DE927719C

DE927719C - Lastabhaengig sich regelndes Gasfedersystem

Info

Publication number: DE927719C
Application number: DED15797A
Authority: DE
Inventors: Gustav-Adolf Dr-Ing Gaebler
Original assignee: Deutsche Bundesbank
Current assignee: Deutsche Bundesbank
Priority date: 1953-08-25
Filing date: 1953-08-26
Publication date: 1955-05-16

Description

Es sind verschiedene Gasfedersysteme bekannt. Sie bedienen sich vorzugsweise vorgespannter Luft, die auf Kolbenflächen wirkt. Bei gegebener Gasfüllung hat ein solches System eine dadurch gegebene Federkennlinie, die ohne Maßnahmen von außen her nicht verändert werden kann.

Um in Anbetracht der steigenden Bedeutung der lastabhängig sich regelnden Federsysteme z. B. im Fahrzeugbau zum Ausgleich der auf der Feder

ίο ruhenden Last, unterschieden zwischen leerem und beladenem Fahrzeug-, die Tragfähigkeit solcher Federn der aufgebrachten Nutzlast anpassen zu können, hat man Systeme entwickelt, die bei zunehmender Last durch Zusatzluft ζ. Β. aus einer KompressoranLage nachgefüllt werden und die sich bei abnehmender Last selbsttätig wieder auf das notwendige Maß entleeren. Solche Systeme bedingen einen gewissen maschinellen Aufwand an Pumpen und Regelorganen.

Es sind auch Vorschläge für Systeme bekanntgeworden, die die Nutzlastdifferenz durch thermische Einwirkung auf das federnde Medium auszugleichen bestrebt sind. Solche Systeme unterliegen bei starken Außentemperaturunterschieden ständigen Wärmeverluisten, die durch Zuführung von Wärmeenergie ausgeglichen werden müssen.

Sich selbsttätig der differierenden Last anpassende Federsysteme können aber auch, und hier setzt die Erfindung ein, dadurch geschaffen werden, daß in das System Elemente eingebaut werden, die die zum Lastausgleich erforderlichen Gasmengen bei zunehmender Last durch chemische Reaktionen, die mit Gasbildung verbunden sind, oder durch Elektrolyse erzeugen und dem System

zuführen. Die erzeugten Gasmengen müssen bei abnehmender Last durch ein Ablaßventil so weit ims Freie abgelassen werden, als dies der Lastäbnahme entspricht.

Die grundsätzliche GestaltungsmöglLchlceit solcher Systeme sei ,an Hand der 'Skizzen noch kurz erläutert,

Abb. i. Die einfachste Form eines solchen Federsystems besteht aus dem Unterteil ι als Zylinder, ίο dem Oberteil 2 als Kolben und der federnden Gasfüllung 3 im Innern des Oberteils. Das Unterteil 1 ist mit einer Flüssigkeit 4 angefüllt, die dichtend wirkt und in Verbindung mit dem im Oberteil befestigten Reaktionskörper 5 bei seinem Eintauchen ein Gas entwickelt. Sobald bei zunehmender Last das Oberteil 2 mit dem Reaktio'nskörper 5 tiefer in das Unterteil mit der Flüssigkeit 4 eintaucht, tritt also Gasentwicklung ein, die den Druck des Gases 3 im Oberteil 2 vergrößert und damit selbsttätig der größeren Last eine größere Federkraft entgegensetzt. Bei Lastverminderung und demzufolge höherem Aufsteigen des Oberteils 2 aus dem Unterteil ι heraus wird das Ablaßventil 6 durch den mit dem Unterteil verbundenen Stößel 7 so lange geöffnet, bis der der Entlastung entsprechende. Gasanteil abgeströmt ist und die Feder wieder unter der Wirkung der Restlasten auf die ursprüngliche Betriebshöhe zusammengedrückt ist.

Ein ähnliches System, jedoch mit getrenntem Federkörper und Gasentwicklungskörper, ist in Abb. 2 dargestellt. Hier ist an dem Unterteil 1 der Behälter 8 befestigt, in dem die für die chemische Reaktion angebrachte Flüssigkeit 4 von der das Fedensysteim ausfüllenden Flüssigkeit 9, z. B. Öl, durch eine nachgiebige Haut 10 getrennt ist. Bei zunehmender Last und damit tieferem Eintauchen des Oberteils 2 in das Unterteil 1 wird das federnde Gasvolumen 3 stärker zusammengedrückt. Zugleich überträgt sich aber auch der Druck über die Flüssigkeit 9 und die Bohrung 11 auf die nachgiebige Haut 10, und die darüber befindliche ReaktionsfLüssigkeit 4 wird so lange nach oben gedrückt, bis durch das dadurch verursachte Eintauchen des Reaktionskörpers 5 in die Flüssigkeit 4 und die damit entstehende Gasentwicklung sich der Gasdruck in dem Raum 12 und dadurch über die Leitung 13 und das Rückschlagventil 14 auch im Federoberteil 2 dem erforderlichen höheren Druck entsprechend eingestellt hat und damit ■ dem Verdrängerprinzip folgend die Reaktionsflüssigkeit 4 von dem Reaktionskörper 5 zurückgedrückt wird. Das Rückschlagventil 14 verhindert, daß der Federraum, im Oberteil 2 mit dem Raum 12 ständig verbunden ist und so das im Raum 12 befindliche Gasvorumen an. der Federarbeit beteiligt wird. Bei Entlastung tritt, wie bei Abb. 1 beschrieben, durch Ablassen von Gas durch das Ablaßventil 6 eine Verringerung des Gasinnendruckes des Systems so . lange ein, bis der Lastausgleich vollzogen ist. Ein ähnliches System sei an Hand von Abb. 3 beschrieben, in der als weiteres Beispiel eine Anordnung gezeigt wird, die mittels Elektrolyse statt chemischer Reaktion arbeitet. Hier ist der Fe.derkörper selbst ebenfalls wieder aus dem Unterteil 1 und dem Oberteil 2 zusammengesetzt und das federnde Gaspolster 3 durch die neutrale Flüssigkeit 9, z.B. Öl, Sylikone oder sonstige Flüssigkeiten "mit schmierenden Eigenschaften, abgeschlossen. Bei zunehmender Federbelastung wird aus dem Behälter 15 über den kleinen Pumpenstößel 16 während der Federarbeit Elektrolytflüssigkeit durch das Rückschlagventil 17 in den Raum 18 gedrückt, wodurch der Flüssigkeitsspiegel in diesem Raum bis an die Anode und Kathode 19 steigt, so daß durch Zersetzung der Flüssigkeit unter Einwirkung des elektrischen Stromes Arbeitsgas erzeugt wird, das über das Rückschlagventil 14 in den Innenraum des Oberteils 2 strömt, sobald sein Druck den des Gaspolsters im Federsystem übersteigt. Es kann auch, falls dies aus chemischen oder materialtechnischen Gründen erwünscht ist, eine Trennung der in der Kathode bzw. in der Anode entstehenden Gase erfolgen und auch nur mit einem der beiden Gasanteile gearbeitet werden. Auf diese Weise wird bei zunehmender Last das mittels Elektrolyse gewonnene Gas in das Oberteil gedrückt und damit die Lastzunahme ausgeglichen. Bei gleichbleibender Last hört die Fördertätigkeit der Pumpe 16 auf, da diese nicht mehr über die steuernden Kanten des Einlaßschlitzes im Zylinder hinwegspielt, wodurch eine Fördertätigkeit unterbleibt. Bei Entlastung des Systems tritt wieder durch Ablassen von überflüssigem Gas über das Ablaßventil 6 der erforderliche Ausgleich ein.

Es lassen sich nach dem hier aufgezeigten Prinzip verschiedene konstruktive Möglichkeiten unter Verwendung verschiedener Electrolyte bzw. Reaktionskörper und -stoffe teils direkt, teils indirekt wirkend entwickeln. Das jeweils zum Auffüllen des Systems erforderliche Gasvolumen wird auf chemischem Wege durch Reaktion von Stoffen oder auf physikalischem Wege durch Elektrolyse erzeugt. Bei der konstruktiven Ausgestaltung ist auch zu beachten, daß solche Federsysteme durch einfaches Nachpressen von Reaktionsflüssigkeiten bzw. Elektrolytflüssigkeiten stets betriebsbereit gehalten werden können. Solche Federsysteme eignen sich auch besonders gut als reine Zusatzfedern zur Aufnahme von Nutzlastdifferenzen in Verbindung mit Metall-, Gummi- oder .Gasfedersystemen u. dgl. Die Gaserzeugung kann sowohl druckabhängig als auch bewegungsabhängig, d. h. abhängig von der Betriebehöhe des Federsystems gesteuert werden. Die getrennten Systeme haben dort 'Sinn, wo mit Rücksicht auf die gleitende Reibung zwischen Unterteil und Oberteil die Verwendung von Ölen U-. dgl. als Schmier- und Dichtmittel notwendig ist.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

I. Gasfedersystem, dessen Tragfähigkeitsänderung durch Druckänderung des als Feder wirkenden Mediums erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Druckerhöhung erforderliche zusätzliche Gasmenge durch chemische Reaktion erzeugbar ist.
2. Gasfedersystem, dessen Tragfähigkeitsänderung durch Druckänderung des als Feder wirkenden Mediums erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Druckerhöhung erforderliehe zusätzliche Gasmenge durch Elektrolyse erzeugbar ist.
3. Gasfedersystem nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gaserzeugung ohne Verwendung zusätzlicher mechanischer Hilfsmittel für die Druckerhöhung des Gases im Innern des Systems erfolgt.
4. Gasfedersystem nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das System nach dem Verdrängerprinzip arbeitet, wodurch direkt (Abb. 1) öder indirekt (Abb. 2) durch Erhöhung des Flüssigkeitsspiegels in einem Teil das Systems die Reaktion bis zum Aufbau des erforderlichen Arbeitsdruckes einleitbar ist.
5. Gasfedeirsystem nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das System nach dem Pumpprinzip (Abb. 3) arbeitet, indem ein kleiner Hilfskolben oder ähnliche Mittel zum Hervorpumpen der für die Reaktion und Gaserzeugung erforderlichen Flüssigkeit in das System dient.
6. Gasfedeirsystem nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung des Nachladene druckabhängig ist.
7. Gasfedersystem nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung des Nachladens vom Federsystem hubabhängig ist.
8. Gasfedersystem nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckverminderung über ein hubabhängiges Ablaßventil regelbar ist.
9. Gasfedersystem nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch !gekennzeichnet, daß das System teilweise oder nur allein zum Ausgleich der Lastdifferenz neben einem Federsystem verwendbar ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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