaufende
Bohrung 33, die zu dem Zylinderkammerabschnitt 22a hin offen ist.
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In Richtung auf die Zylinderkammer 21 schließt sich an den Abschnitt
32 der Stufenbohrung 31 ein weiterer zylindrischer Abschnitt 34 mit größerem Durchmesser
an, wobei die Schulter, mit der der Abschnitt 34 in den Abschnitt 32 übergeht, als
im wesentlichen plane Ringfläche 35 ausgebildet ist, die konzentrisch zu den beiden
Abschnitten 32 und 34 verläuft. Die Ringfläche 35
bildet den Ventilsitz
des Ventils 29.
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An den zylindrischen Abschnitt 34 schließt sich schließlich noch ein
zylindrischer Abschnitt 36 an, in den eine eine Durchgangsbohrung 37 aufweisende
Scheibe 38 so weit eingepreßt ist, bis sie auf der Ringschulter zwischen dem Abschnitt
34 und dem Abschnitt 36 aufliegt. Die Scheibe 38 dient als Anschlag zur Begrenzung
des Lüftespiels eines scheibenförmigen Ventilverschlußgliedes 39, das in dem zylindrischen
Abschnitt 34 sitzt. Das scheibenförmige Ventilverschlußglied 39 weist eine der Ventilsitzfläche
35 zugewandte plane Stirnseite auf, an der koaxial ein Betätigungszapfen 41 mit
zylindrischem Querschnitt angeformt ist. Der Betätigungszapfen 41 ragt durch den
Abschnitt 32 der Stufenbohrung 31 bis in die Bohrung der rohrförmigen Kolbenstange
17 hinein, wobei er durch eine an der Übergangsstelle zwischen dem Kolben 14 und
der Kolbenstange 17 sitzende Dichtungspackung 42 längsverschieblich abgedichtet
ist.
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Wie ersichtlich, endet der zylindrische Betätigungszapfen 41 von
dem Ventilsitz herkommend knapp hinter der Dichtungspackung 42, d.h. weit innerhalb
der Kolbenstange 17.
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Das scheibenförmige Ventilverschlußglied 39 trägt aujedem auf seiner
planen Stirnseite mit dem Betätigungszapfen 41 eine flache scheibenringförmige Dichtung
43, die von dem Betätigungszapfen 41 gehalten ist. Die Dichtung 43 sitzt mit einem
Radialspiel von ca. 0,6 mm auf den Betätigungszapfen 41.
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Während das Schließen des Ventils 29 ausschließlich aufgrund des auf
dem Ventilverschlußglied 39 lastenden Drucks erfolgt, geschieht das Öffnen mittels
eines stangenförmigen Betätigungsgliedes 44, das am äußeren
Ende
der abgebrochen veranschaulichten Kolbenstange 17 heraus schaut und durch deren
innere öffnung bis zu dem Betätigungszapfen 41 verläuft.
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Die Funktionsweise der insoweit beschriebenen Gasfeder 1 ist wie folgt:
Die unter Druck stehende Gasfüllung in dem Zylinderkammerabschnitt 22b drückt den
Trennkolben 23 nach links in Richtung auf den Kolben- oder Arbeitskolben 14. Hierdurch
wird die in dem Zylinderkammerabschnitt 22a befindliche Hydraulikflüssigkeit ebenfalls
unter Druck gesetzt, der sich über den Kolben 14 in die Zylinderkammer 21 fortsetzt.
Der damit in der Zylinderkammer 21 und dem Zylinderkammerabschnitt 22a herrschende
Druck ist gleich und größer als im Außenraum, wodurch das Ventilverschlußglied 39
auf seinen zugehörigen Ventil sitz 35 mit einer Kraft gepreßt wird, die wenigstens
so groß ist, wie sie sich aus dem Querschnitt des Betätigungszapfens 41 und dem
Innendruck in der Zylinderkammer 21 ergibt. Das Ventil 29 wird damit aufgrund des
Innendrucks in der geschlossenen Stellung gehalten. Die Zylinderkammer 21 ist damit
abgesperrt und eine auf die Kolbenstange 17 einwirkende Druckkraft vermag den Kolben
14 wegen der Inkompressibilität nicht zu verschieben. Eine Verschiebung des Kolbens
14 kommt auch nicht bei einer sehr hohen Druckkraft zustande, denn der dabei entstehende
höhere hydrostatische Druck in der Zylinderkammer 21 führt selbsttätig zu einem
stärkeren Verschließen des Ventils 29.
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Wenn die blockierte Gasfeder 1 verstellt werden soll, genügt es, das
Betätigungsglied 44 in der Kolbenstange 17 geringfügig in Richtung auf den Ventilsitz
35 vorzuschieben,
wodurch über den an dem Betätigungsglied 44 anliegenden
Betätigungszapfen 41 das Ventilverschluß glied 39 gegen den Druck in der Zylinderkammer
21 von dem Ventilsitz 35 abgehoben wird. Es besteht nunmehr eine strömungsmäßige
Verbindung von der Zylinderkammer 21 zu dem Zylinderkammerabschnitt 22a, und zwar
führt die Verbindung über die Querbohrung 33 zu dem zylindrischen Abschnitt 32 der
Stufenbohrung 31, von dort durch den flachen ringförmigen Spalt zwischen dem Ventilverschlußglied
39 und dem Ventilsitz 35 in den zylindrischen Abschnitt 34 und von dort durch die
Bohrung 37 in die Zylinderkammer 21. Wegen der über das Ventil 29 geöffneten Strömungsverbindung
kann sich der Kolben 14 nach rechts oder nach links bewegen, je nach dem, ob die
von dem Gas in dem Zylinderkammerabschnitt 22b ausgeübte und auf dem Trennkolben
23 wirkende Kraft größer oder kleiner ist als die an der Kolbenstange 17 angreifende
und unter Umständen in der entgegengesetzten Richtung wirkende Kraft. Wenn angenommen
wird, daß die Kolbenstange 17 von außen lediglich mit einer kleinen Druckkraft beaufschlagt
wird, dann wandert der Kolben 14 so weit nach rechts, bis er an den Trennkolben
23 anschlägt, der sich gleichzeitig allmählich nach links verschiebt, weil das Gas
in dem Zylinderkammerabschnitt 22b sich ausdehnen will, das lediglich bei einer
Volumenverringerung links von dem Trennkolben 23 erfolgen kann. Die dabei auftretende
Volumenverringerung entspricht dem Ausschieben der Kolbenstange 17 aus dem Raum
links von dem Trennkolben 23.
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Diese Verschiebebewegung erfolgt entweder solange, bis der Kolben
14 am Trennkolben 23 auftrifft oder das Betätigungsglied 44 freigelassen wird, so
daß der sich in der Zylinderkammer 21 dann aufbauende Druck das
Ventilverschlußglied
39 auf den Ventilsitz 35 niederdrückt und die strömungsmäßige Verbindung zwischen
der Zylinderkammer 21 und dem Zylinderkammerabschnitt 22a absperrt.
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Je nach dem, wie die Haftungsverhältnisse zwischen der Dichtscheibe
43 und der anliegenden Stirnseite des Ventilverschlußgliedes 39 einerseits bzw.
zwischen der Dichtscheibe 43 und dem Ventilsitz 35 andererseits sind, bleibt die
Dichtscheibe 43 beim Lüften des Ventilverschlußgliedes 39 entweder an diesem oder
an dem Ventilsitz 35 kleben oder zumindest teilweise kleben. Offensichtlich unschädlich
ist dabei ein Haftenbleiben an dem Ventilverschlußglied 39. Aber auch ein Anhaften
an dem Ventilsitz 35 führt zu keiner Beeinträchtigung der Ventilfunktion, da das
Medium , je nach Ausführungsart Gas oder Hydraulikflüssigkeit, durch den Spalt zwischen
dem Betätigungszapfen 41 und der Öffnung in der Dichtscheibe 43 strömen kann, da
die öffnung in der Dichtscheibe 43 für den Betätigungszapfen 41 im Durchmesser um
ca. 0,6 mm größer ist. Das dadurch erhaltene Radialspiel ist andererseits hinreichend
klein, um Beeinträchtigungen der Ventilfunktion durch eine in radialer Richtung
exzentrisch verlagerte Dichtscheibe 43 zu verhindern.
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In entsprechender Weise läßt sich bei geöffnetem Ventil 29 durch eine
entsprechend große, von außen auf die Kolbenstange 17 einwirkende Druckkraft der
Kolben 14 nach links verschieben, wobei gleichzeitig der Trennkolben 23 gegen den
Gasdruck nach rechts wandert.
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In jedem Falle stoppt ein Verschließen des Ventils 29 eine mögliche
Verschiebebewegung des Kolbens 14.
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Ein sehr feinfühliges Öffnen des Ventils 29 und damit eine Regulierung
der Verschiebegeschwindigkeit für den Kolben 14 läßt sich erreichen, wenn das Betätigungsglied
44 mit einem zylindrischen Außengewinde versehen ist, das in ein zu dem Ventilsitz
35 ortsfestes Innengewinde, beispielsweise in der Kolbenstange 17, eingedreht ist.
Durch eine Drehbewegung des Betätigungsgliedes 44 wird an dem Gewinde eine Vorschubbewegung
erzeugt, die das Betätigungsglied 44 relativ zum Ventilsitz 35 vor- oder zurückschiebt.
Da der Lüftehub des Ventils 29 wegen der planen Ausgestaltung der Ventilsitzfläche
35 und dem ebenfalls entsprechend planen Ventilverschlußglied 39 nur sehr klein
ist, genügt auch bei einem Normalgewinde ein Drehwinkel von weniger als 900, um
das Ventil 29 wahlweise zu öffnen oder zu schließen.
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Die Gewindeverbindung zwischen dem Betätigungsglied 44 und dem wegen
der abgebrochenen Darstellung nicht sichtbaren ortsfesten Innengewinde in der Kolbenstange
17 hat außerdem eine Sicherungswirkung, falls der Betätigungszapfen 41 von dem Ventilverschlußglied
39 abbrechen sollte. Wegen der Selbsthemmung des normalgängigen Gewindes können
auch dann keine Teile aus der Kolbenstange 17 herausfliegen.
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Wenn die Gasfeder 1 nach Fig. 1 nicht starr blockierbar, sondern begrenzt
federnd sein soll, kann der Trennkolben 23 entfallen, wobei dann der gesamte Innenraum,
d.h. sowohl die Zylinderkammer 21 als auch die Zylinderkammer 22 mit unter Druck
stehendem Gas gefüllt ist.
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In Fig. 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Gasfeder 1 veranschaulicht,
bei der wiederkehrende Bauteile mit denselben Bezugszeichen wie in Fig. 1 ohne weitere
Erläuterung versehen sind.
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Die Gas feder nach Fig. 2 enthält innerhalb des Rohres 2 koaxial ein
weiteres Rohr 49, das ebenfalls beidends durch die Verschlußstücke 3 und 4 abgedichtet
ist. Das Verschluß stück 3 weist hierzu einen zylindrischen Fortsatz 51 auf, der
in das Rohr 49 eingeschoben ist und auf seiner Außenumfangsfläche einen als Dichtung
dienenden O-Ring 52 in einer Nut 53 enthält. Auf dem kolbenstangenseitigen Ende
sitzt zwischen der Stirnseite des Rohrs 49 und dem Verschlußstück 4 ein weiteres
Verschlußstück 54, das mit einer planen Stirnseite an der Dichtungspackung 19 anliegt
und mit einem entsprechenden Fortsatz 55 in das Rohr 49 abgedichtet eingesteckt
ist; auch hierbei werden wiederum O-Ringe 56 und 57 verwendet, um das Verschlußstück
54 einerseits in dem Rohr 2 und andererseits in dem Rohr 49 abzudichten. Durch die
Verschlußstücke 3, 4 und 54 ist das Rohr 49 axial in dem Rohr 2 festgelegt.
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Auf diese Weise entsteht zwischen dem Rohr 49 und dem Rohr 2 ein zylindrischer
Ringraum 58, in dem sich der schwimmende Trennkolben 23 befindet, der mit seinen
Dichtungen 25 und 27 einerseits gegen die Innenseite des Rohres 2 und andererseits
gegen die Außenseite des Rohres 49 abgedichtet ist. Der Kolben 14 hingegen gleitet
innerhalb des Rohres~49.
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über einen überströmkanal 59 besteht eine strömungsmäßige Verbindung
zwischen dem Ringraum 58 und der Zylinderkammer 22.
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Wenn bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel der zwischen dem Verschluß
stück 3 und dem schwimmenden Trennkolben 23 befindliche Abschnitt 58a des Rinqraumes
58 mit unter Druck stehendem Gas gefüllt ist, während sich in dem zur anderen Seite
des schwimmenden Trennkolbens 23 befindlichen Teil 58b des Ringraums 58 sowie in
den Zylinderkammern 21 und 22 Hydraulikflüssigkeit befindet, ergibt sich eine Druckfeder,
die beim Öffnen des Ventils 29 selbsttätig die Kolbenstange 16 ausfährt. Die Funktionsweise
ist dabei wie beim vorherigen Ausführungsbeispiel lediglich mit dem Unterschied,
daß das zum Ausfahren der Kolbenstange 17 erforderliche Hydraulikmedium aus dem
Ringraumabschnitt 58b zuströmt bzw. beim Eindrücken der Kolbenstange 17 durch den
überströmkanal 59 in den Ringraumabschnitt 58b zurückströmt, dort den Trennkolben
23 verschiebt und das Gasvolumen entsprechend komprimiert.
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Die Verriegelung erfolgt wie vorher durch Schließen des Ventils 29,
das denselben Aufbau wie bei Fig. 1 aufweist.
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In Fig. 3 ist das Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 dahingehend abgewandelt,
daß das Ventil 29 in dem Verschlußstück 3 untergebracht ist, während der Kolben
14 ständig verschlossen ist und damit die beiden Zylinderkammern 21 und 22 voneinander
trennt. Das Ventil 29 sitzt dagegen in Verlängerung der Kolbenstange 17.
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In dem Verschluß stück 3 sitzt in einer konzentrischen Gewindebohrung
ein Einsatzstück 61, das die Stufenbohrung 31 enthält, die sich bis in das Verschluß
stück 3 fortsetzt. Dieses Einsatzstück 61 ist mittels eines O-Rings 62 gegen das
Verschlußstück 3 abgedichtet, während eine zwischen dem Einsatzstück 62 und dem
Verschluß stück 3 befindliche Dichtungspackung, die der Dichtungspackung 42 der
vorhergehenden Ausführungsbeispiele
entspricht, den Betätigungszapfen
41 längsverschiebich nach außen hin abdichtet.
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Das Einsatzstück 61 bildet mit der Bohrung in dem Verschlußstück 3
einen Ringspalt 63, der strömungsmäßig mit dem Ringraum 58 in Verbindung steht.
In diesen Ringspalt 63 mündet die Querbohrung 33, die von der Querbohrung 31, und
zwar dem zylindrischen Abschnitt 32, ausgeht.
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Die Stufenbohrung 31 reicht bis in das Verschlußstück 3 hinein und
mündet dort in eine Gewinuesackbohrung 64 ein, in der das als Schraube ausgebildete
Betätigungsglied 44 eingeschraubt ist, das an seinem äußeren Ende einen Betätigungshebel
65 trägt. Wegen des wie vorher im einzelnen beschriebenen aufgebauten Ventils 29
genügt eine Drehung von weniger als 90°, um das Ventil 29 zu öffnen, so daß eine
strömungsmäßige Verbindung zwischen der Zylinderkammer 21 durch die Stufenbohrung
31, die Querbohrung 39, den zylindrischen Ringspalt 63 und dem Ringraum 58 hergestellt
wird. Der Ringraum 58 seinerseits ist an seinem gegenüberliegenden Ende durch den
Uberströmkanal 59 mit der Zylinderkammer 22 verbunden. Hierbei ist angenommen, daß
die gesamte Gasfeder tatsächlich nur mit unter Druck stehendem Gas und nicht teilweise
mit Hydraulikflüssigkeit gefüllt ist. Der Trennkolben 23 ist deswegen bei dem in
Fiq. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel entbehrlich.
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Bei geöffnetem Ventil 29 kann nun die Kolbenstange 17 gegen den Innendruck
eingeschoben werden, wobei das in der Zylinderkammer 21 befindliche Gas durch das
Ventil 29, den Ringraum 58 in die Zylinderkammer 22 gedrückt wird. Sobald die gewünschte
Stellung erreicht ist, wird durch eine Drehung des Betätigungsgliedes 44
im
entgegengesetzten Drehsinn das Ventil 29 aufgrund des herrschenden Innendrucks geschlossen,
da sich hierdurch das Betätigungsglied 44 von dem Betätigungszapfen 41 wegbewegt.
Es ermöglicht ihm hierdurch eine axiale Bewegung nach links, aufgrund der die Dichtscheibe
43 zwischen dem Ventilverschlußglied 39 und der Ventilfläche 35 abdichtend festgeklemmt
wird.
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Die Volumina zu beiden Seiten des Kolbens 14 sind jetzt voneinander
abgetrennt und bei einer Belastung der Kolbenstange erfolgt ein Ein- oder Ausfedern,
je nach Vorzeichenrichtung, wobei jedoch bei der Entlastung der Kolben 14 jedes
Mal wieder in seine Ausgangsstellung zurückkehrt.
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Falls eine andere Einstellung gewünscht ist, genügt ein Öffnen des
Ventils und ein entsprechendes Verschieben der Kolbenstange entweder durch den Innendruck
oder durch entsprechende Kraftbeaufschlagung an der Kolbenstange 17.
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Wie sich aus der Fig. 3 ergibt, schützt auch hier das Betätigungsglied
44 wirksam die außenliegenden Teile des Ventils 29 gegen Beschädigung. Außerdem
stellt das in seinem Durchmesser sehr viel größer als Betätigungszapfen 41 ausgebildete
Betätigungsglied 44 eine Sicherung dar, falls der Betätigungszapfen 41 tatsächlich
von dem Ventilverschlußglied abbrechen sollte. Die selbsthemmende Gewindeverbindung
zwischen dem Betätigungsglied 44 und dem Verschlußglied 3 verhindert, daß bei einem
Bruch Teile nach außen fliegen.
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Ebenso wie bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 kann auch bei der
Gasfeder 1 nach Fig. 2 die Füllung ausschließlich aus Gas bestehen, wobei dann ebenfalls
eine weich blockierbare Gasfeder erhalten wird. Der Trennkolben 23 ist dann offensichtlich
entbehrlich.