DE60205087T2

DE60205087T2 - Methode und kolben-zylinder-vorrichtung

Info

Publication number: DE60205087T2
Application number: DE60205087T
Authority: DE
Inventors: Marten Johansson; Per Nordvall; Krister Gustafsson
Original assignee: Stromsholmen AB
Current assignee: Stromsholmen AB
Priority date: 2001-11-12
Filing date: 2002-11-05
Publication date: 2006-06-08
Anticipated expiration: 2022-11-06
Also published as: DE02783911T1; SE0103756D0; US6971303B2; AU2002349628A1; US20040089148A1; KR100886195B1; WO2003054415A1; SE0103756L; EP1366308B1; EP1366308A1; SE520224C2; ES2244819T3; DE60205087D1; KR20040073276A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine energieakkumulierende Kolbenzylinderanordnung, genauer ein Verfahren zum Ausspeisen von Überdruck und einer Anordnung, welche im Falle einer Störung oder Deformation der Kolbenzylinderanordnung eine kontrollierte Ausspeisung des darin befindlichen Drucks ermöglicht.
Als Beispiel für den Stand der Technik wird Bezug genommen auf die US 3,995,842 A , welche eine Gasfeder eines Kolbenzylindertyps offenbart. Diese Feder ist von dem Typ, welcher verwendet wird, um den Druck an der Motorhaube oder dem Kofferraum eines Kraftfahrzeuges abzubauen und wird mit brechbaren Abschnitten in der Zylinderwand und an der Kolbenstange in Form eines reduzierten Querschnitts bereitgestellt. Diese Abschnitte geben bei erhöhtem Druck, verursacht durch Feuer oder Kollision nach und lassen komprimiertes Gas aus den Zylinder in die umgebende Luft durch eine Öffnung in der Zylinderwand oder der Kolbenstange unter Bedingungen, die den Auswurf von Teilen des Zylinders bei hoher Geschwindigkeit verhindern, entweichen.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine energieakkumulierende Kolbenzylinderanordnung bereitzustellen, welche sicherer Beschädigungen an einem rohrförmigen Gehäuse aufgrund von Überlastung, Funkenüberschlag und/oder Ermüdung bewältigen kann und die eine kontrollierte Ausspeisung des Drucks des in der Anordnung ermöglicht.
Die aufgeführte Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, dass die Anordnung die in den Patentansprüchen spezifizierten Merkmalen aufweist.
Die Erfindung wird in Verbindung mit Gasakkumulatoren beschrieben und mit Verwendung von gasgefüllten Federn in einer Blechpresse, in welchen die Funktion von gasgefüllten Federn die ist, neben anderen Dingen, das Blech während des Formprozesses zu halten und die Werkzeughälften zu trennen, sobald das Blechformen ausgeführt würde. Gasgefüllte Federn werden daher verwendet, um den Blechhalter zu stützen und sind einem Druck zu Beginn des Pressvorgangs ausgesetzt, um dann wieder von dem Druck entlastet zu werden nach Durchführen des Blechformens, wenn der Presseschlitten und der obere Pressenteil aufwärts bewegt werden. In welchem Umfang die gasgefüllten Federn einer Belastung ausgesetzt werden wird durch den Pressvorgang, durch die Ausformung des gepressten Blechteils und durch die verwendete Hublänge bestimmt. Selbst wenn die Merkmale der gasgefüllten Federn gemäß der Ausformung und der Form des gepressten Blechteils ausgewählt sind, mit dem Ziel einem komplett kontrollierten Pressenzyklus zu erreichen, besteht immer noch das Risiko, dass der Pressenzyklus nicht immer sicher kontrolliert werden kann. Die gasgefüllten Federn werden durch Abdecken eines übermäßig langen Hubs beschädigt, d. h. durch einen Hub, der die definierte nominale Hublänge überschreitet. Solche Überlastrisiken beschädigen permanent den Kolben, die Kolbenstange, die Führung- und das rohrförmige Gehäuse der gasgefüllten Feder. Abhängig vom Grad der Überlast besteht auf längere Sicht immer bei reduzierten Wartungseinheiten der gasgefüllten Feder ein Risiko. Es besteht auch das offensichtliche Risiko, dass das rohrförmige Gehäuse der gasgefüllten Feder auf solche Weise beschädigt wird, das eine unkontrollierbare Leckage auftritt. Wiederholte Belastung kann ebenso einen Ermüdungsbruch in dem zylindrischen oder Gehäuseteil der gasgefüllten Feder hervorrufen.
Die Erfindung wird nun detaillierter mit Bezug auf Beispiele der Ausführungsformen die in den Zeichnungen beigefügt sind beschrieben, in welchen:
1 ein Schnitt durch eine gasgefüllte Federanordnung ist, in einer Position mit hervorstehenden Kolben, mit Markierungen für geschwächte Bereiche in dem rohrförmigen Gehäuse der gasgefüllten Federanordnung,
2a und 2b sind korrespondierende Schnitte durch die gasgefüllte Federanordnung gemäß 1 in einer „Überlast"-Position mit einem deformierten rohrförmigen Gehäuse,
3a und 3b sind Schnitte durch eine gasgefüllte Feder mit Markierungen für geschwächte Bereiche an der Außenseite und/oder an der Innenseite des rohrförmigen Gehäuses der gasgefüllten Feder in einer normalen Arbeitsposition bzw. in einer Überlastposition und
4a und 4b sind Schnitte durch einen Gasakkumulator mit Markierungen für geschwächte Bereiche an der Außenseite und/oder an der Innenseite des rohrförmigen Gehäuses des Gasakkumulators in einer normalen Arbeitsposition und in einer Überlastposition, welche die Ausspeisung von Überdruck in dem Gasakkumulator ermöglicht.
1 zeigt die gasgefüllte Federanordnung A zurückgezogen in einer Ausnehmung, zum Beispiel einem Sockel, wobei die Anordnung umfasst eine zylindrische Buchse oder rohrförmiges Gehäuse 1, ein Kolben-/Kolbenstangenteil 2, eine Führung/ein Ende 3 und eine Füllverbindung B in dem rohrförmigen Gehäuse 1. In diesem Zusammenhang muss daraushingewiesen werden, das die Anordnung A auch im nicht zurückgezogenen Zustand in Bezug auf eine Maschine oder ein Maschinenteil ausgebildet sein kann. Dichtanordnungen 4, 5 und 6 zwischen dem rohrförmigen Gehäuse 1 und dem Kolben-/Kolbenstangenteil 2 und der Führung/dem Ende sichern eine normal leckagefreie Verwendung der Anordnung A. 1a zeigt den Kolben-/Kolbenstangenteil 2 in einer hervorragenden Position mit Bruch- oder Deformationsmarkierungen oder Vertiefungen 7a, 7b in dem rohrförmigen Gehäuse der Anordnung. Diese Markierungen oder Vertiefungen können auf der Innenseite und/oder der Außenseite des rohrförmigen Gehäuse 1 platziert werden und zu einer Schwächung der Wandung des rohrförmigen Gehäuses führen, was bedeutet, dass im Falle, wenn eine zulässige Belastung überschritten wird, das Material in der Wandung nachgeben kann und sich nach außen bewegt, um dadurch die Wirkung der Abdichtung durch den Spalt 8, welcher auftritt, aufhebt und somit eine Ausspeisung des Überdrucks im inneren der Kammer des rohrförmigen Gehäuses 1 ermöglicht. Die Anordnung, die Ausformung und der Grad einer solchen Aufweitungen kann vorbestimmt werden durch Auswahl des Ortes und der Größe der Vertiefungen und/oder der Markierungen. Somit kann die Schwächung des rohrförmigen Gehäuses und die Wahl des Materials dafür in einer solchen Weise getroffen werden, dass ein Bruch oder ein Zerbrechen in dem rohrförmigen Gehäuse auftritt. Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind Material und Schwächung so ausgewählt, dass die Deformation des rohrförmigen Gehäuses nicht zu einem Materialbruch führt, sondern zu einem Aufweiten in direkter Nähe zu der Dichtanordnung 4 zwischen dem Kolben-/Kolbenstangenteil 2, der Führung/dem Ende 3 und dem rohrförmigen Gehäuse 1, wobei der verringerte Anpressdruck zwischen Dichtung und rohrförmigem Gehäuse eine kontrollierte Ausspeisung des Gases hinter der Dichtung 4 ermöglicht. Die auftretende Schwächung des rohrförmigen Gehäuses, ist in unmittelbarer Nähe zu dem unteren Ende einer Führung/Dichtung 4 angeordnet. Dieses wird bewerkstelligt, um zu sichern das die Aufweitung des rohrförmigen Gehäuses an der beabsichtigten Seite der Führung/Dichtung 4 auftritt.
Um weiter die Ausspeisung des Gases zu sichern, kann eine kleine axiale Vertiefung in der Führung bereitgestellt werden, in welche das Gas entweichen kann. Dies wird getan, um zu sichern, dass jegliche Knickung des rohrförmigen Gehäuses gegen den Kolben/die Kolbenstange, die Führung/das Ende, das heißt Metall gegen Metall, nicht die gewünschte Ausspeisung blockiert.
2a zeigt einen korrespondierenden Schnitt durch die gasgefüllte Federanordnung gemäß 1 in einer „Überlast"-Position mit dem deformierten rohrförmigen Gehäuse 1, wobei die Ausspeisung des Gases mittels der Pfeile a dargestellt ist. Falls die Last entfernt wird, befindet sich kein signifikanter Überdruck mehr in der Kammer, weshalb jede Kraft, die auswärts auf den Kolben 2 wirkt, ziemlich gering ist. 2b zeigt eine Vergrößerung des Spalts 8, welcher zwischen der Wand des rohrförmigen Gehäuses und der Dichtung 4 ausgebildet ist.
3a zeigt einen Schnitt durch eine gasgefüllte Feder mit Markierungen für geschwächte Bereiche an der Außen- und/oder Innenseite des rohrförmigen Gehäuses 1 der gasgefüllten Feder. Mit dieser Ausführungsform kann die von der Gehäusewand erfahrende Knickung eine Ausspeisung des Überdrucks in der gasgefüllten Feder in eine oder zwei Richtungen ermöglichen. 3b wie 2a zeigt, wie die Ausspeisung des Gases durch die deformierte Wand des rohrförmigen Gehäuses 1 und durch die Dichtung 9 auftreten kann. Die Deformation des Gehäuses 1 erlaubt ebenfalls die Ausspeisung durch die Dichtung 4' das heißt in zwei Richtungen gleichzeitig.
4a und 4b zeigen die Anwendung der Erfindung in einem Gasakkumulator A'' mit dem Ende 3' und der Dichtung 10 gegen das Gehäuse 1'' eine Schwächungsmarkierung 7''A, 7''B in dem rohrförmigen Gehäuse 1'' des Gasakkumulators A'' ermöglicht eine Bildung einer Aufweitung oder eines Spalts 8'' in dem Fall, dass eine Belastung auftritt, die das rohrförmige Gehäuse 1'' deformiert. Die Pfeile a'' stellen die gewünschte und kontrollierte Ausspeisung des Überdrucks in dem Gasakkumulator A'' dar.
Die Erfindung ist nicht auf die Beispiele der Ausführungsbeispiele die vorstehend beschrieben sind beschränkt, sondern eignet sich zu Modifikationen innerhalb des Geltungsbereichs der Patentansprüche, wie sie weiter unter spezifiziert sind.

Claims

Verfahren zum Ausspeisen eines Überdrucks in einer energieakkumulierenden Kolbenzylinderanordnung (A) mit einem Kolben-/Kolbenstangenteil (2), einer Führung/einem Ende (3) und einem rohrförmigen Gehäuse (1), gekennzeichnet durch den Schritt Bereitstellen des Gehäuses (1) mit einer Bruch- oder Knickmarkierung (7), um, für den Fall, dass eine Last eine Belastung, die über der Fließfestigkeit liegt, hervorruft oder bei wiederholter zyklischer Belastung, die eine Materialermüdung verursacht, dort eine kontrollierte Deformation des Gehäuses einzuleiten, so dass das rohrförmige Gehäuse (1) durch Auswärtsbiegen deformiert wird, was den Anpressdruck reduziert oder die Kontaktlagerung zwischen einer Dichtung (4, 10) in der Führung/dem Ende (3) und der inneren Wandoberfläche des rohrförmigen Gehäuses (1) eliminiert, wodurch ein Überdruck in der Anordnung (A) aus dem Gehäuse, welches so deformiert wurde, ausgespeist wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Knickmarkierung an der Innenseite des Gehäuses (1) angeordnet ist.
Verfahren gemäß einem der beiden vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bruch- oder Knickmarkierung in dem Gehäuse (1) in unmittelbarer Nähe zu einem Kolben, einem Boden oder einer Enddichtung (4, 9, 10), welche eine Dichtung gegenüber dem Gehäuse (1) bilden, angeordnet ist.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bruch- oder Knickmarkierung in dem Gehäuse größtenteils zentral an dem Gehäuse angeordnet ist, wobei die erhaltenen Deformation eine Ausspeisung sowohl zwischen der Kolbendichtung (9) und der inneren Wandoberfläche des rohrförmigen Gehäuses (1) als auch zwischen der Enddichtung (4') und der inneren Wandoberfläche des rohrförmigen Gehäuses (1) erlaubt.
Energieakkumulierende Kolbenzylinderanordnung (A) mit einem Kolben/einer Kolbenstange (2), einer Führung/einem Ende (3) und einem zylindrischen, rohrförmigen Gehäuse (1), gekennzeichnet durch eine Bruch- oder Knickmarkierung (7) in dem rohrförmigen Gehäuse (1) in unmittelbarer Nähe zu der Dichtung (4, 10) für den Kolben/die Kolbenstange (2) und/oder für die Führung/das Ende (3), wobei die Bruch- oder Knickmarkierung (7) so ausgebildet ist, dass diese im Falle einer Last, die eine Belastung über der Fließfestigkeit erzeugt oder im Falle wiederholter zyklischer Belastung, welche eine Materialermüdung hervorruft, eine Deformation des rohrförmigen Gehäuses mittels Auswärtsbiegen ermöglicht, was den Anpressdruck reduziert oder die Kontaktlagerung zwischen einer Dichtung (4, 10) in der Führung/dem Ende (3) und der inneren Wandoberfläche des rohrförmigen Gehäuses (1) eliminiert, wodurch ein Überdruck in der Anordnung (A) ausgespeist wird aus dem deformierten Gehäuse (1).
Anordnung gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Markierung (7) an der Innenseite und/oder der Außenseite des rohrförmigen Gehäuses (1) angeordnet ist.
Anordnung gemäß einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine axiale Vertiefung in der Nähe zu der Dichtung (4, 10) zwischen Kolben-/Kolbenstangenteil (2) oder Führung/Ende (3) und rohrförmigen Gehäuse (1) ausgebildet ist.