NL9001634A - Instelbare kolom. - Google Patents

Description

Instelbare kolom

Een bekende kolom omvat een althans ten dele met gas gevulde cilinder, een daarin beweegbare zuiger, die de cilinder in twee kamers verdeelt, welke zuiger een doortocht vertoont, die de kamer met elkaar verbindt. Om de effectieve lengte van de kolom naar wens te kunnen instellen, kan de doortocht afsluitbaar zijn. Hiertoe kan gebruik worden gemaakt van een klep, bestaande uit een klepzitting en een van buitenaf bedienbaar kleplichaam.

De uitvinding beoogt, een kolom zodanig uit te voeren, dat hij zijn goede werking ook na een zeer groot aantal bedrijfscycli blijft behouden en niettemin eenvoudig van opbouw is.

Hiertoe verschaft de uitvinding een instelbare kolom, bijvoorbeeld een gasveer, omvattende: een althans ten dele met medium gevulde cilindervormige omhulling, waarbinnen zich ten minste twee door een scheiding gescheiden kamers bevinden, een in die omhulling axiaal en afdichtend beweegbare zuiger; een zich tot buiten de omhulling uitstrekkende en ten opzichte daarvan afdichtend beweegbare, aan de zuiger aangebrachte zuigerstang; en een door een klep afsluitbare, zich door de scheiding hen uitstrekkende doorgang, welke klep en klepzitting en een daarmee samenwerkend kleplichaam omvat, welk kleplichaam wordt gedragen door een zich met een bedieningseinde tot buiten de omhulling uitstrekkende en ten opzichte daarvan afdichtend beweegbare klepsteel, welke klepzitting en welk kleplichaam elk rotatiesymmetrie rond een gemeenschappelijke hartlijn vertonen en in gesloten toestand van de klep althans bij benadering in cirkelvormig lijncontact verkeren, en van welke klepzitting en welk kleplichaam er één een elastisch vervormbare bekleding vertoont.

Door de configuratie volgens de uitvinding wordt bereikt, dat er geen hoge, in de praktijk nauwelijks te verwezenlijken, eisen aan de "coaxiale" tolerantie tussen kleplichaam en klepzitting worden gesteld. De constructie volgens de uitvinding verzekert ook na zeer langdurig gebruik en een groot aantal bedrijfscycli, dat met gebruikmaking van een relatief geringe kracht een volledige afdichting van de klep is verzekerd. Bestaande constructies zijn hiertoe niet in staat. In het verleden zijn wel pogingen ondernomen om door middel van een zeer geringe coaxiale tolerantie en contact van metaal op metaal een goede afdichting te verzekeren. Ook is wel gepoogd om het kleplichaam ten opzichte van de klepzitting een zekere bewegingsvrijheid te geven, waardoor de klep zelf een optimale sluitpositie kan zoeken. In de praktijk blijken dergelijke voorstellen niet te kunnen leiden tot een op de lange duur betrouwbaar werkende instelbare kolom.

Met betrekking tot het vermelde lijncontact wordt opgemerkt, dat de klepzitting en het kleplichaam met elkaar kunnen samenwerken via naar elkaar gerichte klepvlakken, waarvan er één twee onder een hoek aan elkaar aansluitende klepvlakdelen vertoont en één een elastisch vervormbare bekleding vertoont. Bijvoorbeeld kan het klepvlak met de twee onder een hoek aan elkaar aansluitende klepvlakdelen bestaan uit een sterk materiaal, zoals staal, dat samenwerkt met de elastisch vervormbare bekleding van het andere klepvlak. Ook kan de elastisch vervormbare bekleding een zodanige vorm bezitten, dat het de twee onder een hoek aan elkaar aansluitende klepvlakdelen vertoont; de elastisch vervormbare bekleding werkt dan samen met het andere klepvlakdeel, dat een geschikte vorm kan bezitten, bijvoorbeeld een in hoofdzaak conische vorm.

In een bepaalde uitvoering vertoont de kolom het kenmerk dat de scheiding tussen de twee kamers wordt gevormd door de zuiger.

Deze uitvoering kan de bijzonderheid vertonen, dat de klepsteel zich afdichtend door een in de zuigerstang aanwezig kanaal uitstrekt.

De instelbare kolom volgens de uitvinding kan zodanig zijn uitgevoerd, dat de twee kamers althans voor een deel zijn gevuld met compressibel medium, in het bijzonder gas. In dat geval blijft altijd rond de ingestelde lengte een elastische variatie mogelijk.

In een andere uitvoering is de kolom gekenmerkt door een in de cilinder axiaal en afdichtend vrij beweegbare hulpzuiger, die samen met de cilinder en een vast daarmee verbonden eindwand een met gas onder druk gevulde derde kamer begrenst, waarbij de genoemde twee kamers met vloeistof gevuld zijn. In deze uitvoering is geen elastische lengtevariatie meer mogelijk en is de kolom geheel star gefixeerd op de ingestelde lengte.

In beide genoemde uitvoeringen, dus zowel de elastische als de starre kolom, kan het aanwezige medium onder druk op de bekende wijze van een gasveer de kolom naar een zo groot mogelijke lengte dringen. Deze lengtevariatie wordt geblokkeerd door het sluiten van de klep, bestaande uit de klepzitting en het van buitenaf bedienbare kleplichaam. Duidelijk zal zijn, dat bij voorkeur de klep als terugslagklep fungeert, die sluit als gevolg van de werking van de druk van het medium. Een van buitenaf op de kolom uitgeoefende drukkracht bevordert de sluiting van de klep.

Ook zou in principe de kolom zodanig kunnen zijn uitgevoerd, dat de klep aan de andere zijde van de doorgang is aangebracht en derhalve geen terugslagklep is, maar door een externe bedieningskracht in zijn gesloten positie dient te worden gehouden.

In een specifieke uitvoering vertoont de kolom het kenmerk dat het uit de twee klepvlakdelen bestaande klepvlak uit een hard materiaal, bijvoorbeeld staal, bestaat en de elastisch vervormbare bekleding bestaat uit een slijtagebestendig, tegen een hoge lokale contactdruk bestendig materiaal.

Bij voorkeur vertoont deze kolom het kenmerk, dat de bekleding bestaat uit Vulcalon. Vulcalon is een handelsmerk van de firma Bayer, Leverkusen, Bondsrepubliek Duitsland. Inmiddels hebben uitgebreide proefnemingen bevestigd, dat Vulcalon voor het genoemde doel inderdaad zeer geschikt is.

In een bepaalde uitvoering vertoont de kolom volgens de uitvinding het kenmerk, dat de zuigerstang afdichtend samenwerkt met de cilinder, welke afdichting een pakket ringen omvat, bestaande uit afwisselend een afstandring en een radiaal daarbinnen uitstekende afdichtring van elastisch vervormbaar, slijtagebestendig materiaal.

Deze uitvoering vertoont bij voorkeur het kenmerk dat de of elke afdichtring bestaat uit Vulcalon.

Als alternatief of in combinatie met het voorgaande kan de kolom het kenmerk vertonen dat de klepsteel via een afdichting afdichtend samenwerkt met de zuigerstang, welke afdichting een pakket ringen omvat, bestaande uit afwisselend een afstandring en een radiaal daarbinnen uitstekende afdichtring van elastisch vervormbaar, slijtagebestendig materiaal.

Ook hierbij kan de kolom het kenmerk vertonen dat de of elke afdichtring bestaat uit Vulcalon.

De uitvinding zal nu worden toegelicht aan de hand van bijgaande tekening. Hierin tonen:

Fig. 1 een dwarsdoorsnede door een gasveer volgens de uitvinding ?

Fig. 2 het detail II van fig. 1;

Fig. 3 een met fig. 2 corresponderend detail van een alternatief;

Fig. 4 het detail IV van fig. 1;

Fig. 5 het detail V van fig. 1;

Fig. 6 een verder uitvoeringsvoorbeeld; en

Fig. 7 het detail VII van fig. 6.

Fig. 1 toont een gasveer 1. Deze omvat een buitencilinder 2 en een binnencilinder 3. In de binnencilinder is een zuiger 4 afdichtend schuifbaar. De zuiger 4 draagt een zuigerstang 5, die via een afdichting 6 de eerste kamer 7 van de binnencilinder 3 afdicht. De aan de andere kant van de zuiger 4 gelegen tweede kamer 8 van de binnencilinder 3 staat via een kanaal 9 en een kanaal 10 in een eindwandblok 11 in verbinding met een eerste kamer 12 van de buitencilinder 2, waarbij tussen de buitencilinder 2 en de binnencilinder 3 een zuiger 13 afdichtend schuifbaar is. Aan de andere zijde van de zuiger 13 bevindt zich een tweede kamer 14.

In de voorliggende uitvoering zijn de eerste kamer 7 van de binnencilinder 3 en de tweede kamer 14 van de buitencilinder 2 gevuld met stikstof. De tweede kamer 8 van de binnencilinder 3 en de eerste kamer van de buitencilinder 2 zijn met olie gevuld.

Het eindwandblok 11 draagt, zoals fig. 2 toont aan het binneneinde van het kanaal 9 een klepzitting 15, die kan samenwerken met een hierna te beschrijven kleplichaam 16. Dit kleplichaam 16 wordt gedragen door een klepsteel 17, waarvan een bedieningsdeel zich tot buiten de gasveer 1 uitstrekt. De klepsteel 17 is afdichtend gevoerd door een afdichting 18. Bij het sluiten van de klep 15, 16, dus in de situatie volgens fig. 2 staan de kamers 8 en 12 niet met elkaar in open communicatie, en is derhalve de gasveer geblokkeerd. Door het incompressibele karakter van de in de ruimte 8, 9, 10, 12 aanwezige olie is de gasveer geheel star op de gekozen lengte gefixeerd. Teneinde het verende karakter te handhaven, kan men de olie achterwege laten en gebruikmaken van een vulling met medium onder druk, bijvoorbeeld stikstof.

De klepzitting 15 is uitgevoerd als een afgeschuinde rand, die een conisch vlak bezit met een scherpe afdichtrand 19. Deze scherpe afdichtrand 19 werkt afdichtend samen met een conisch bekledingsdeel 20, dat deel uitmaakt van een bekleding 21, bestaande uit het reeds genoemde Vulcalon. Met de verwijzingsgetallen 22 en 23 zijn de hoeken aangeduid, die de aan de afdichtrand 19 aansluitende vlakken van het stalen eindwandblok 11 vormen, met het conische bekledingsdeel 20. In deze uitvoering liggen deze hoeken in de orde van grootte van 30°.

Opgemerkt wordt, dat in fig. 1 niet is weergegeven, dat op zichzelf bekende wijze gebruik kan worden gemaakt van externe veermiddelen, waarmee de klepsteel 17 ten opzichte van de gasveer naar buiten kan worden gedrongen, waardoor de klep 15, 16 in rusttoestand altijd gesloten is.

Fig. 3 toont een alternatief, waarbij een kleplichaam 24 van staal is vervaardigd en in het eindwandblok 11' een omwentelingssymmetrische verdieping is aangebracht, waarin een afdichtring 55 van Vulcalon is geplaatst. De hoeken 25, 26 bedragen in deze uitvoering ongeveer 45".

Fig. 4 toont, op welke wijze de zuigerstang 5 afdichtend wordt geleid door het rechter eindwandblok 27. De afdichting 6, die in deze figuur op vergrote schaal is weergegeven omvat resp. een PVC-ring 28, een Vulcalon-ring 29, een stalen ring 30, een Vulcalon-ring 31, een stalen ring 32 en een Vulcalon-ring 33.

De Vulcalon-ringen 29, 31, 33 vertonen een binnendiameter, die zodanig bemeten is ten opzichte van de diameter van de klepsteel 6, dat ze daarmee afdichtend kunnen samenwerken.

Fig. 5 toont eenzelfde constructie, waarmee de klepsteel 17 afdichtend is geleid in het eindwandblok 11. De afdichting bestaat ook hier uit een pakket, resp. bestaande uit een ring 34 van PVC, een Vulcalon-ring 35, een stalen ring 36, een Vulcalon-ring 37, een stalen ring 38 en een Vulcalon-ring 39.

Fig. 6 toont een variant, waarbij geen gebruik wordt gemaakt van twee coaxiale cilinders 2, 3, maar uitsluitend de buitencilinder 2 wordt toegepast. De interne structuur van deze gasveer 40 wijkt echter af van die van de gasveer 1.

In deze uitvoering is een zuiger 41 voorzien van het kanaal 9 en het kanaal 10, dat een eerste kamer 42 en een tweede kamer 43 met elkaar verbindt. De zuiger 41 scheidt de eerste kamer 42 van de tweede kamer 43. Een vrij beweegbare hulpzuiger 44 werkt schuifbaar afdichtend met de cilinder 2 samen en scheidt de eerste kamer 42 van een derde kamer 45.

De zuiger 41 draagt een klepzitting 46, die samenwerkt met een kleplichaam 47. De kleplichaam 47 wordt gedragen door een klepsteel 48, die via een afdichting 49 conform de afdichting 18 voor bediening naar buiten geleid is. De klepsteel 9 strekt zich uit door een zuigerstang 50, die de zuiger 41 draagt. Via een afdichting 51 met dezelfde basisopbouw als de afdichting 6 is de zuigerstang 50 afdichtend naar buiten geleid.

In deze uitvoering is het kleplichaam 47 sferisch en bekleed met een bolvormige bekleding 52 van Vulcalon. Met verwijzingsgetallen 53, 54 zijn de hoeken aangeduid, waaronder de contactvlakken van de klep 46, 47 met elkaar samenwerken.

Het zal duidelijk zijn, dat diverse andere uitvoeringen van het principe volgens de uitvinding mogelijk zijn. In het bijzonder de figuren 2, 3 en 7 tonen slechts enkele mogelijke uitvoeringen van een klep volgens de uitvinding. Alle uitvoeringen hebben echter met elkaar gemeen, dat gebruik wordt gemaakt van een zodanige opbouw, dat de bekleding 21, 24, 52 nooit wordt onderworpen aan een zodanig grote lokale druk, dat daardoor het gevaar zou bestaan, dat de bekleding wordt beschadigd.

Zoals vermeld, kan verder in alle uitvoeringen naar wens een vulling met olie voor het bereiken van een starre, instelbare kolom worden bereikt, dan wel een vulling met gas, waardoor de verende eigenschappen van de gasveer behouden kunnen blijven.

Claims (10)

1. Instelbare kolom, bijvoorbeeld een gasveer, omvattende: een althans ten dele met medium gevulde cilindervormige omhulling, waarbinnen zich ten minste twee door een scheiding gescheiden kamers bevinden, een in die omhulling axiaal en afdichtend beweegbare zuiger; een zich tot buiten de omhulling uitstrekkende en ten opzichte daarvan afdichtend beweegbare, aan de zuiger aangebrachte zuigerstang; en een door een klep afsluitbare, zich door de scheiding hen uitstrekkende doorgang, welke klep en klepzitting en een daarmee samenwerkend kleplichaam omvat, welk kleplichaam wordt gedragen door een zich met een bedieningseinde tot buiten de omhulling uitstrekkende en ten opzichte daarvan afdichtend beweegbare klepsteel, welke klepzitting en welk kleplichaam elk rotatiesymmetrie rond een gemeenschappelijke hartlijn vertonen en in gesloten toestand van de klep althans bij benadering in cirkelvormig lijncontact verkeren, en van welke klepzitting en welk kleplichaam er één een elastisch vervormbare bekleding vertoont.

2. Kolom volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de scheiding tussen de twee kamers wordt gevormd door de zuiger.

3. Kolom volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de klepsteel zich afdichtend door een in de zuigerstang aanwezig kanaal uitstrekt.

4. Kolom volgens conclusie 1, gekenmerkt door een in de cilinder axiaal en afdichtend vrij beweegbare hulpzuiger, die samen met de cilinder en een vast daarmee verbonden eindwand een met gas onder druk gevulde derde kamer begrenst, waarbij de genoemde twee kamers met vloeistof gevuld zijn.

5. Kolom volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat een klepvlak uit een hard materiaal, bijvoorbeeld staal, bestaat en de daarmee samenwerkende elastisch vervormbare bekleding bestaat uit een slijtagebestendig, tegen een hoge lokale contactdruk bestendig materiaal.

6. Kolom volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat de bekleding bestaat uit Vulcalon.

7. Kolom volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de zuigerstang afdichtend samenwerkt met de cilinder, welke afdichting een pakket ringen omvat, bestaande uit afwisselend een afstandring en een radiaal daarbinnen uitstekende afdichtring van elastisch vervormbaar, slijtagebestendig materiaal.

8. Kolom volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat de of elke afdichtring bestaat uit Vulcalon.

9. Kolom volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de klepsteel via een afdichting afdichtend samenwerkt met de zuigerstang, welke afdichting een pakket ringen omvat, bestaande uit afwisselend een afstandring en een radiaal daarbinnen uitstekende afdichtring van elastisch vervormbaar, slij tagebestendig materiaal.

10. Kolom volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat de of elke afdichtring bestaat uit Vulcalon.