DE1291566B - Mit Druckmittel gefuellte Feder - Google Patents
Mit Druckmittel gefuellte FederInfo
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Description
1 2
Die Erfindung betrifft eine mit Druckmittel ge- die Feder im Betrieb starken Stoßbelastungen in
füllte Feder, welche aus einem Zylinder, einem in Querrichtung unterworfen wird und das Druckmittel
diesem beweglichen Kolben, dessen Wand von der hinter den Führungsring treten kann. Um dies zu
Innenfläche der Zylinderwand Abstand hat, und aus verhindern sind die beschriebenen, abgewandelten
einer zwischen Kolben und Zylinder abrollenden 5 Ausführungsformen vorgesehen, durch die sicher-
Membran besteht. Damit solche Luftfedern nicht nur gestellt wird, daß der Führungsring in seine richtige
senkrechte Kräfte, sondern auch in waagerechter Lage zurückkehrt, wenn er aus dieser herausgedrängt
Ebene wirkende Kräfte aufnehmen können, ist im wird.
Ringraum zwischen dem Kolben und der Innenfläche In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der
der Zylinderwand ein Führungsring mit kreisförmi- io mit Druckmittel gefüllten Feder dargestellt. Es zeigt
gem Querschnitt votgesehen, der unter radialer Vor- F i g. 1 im Querschnitt eine mit Druckmittel ge-
kompression steht Und mit der Membran abrollt·. ■' ..'füllte. Feder, ;in der Linie A-A der Fig. 2 ge-
Weiterhin ist eine Luftfeder mit einem unter dem schnitten,
Rollbalg liegenden Gleitring bekannt, der dazu dient, Fig. 2 die in Fig. 1 veranschaulichte Feder in
die Rollmembran vor Beschädigungen der zu ihrer 15 Ansicht von unten und von oben und
Stützung vorgesehenen Stahlbänder zu schützen. Fig. 3 und 4 Darstellungen abgewandelter Federn.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Luft- Der Kolben 10 hat einen Außendurchmesser, der
federn mit Führungsring der geschilderten Art so kleiner ist als der Innendurchmesser des Zylinders 11
weiterzubilden, daß der Ring der Bewegung der (vgl. F i g. 1 und 2). Der Kolben ist ein Tauchkolben
Rollmembran möglichst genau folgt und stets in 20 und hat eine Kolbenwand 12 und einen Kolbenboden
einer Durchmesserebene liegt. Weiterhin soll der 13 mit vier Befestigungsschrauben 15, die gleichen
Führungsring gegebenenfalls auch die Dichtung Winkelabstand voneinander haben. Der haubenartige
übernehmen. obere Teil des Zylinders ist im ganzen mit 17 be-
Zur Lösung dieser Aufgabe ist gemäß der Erfin- zeichnet, seine Wand 18 ist als Kegelstumpfmantel
dung der Führungsring in der Bucht der Roll- 25 ausgebildet, derart, daß der größere Durchmesser
membran untergebracht. unten liegt. Der obere Teil 17 des Zylinders ist mit
In Weiterbildung der Erfindung kann der Füh- dem Teil 20 verbunden, der im wesentlichen zylin-
rungsring dazu dienen, den Zwischenraum zwischen drische Form hat und einen nach innen gerichteten
dem Kolben und der Zylinderwand abzudichten, wo- Flansch 21 an seinem unteren Ende aufweist, der als
bei in der Rollmembran Löcher vorgesehen sind, 3° Anschlag dient. Der Flansch 21 kann auch fort-
durch welche Luft aus dem Raum zwischen den sich gelassen werden.
normalerweise berührenden Flächen des Führungs- In den Nasen 24 am Zylinderkopf befinden sich
rings und der Rollmembran entweichen kann. Bei Gewindelöcher 23, die außerhalb der Zylinderwand
dieser Ausführungsform ist sichergestellt, daß der liegen und zum Einschrauben von Schraubenbolzen
Luftdruck in der Feder derart wirkt, daß der Füh- 35 dienen. Der Zylinderkopf ist mit dem Zylinderunter-
rungsring richtig im Verhältnis zur Rollmembran teil durch Schraubenbolzen 25 verbunden, die von
geführt wird. Wenn nämlich das Druckmittel zwi- unten durch Bohrungen bzw. Durchgänge in den
sehen die sich normalerweise berührenden Flächen Teilen 26 geführt sind, welche mit dem Zylinder-
des Führungsrings und der Rollmembran eindringt, unterteil ein Stück bilden. Die Schrauben 25 sind in
kann es durch die Löcher in der Rollmembran nach 40 entsprechende Gewindelöcher des Teils 24 hinein-
außen gelangen, so daß eine Verschiebung des geschraubt.
Führungsrings vermieden wird. - Der Kolben 10 hat Spiel in Zylinder 11 in dem
Die Feder kann auch so ausgebildet sein, daß in Sinne, daß ein beträchtlicher Abstand zwischen dem
an sich bekannter Weise der Abstand der Flächen Kolbenhemd 12 und der gegenüberliegenden Innendes
Kolbens und des Zylinders in der Richtung zu- 45 wand des Zylinderunterteils 20 vorhanden ist. Beim
nimmt, in welcher die Rollmembran zwischen diese dargestellten Ausführungsbeispiel ist in dem durch
Flächen eindringt. Bei dieser Ausführungsform hat diese Wände begrenzten Raum eine flexible RoIlder
Führungsring stets die Tendenz, in die richtige membran 30 aus Gummi oder gummiähnlichem
Lage zurückzukehren, in welcher die Rollmembran Material zur Abdichtung vorgesehen, die durch ein
den Führungsring, an diesem anliegend, umhüllt. 50 Baumwollgewebe od. dgl. verstärkt sein kann. Die
Wenn man bei dieser Ausführungsform Löcher in Rollmembran ist einerseits am Kolben und andererder
Rollmembran vorsieht, kann die Leckflüssigkeit seits an der Innenwand des Zylinders befestigt,
zwischen den sich berührenden Flächen von Füh- Die innere Umfangskante der Rollmembran 30 hat
rungsring und Rollmembran austreten, so daß die einen Verstärkungsring 31, der in den flanschartigen
Rückkehr des Führungsrings'in die richtige Lage 55 -Befestigungsteil 32 bei der Fertigung eingelegt ist.
durch den Druck des Druckmittels unterstützt wird. Mittels des Flansches 32 wird die Rollmembran 30
Wenn man eine gegen das Druckmittel dichte Roll- am Umfang des Kolbenbodens 13 mittels der Klemmmembran
vorsieht und der Führungsring in die ur- platte 33 befestigt, die mittels der Schrauben 34 ansprüngliche
Lage zwischen Kolben und Zylinder- gebracht ist.
wand unter beträchtlicher radialer Vorkompression 60 Die Klemmplatte 33 hat einen als Anschlag die-
gedrückt ist, so daß er gegen die Rollmembran ab- nenden Umfangsteil 35. Auf der Klemmplatte 33 ist
dichtet und in der Bucht der Rollmembran richtig mittig ein ringförmiger, mittels Vulkanisation oder
liegt, kann sich der Führungsring aus dieser Lage im Klebung mit der Platte verbundener Gummianschlag
Verhältnis zur Rollmembran nicht herausbewegen, 36 angebracht, durch den, wenn er von innen gegen
weil sonst ein Vakuum zwischen Führungsring und 65 den Zylinderkopf 17 stößt, die Auslenkung der Feder
Rollmembran entstehen würde. Es kann jedoch in senkrechter Richtung begrenzt wird,
vorkommen, daß zwischen dem Führungsring und In die äußere Umfangskante der Rollmembran 30
der Rollmembran Undichtigkeiten auftreten, so daß ist ein Ring 38 von L-förmigem Querschnitt eingelegt,
der bei der Fertigung mit der Rollmembran verbunden ist und einen radial nach außen gerichteten
Flansch 39 hat, der zwischen dem Zylinderkopf und dem Zylinderunterteil eingeklemmt ist, wodurch die
Verbindung der Rollmembran 30 mit dem Zylinder hergestellt wird. Der nach unten weisende Rand 18
des Zylinderkopfes ist überfalzt, so daß er über die Wand des Zylinderunterteils und den Flansch 39 der
Befestigung der Rollmembran paßt und diese so festklemmt.
Auf die beschriebene Weise wird eine druckmitteldichte Verbindung zwischen der inneren Umfangskante
und der äußeren Umfangskante der Rollmembran und dem Kolben bzw. dem Zylinder erhalten.
An dem nach unten gehenden Randteil 18 des Zylinderkopfes 17 ist ein Nippel 40 zum Anschluß
einer Luftleitung vorgesehen.
Ein Führungsring 45 aus Gummi oder gummiähnlichem Material, ein sogenannter O-Ring, ist
zwischen der Kolbenwand 12 und der Innenwand des Zylinderunterteils 20 vorgesehen, der gegen diese
Teile in radialer Vorkompression anliegt. Wenn der bei diesem Ausführungsbeispiel gezeigte Führungsring
45 von äußeren Kräften frei ist, hat er einen kreisförmigen Querschnitt. Durch die radiale Vorkompression
nimmt der Führungsring die in F i g. 1 veranschaulichte Querschnittsgestaltung an, was
während des Einbaus geschieht. Der Führungsring 45 ist in der Lage dargestellt, die als die »richtige
Lage« bezeichnet wird, in der er in der von der Rollmembran gebildeten Bucht so liegt, daß die
Rollmembran den Führungsring teilweise umhüllt, damit kein Spalt hinter dem Führungsring zwischen
diesem und der Bucht der Rollmembran vorhanden ist.
Bei senkrechter Auslenkung der Feder rollen der Führungsring 45 und die Rollmembran 30 zwischen
dem Zylinderunterteil 20 und der Kolbenwand 12 aufeinander ab. Der Führungsring 45 wird durch
den Luftdruck im Zylinderraum 50 oberhalb der Rollmembran 30 in der Bucht dieser Rollmembran
gehalten, die den Führungsring umhüllt bzw. gegen diesen anliegt. Die senkrechte Auslenkung der Feder
wird nach oben durch den Anschlag 36 und nach unten durch die Teile 21 bzw. 25 begrenzt, die gegen
die Außenseite der Bucht der Rollmembran 30 bzw. gegen die Oberseite des Wulstrings 45 anschlagen.
In Anpassung an die Bucht der Rollmembran ist der Anschlag 21 im Querschnitt gerundet.
Relativen Bewegungen des Kolbens und des Zylinders in waagerechter Ebene leistet der unter Kompression
stehende Führungsring 45 Widerstand. Die Feder hat daher Steifigkeit in waagerechter Ebene in
allen radialen Richtungen und bei Bewegungen in senkrechter Richtung.
Die radiale Vorkompression des Führungsrings 45 verhindert normalerweise bei einer Auslenkung der
Feder in waagerechter Ebene (z. B. nach rechts in F i g. 1) eine Aufhebung der Abdichtung zwischen
dem Führungsring 45 und der Rollmembran 30 an der der Richtung der relativen Bewegung abgekehrten
Seite des Führungsrings (z. B. auf der linken Seite in Fig. 1). Bei einer verhältnismäßig großen
radialen Auslenkung kann jedoch Druckluft hinter den Führungsring 45 eindringen und diesen verschieben.
Deshalb sind Löcher 30a (vgl. Fig. 3 und 4) vorgesehen, durch die die Luft austreten
kann. Die öffnungen 30« sind normalerweise durch die Fläche des Führungsrings 45 abgedeckt und abgedichtet,
so daß der Austritt von Druckluft aus dem Zylinderinnenraum 50 verhindert wird.
Die Kolbenwand 12 α und die Zylinderwand 20 a
können, wie in F i g. 4 veranschaulicht, so ausgebildet sein, daß sie — im Querschnitt betrachtet —
nach unten, also in der Richtung, in der die Rollmembran zwischen sie bewegt wird, divergieren.
Dadurch wird dem Führungsring 45 die Tendenz erteilt, stets in die in F i g. 4 veranschaulichte Lage
im Verhältnis zur Rollmembran zurückzukehren, falls er aus dieser Lage verdrängt worden ist.
Ein in üblichen Verfahren durch Vulkanisation in der Form hergestellter O-Ring hat eine deutliche
Tendenz, seine ursprüngliche, bei der Fertigung erhaltene Lage wieder einzunehmen. Ein solcher
O-Ring leistet der Rollbewegung über die erste halbe Umdrehung Widerstand und springt danach in die
Lage zurück, die er bei der Fertigung erhalten hat. Um dies zu vermeiden, wird ein »neutraler« Führungsring
verwendet, der aus einer zu einem Ring gebogenen Schnur gefertigt ist und daher keine
Tendenz hat, in eine bestimmte Lage zurückzukehren.
Unabhängig davon, ob der Führungsring ein neutraler Ring ist oder nicht, wird die Dämpfungsarbeit
durch die Verformung dieses Ringes geleistet, indem er zwischen der Kolbenwand und der Zylinderwand
abrollt. Dadurch kann ein beträchtlicher Selbstdämpfungsfaktor entstehen, wenn die Feder senkrechten
Schwingungen unterworfen wird. Es kann auch eine Dämpfung durch Reibung gegeben sein,
die bei der Gleitbewegung zwischen dem Führungsring und der Rollmembran auftritt. Solche Gleitbewegungen,
die im Gegensatz zu reinen Abrollbewegungen stehen, können sich bei senkrechten Auslenkungen der Feder ergeben.
Claims (5)
1. Mit Druckmittel gefüllte Feder, welche aus einem Zylinder, einem in diesem beweglichen
Kolben, dessen Wand von der Innenfläche der Zylinderwand Abstand hat, und aus einer zwischen
Kolben und Zylinder abrollenden Membran besteht und im Ringraum zwischen dem Kolben und der Innenfläche der Wand des Zylinders
einen unter radialer Vorkompression stehenden, mitabrollenden Führungsring mit kreisförmigem Querschnitt aufweist, dadurch
gekennzeichnet, daß der Führungsring in der Bucht der Rollmembran (30) untergebracht
ist.
2. Feder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Bereich der Rollmembran
(30), welcher unter normalen Betriebsbedingungen mit dem Führungsring (45) in Berührung
steht, Löcher (30 a) vorgesehen sind.
3. Feder nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise
der Abstand der Flächen (12 bzw. 20) des Kolbens und des Zylinders in der Richtung zunimmt,
in welcher die Rollmembran (30) zwischen diese Flächen eindringt.
4. Feder nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise
am Kolben (10) und/oder am Zylinder (17) Anschläge (21, 35) zur Begrenzung der Bewegung
291
des Führungsrings (45) in Achsrichtung des Zylinders (17) vorgesehen sind.
5. Feder nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß in an sich bekannter Weise der Führungsring (45) in jeder Lage frei von Drehkräften um seine Querschnittsachse ist.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
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