DE2905511A1

DE2905511A1 - Pneumatische oder hydropneumatische verstelleinrichtung mit fuellung ueber die kolbenstangendichtung

Info

Publication number: DE2905511A1
Application number: DE19792905511
Authority: DE
Inventors: Werner Ing Grad Moelders
Original assignee: Stabilus GmbH
Current assignee: Stabilus GmbH
Priority date: 1979-02-14
Filing date: 1979-02-14
Publication date: 1980-08-28
Also published as: FR2449237A1; ES488542A1; GB2043830B; GB2043830A; IT8067211A0; IT1128223B; AU5551180A; IT8052938V0; US4335871A; FR2449237B1; JPS55109841A; AU533449B2

Description

STABILUS GMBH - KOBL- ENZ- N EUE N DORF

PATENT- UND GEBRAUCHSMUSTERHILPSANMELDUNG

Pneumatische oder hydropneumatisch« Verstelleinrichtung mit Füllung über die Kolbenstangendichtung

Die Erfindung bezieht sich auf eine pneumatische oder hydropneumatische Verstelleinrichtung, bestehend aus einem Zylinder, welcher eine unter Druck stehende Fluldfüllung aufweist, während eine Kolbenstange den Verdrängerkörper bildet und im Bereich des einen Zylinderendes axial beweglich geführt und abgedichtet ist, während das Fluid über einen Spalt im Bereich der Kolbenstangendichtung in den Zylinderinnenraum gefüllt wird.

Durch die DE-OS 1 925 963 ist es bekannt, die Kolbenstange mit einem Abschnitt zu versehen, der einen verringerten Durchmesser aufweist. Dieser Abschnitt wirkt beim Füllvorgang mit der Kolbenstangendichtung zusammen, so daß hier ein Kanal zum Durchlassen von Fluid in den Zylinder entsteht» Ist der Füllvorgang beendet, so muß dieser Kolbenstangenabschnitt mit geringerem Querschnitt aus dem Bereich der Kolbenstangendichtung gebracht werden und es ist außerdem dafür Sorge zu tragen, daß dieser Kolbenstangenbereich mit geringerem Durchmesser während der Arbeitsweise der Gasfeder nicht in den Bereich der Kolbenstangendichtung kommt. Der Spalt wird somit zwischen der Kolbenstange und der während der Arbeit der Gasfeder an der Kolbenstange anliegenden Dichtkante gebildet. Diese Dichtkante stellt die während des Betriebes wirkende dynamische Dichtung zwischen Zylinder und Kolbenstange dar und ist sehr empfindlich auf irgendwelche Beschädigungen. Deshalb muß der Übergang des Abschnittes mit verringertem Durchmesser zur Außenfläche der Kolbenstange sehr sorgfältig hergestellt werden, damit keine Beschädigung der Kolbenstangendichtung beim überfahren dieses Abschnittes auftreten kann.

Es ist auch bekannt, die Kolbenstangendichtung mit einer abgestützten Dichtlippe zu versehen, die bei einem von außen wirksa-

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men Druck von der Kolbenstange abhebt und somit den Füllquerschnitt freigibt- Derartige Dichtungen müssen äußerst genau hergestellt sein, besitzen eine komplizierte Form und sind deshalb sehr teuer in der Herstellung. Außerdem benötigen solche Abdichtungen einen Stützkörper, der mit sehr engen Toleranzen versehen sein muß, um die Füll- und Diehtwirkung einwandfrei zu gewährleisten.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Nachteile der bekannten Konstruktionen zu vermeiden und eine Abdichtung der Gasfeder mit einfachen Dichtelementen zu schaffen, wobei diese Dichtelemente gleichzeitig ein Füllen der Gasfeder ermöglichen. Selbstverständlich besteht auch hier die Forderung,,- daß eine solche Gasfeder eine im Betrieb zuverlässige Abdichtung aufweist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Kolbenstangendichtung während des Füllvorganges axial beweglich zum Zylinder auf der Kolbenstange angeordnet ist und einen Spalt zwischen Kolbenstangendichtung und Zylinder bildet, während die Kolbenstange einen Anschlag aufweist, welcher nach dem Füllvorgang durch eine Ausfahrbewegung der Kolbenstange die Kolbenstangendichtung in Abdichtposition bringt. Ein Abheben der Kolbenstangendichtung von der Kolbenstange während des Füllvorganges wird somit auf einfache Weise vermieden, wobei die Kolbenstangendichtung selbst wiederum die Querschnittsflache für den Füllvorgang freigibt, jedoch an dem Dichtungsteil, welches der statischen Abdichtung des Zylinderinnenraumes nach außen dient.

Der Spalt -zwischen der Kolbenstangendichtung und dem Zylinder wird entsprechend einem Merkmal der Erfindung auf- einfache Weise dadurch gebildet, daß der Zylinder zur Aufnahme der Dichtung am kolbenstangenaustrittsseitigen Ende einen Abschnitt geringeren Durchmessers aufweist. Befindet sieh die Kolbenstangendichtung mit ihrem äußeren Durchmesser im Bereich dieses Abschnittes, so wird diese beim Füllvorgang durch den von außen wirkenden Druck zum Zylinderinnern hin bewegt und es wird dadurch auf einfache Weise ein Spalt zwischen der Kolbenstangendichtung und der Innenwand des Zylinders geschaffen. Dieser zur Aufnahme der Dichtung dienende Abschnitt kann sowohl zylinderförmig als auch konisch ausgebildet sein*

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Entsprechend einem weiteren Merkmal der Erfindung erhält man eine zweckmäßige Ausbildung von Füllspalt und Kolbenstangendichtung dadurch, daß der Zylinder einen Abschnitt größeren Durchmessers aufweist, der mit Abstand von der Kolbenstangenführung angeordnet ist. Durch diesen Abstand von der Kolbenstangenführung wird erreicht, daß nach erfolgtem Füllvorgang die Kolbenstangendichtung in die Dichtposition gebracht werden kann und somit an der Innenwand des Zylinders zur Anlage kommt, damit die einwandfreie Abdichtung gewährleistet ist.

Wie ein Merkmal der Erfindung zeigt, wird die Füllung und Dichtung einer pneumatischen oder hydropneumatischen Verstelleinrichtung auf einfache Weise auch dadurch gelöst, daß im Bereich der Kolbenstangenführung ein Anlagering vorgesehen ist, welcher mit seinem Außendurchmesser abdichtend an der Zylinderinnenwand anliegt und mit der Kolbenstangendichtung eine Dichteinheit bildet. Diese aus zwei Dichtelementen bestehende Dichteinheit ist im Aufbau sehr einfach, denn der Anlagering, kann erfindungsgemäß als CD-Ring ausgebildet sein. Auch die Kolbenstangendichtung kann merkmalsgemäß aus einem O-Ring bestehen.

Um nach erfolgter Füllung der pneumatischen oder hydropneumatischen Verstelleinrichtung die Kolbenstangendichtung in die Abdichtposition zu bringen, wird - wie die Erfindung zeigt - der Anschlag auf der Kolbenstange durch den Dämpfkolben gebildet.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind' in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Gasfeder, wobei die Kolbenstangendichtung in Füllstellung ist;

Fig. 2 einen Ausschnitt der Gasfeder gem. Fig. 1 mit in Abdichtposition gebrachter Kolbenstangendichtung;

Fig. 3 eine Ausführungsform, wobei der Zylinder auch im Bereich der Kolbenstangenführung in den Abschnitt geringeren Durchmessers einbezogen ist;

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Pig. 4 eine aus zwei Dichtelementen bestehende Dichteinheit in Füllstellung;

Pig. 5 die Dichteinheit gem. Fig. 4 in Abdichtposition;

Fig. 6 einen Zylinder, der einen Abschnitt größeren Durchmessers aufweist, mit in Füllstellung angeordneter Kolbenstangendichtung , und

Fig. 7 die Ausfuhrungsform entspr. Fig. 6 mit in Abdichtposition angeordneter Kolbenstangendichtung.

Die in Fig. 1 gezeigte Gasfeder besteht aus dem Zylinder 1, in welchem der mit der Kolbenstange 2 verbundene und mit der Kolbenscheibe 4 versehene Dämpfkolben 3 axial beweglich geführt ist. Am kolbenstangenaustrxttsseitxgen Ende des Zylinders 1 befindet sich die Kolbenstangenführung 5, während auf der Kolbenstange 2 die Kolbenstangendichtung 6 mit Abstand zur Kolbenstangenführung 5 eingezeichnet ist. Diese Stellung der Kolbenstangendichtung 6 entspricht der Füllstellung und die Kolbenstangendichtung β bildet mit der Innenwand des Zylinders 1 den Spalt 14, der im vorliegenden Fall als Ringspalt ausgebildet ist. Der Zylinder 1 ist unmittelbar nach der Kolbenatangenführung 5 mit einem Abschnitt 7 geringeren Durchmessers versehen, wobei durch diese eingezogene Zylinderwand die Kolbenstangenführung 5 gleichzeitig im Zylinder 1 fixiert wird. Durch den Dämpfkolben 3 wird der Innenraum des Zylinders 1 in den Arbeitsraum 16 und den Arbeitsraum 17 unterteilt.

Beim Füllen der Gasfeder wird über eine Fülleinrichtung das Gas und bei Bedarf auch eine geringe Menge Flüssigkeit über den zwischen der Kolbenstangenführung 5 .und der Kolbenstange 2 bestehenden Ringspalt in den Innenraum der Gasfeder gefüllt. Dabei kann das Fluid über den Spalt 14 zwischen Kolbenstangendichtung und Zylinderinnenwand in den Arbeitsraum 17 und über die Dämpföffnungen des Dämpfkolbens 3 in den Arbeitsraum 16 strömen. Ist der gewünschte Fülldruck in den Arbeitsräumen 16 und 17 erreicht, so wird - wie in Fig. 2 dargestellt - die Kolbenstange 2 nach außen gezogen, wodurch.die Kolbenstangendichtung 6 über die als Ansehlag wirkende Kolbenscheibe 4 in den Abschnitt 7 geringeren Durchmessers geführt wird. Wird ^!^undie_FJilleinrichtung weggenom-

men, so wirkt auf die Dichtung 6 von außen- her kein Druck mehr und nur der Druck im Innern der Gasfeder bringt die Dichtung 6 zur Anlage an der Stirnfläche der Kolbenstangenführung 5, wodurch eine einwandfreie Abdichtung der Gasfeder gewährleistet ist. Die auf die Kolbenstangendichtung 6 wirkende Kraft ist dabei so groß, daß diese während der Bewegung der Kolbenstange 2 in dieser Position gehalten wird, d. h. ^ die Reibkraft zx-iischen der Kolbenstangendichtung 6 und der Kolbenstange 2 ist wesentlich geringer als die vom Innendurch auf die Kolbenstangendichtung 6 ausgeübte Festhaltekraft.

Die in Fig^ 3 dargestellte Ausführungsform. unterscheidet sich von der nach Fig. 1 und 2 im wesentlichen dadurch, daß der Abschnitt geringeren Durchmessers die Kolbenstangenführung 5 mit umfaßt. Um diese Kolbenstangenführung 5 im Zylinder 1 zu fixieren, ist die Sicke 10 angeordnet. Auch hier befindet sieh zwischen der Kolbenstangendichtung 6 und der Innenwand des Zylinders 1 der Ringraum 14, d. h., die Gasfeder ist in Füllposition dargestellt. Dieser Füllvorgang erfolgt entsprechend den Ausführungen zu den Figuren 1 und 2, wobei nach Beendigung des FüllVorganges die Kolbenstangendichtung 6 mittels der Kolbenscheibe 4 des Dämpfkolbens 3 beim Ausfahren der Kolbenstange 2 in den Abschnitt geringeren Durchmessers gedrückt wird.

Die Figuren 4 und 5 zeigen eine Gasfeder, bei der die Dichteinheit aus der Kolbenstangendichtung 6 und dem Anlagering 9 besteht. Im Zylinder 1 befindet sieh auch hier die Kolbenstangenführung 5, die durch die Sicke 11 in der eingezeichneten Lage gehalten wird. Der Anlagering 9 ist gegen die Innenwand des Zylinders 1 vorgespannt und dichtet somit den Zylinder im Bereich der Kolbenstangenführung ab. Zum Füllen der Gasfeder ist die auf der Kolbenstange 2 befindliche Kolbenstangendichtung 6 in der in Fig. 4 gezeigten Position, so daß auch hier sowohl gegenüber dem Anlage*- ring 9 als auch gegenüber der Innenwand des Zylinders 1 der Spalt l4 besteht und das Fluid über den Ringspalt zwischen Kolbenstan^ genführung 5 und Kolbenstange 2 in den Innenraum des Zylinders 1 eingefüllt werden kann. Nach erfolgter Füllung, wird - wie in Fig. 5 dargestellt - die Kolbenstange 2 nach außen gezogen und dadurch die Kolbenstangendichtung 6 in die eingezeichnete Position gebracht j so daß dadurch die Abdichtung des Zylinderinnenraumes gewährleistet wird. 030035/0068- - -

Die Ausführungsform nach den Figuren 6 und 7 unterscheidet sich von der nach den Figuren 1 bis 3 im wesentlichen dadurch, daß hier der Zylinder 1 einen mit größerem Durchmesser versehenen Abschnitt 12 aufweist. Dieser als Wulst ausgebildete Abschnitt 12 bildet entspr. Fig. 6 zusammen mit der Kolbenstangendichtung 6 den Spalt 14. Beim Füllen der Gasfeder muß mit der Kolbenstange 2 und der Anlagescheibe 4 die Kolbenstangendichtung 6 in der eingezeichneten Position gehalten x^erden. Nach' Erreichen des gewünschten Druckes wird die Kolbenstangendichtung 6 mittels der Kolbenscheibe 4 in den Dichtungsraum gedrückt, so daß sich die Kolbenstangendichtung 6 gegen die Stirnfläche der Kolbenstangenführung 5 preßt und somit der Innenraum der Gasfeder nach außen abgedichtet ist, wie dies Fig. 7 zeigt. Durch eine später bei eingeschobener Kolbenstange 2 angebrachte Begrenzungssicke 15 wird der Kolben 3 daran gehindert, in den mit größerem Durchmesser versehenen Abschnitt 12 zu kommen.

Die vorliegende Erfindung beschränkt sich nicht auf die beispielsweise dargestellten Ausführungsformen, sondern kann im Rahmen des Erfindungsgedankens weitgehend abgewandelt xtferden. So ist es z. B. ohne weiteres denkbar, den zur Aufnahme der Dichtung nach dem Füllvorgang vorgesehenen Dichtungsraum leicht konisch auszubilden. Der Konus kann so ausgeführt werden, daß dieser zum Kolben hin im Durchmesser abnimmt und dadurch eine zusätzliche Festhaltekraft für die Kolbenstangendichtung erzielt wird. Die mit geringerem Durchmesser versehenen Abschnitte 7 und 8 müssen dementsprechend nicht zylindrisch ausgebildet sein.

Bei der Ausführungsform nach den Figuren 4 und 5 werden die Durchmesser von Anlagering 9 und Kolbenstangendichtung 6 so gewählt, daß der Außendurchmesser der Kolbenstangendichtung 6 etwas größer als der Innendurchmesser des Anlageringes 9 ist. Als Kolbenstangendichtung 6 wird vorteilhafterweise ein O-Ring verwendet, jedoch sind hier auch andere Formen von Kolbenstangendichtungen verwendbar.

17.01.1979
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Claims

PATENTANSPRÜCHE

j1.)Pneumatische oder hydropneumatische Verstelleinrichtung, bestehend aus einem Zylinder, welcher eine unter Druck stehende Fluidfüllung aufweist, während eine Kolbenstange den Verdrängungskörper bildet und im Bereich des einen Zylinderendes axial beweglich geführt und abgedichtet, ist, während das Fluid über einen Spalt im Bereich der Kolbenstangendichtung in den Zylinderinnenraum gefüllt wird, dad, gek., daß die Kolbenstangendichtung (6) während des Füllvorganges axial beweglich zum Zylinder (1) auf der Kolbenstange (2) angeordnet ist und einen Spalt (.14) zwischen der Kolbenstangendichtung (6) und Zylinder (1) bildet, während die Kolbenstange (2) einen Anschlag (KoI-benscheibe 4) aufweist, welcher nach dem Füllvorgang durch eine Ausfahrbewegung der Kolbenstange (2) die Kolbenstangendichtung (6) in Abdichtposition bringt.

2. Pneumatische oder hydropneumatische Verstelleinrichtung nach Anspruch 1, dad. gek., daß der Zylinder (1) zur Aufnahme der Dichtung (6) am kolbenstangenaustrittsseitigen Ende einen Abschnitt (7, 8) geringeren Durchmessers aufweist.

3. Pneumatische oder hydropneumatische Verstelleinrichtung nach Anspruch 1, dad. gek,, daß der Zylinder (1) einen Abschnitt (12) größeren Durchmessers aufweist, der mit Abstand von der Kolbenstangenführung (5) angeordnet ist,

4. Pneumatische oder hydropneumatische Verstelleinrichtung nach Anspruch 1, dad. gek.., daß im Bereich der Kolbenstangenführung (5) ein Anlagering (9) vorgesehen ist, welcher mit seinem Außendurchmesser abdichtend an der Innenwand des Zylinders (l) anliegt und mit der Kolbenstangendichtung (6) eine Dichteinheit bildet.

5. Pneumatische oder hydropneumatische Verstelleinrichtung nach den Ansprüchen 1 und 4, dad., gek., daß der Anlagering (9) als O-Ring ausgebildet ist.

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ORIGINAL INSPECTED

6. Pneumatische oder hydropneumatisch^ Verstelleinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dad. gek., daß die Kolbenstangendichtung (6) als O-Ring ausgebildet ist.

7. Pneumatische oder hydropneumatisch^ Verstelleinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dad. gek.₅ daß der Anschlag auf der Kolbenstange (2) durch den Dämpfkolben (3) gebildet wird.

17.01.1979
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