DE29910118U1

DE29910118U1 - Gasdruckfeder in Reihenanordnung

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Publication number: DE29910118U1
Application number: DE29910118U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-06-10
Filing date: 1999-06-10
Publication date: 1999-08-05
Anticipated expiration: 2009-06-11

Description

ft V-I.

Dipl.-Chem. E.L. FRITZ Dr. Dipl.-Phys. R. BASFELD Patentanwälte Mühlenberg 74

59759 Arnsberg

98/836

08.06.1999/Br/Dr

Herrn

Burkhard Oest Wildewiese 6

59846 Sundern-Wildewiese

"Gasdruckfeder in Reihenanordnung"

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Gasdruckfeder mit wenigstens einem entgegen der Federkraft eines in einem Druckraum enthaltenen Druckgases in einem Gehäuse axial beweglichen Kolben, der ringsum in einem Zylinderraum geführt ist, wobei das Gehäuse der Gasdruckfeder einen feststehenden Grundkörper aufweist und wobei das dem Druckraum abgewandte Ende des Kolbens mit einem einen Hub ausführenden Bauteil verbindbar ist, wobei mehrere Kolben vorgesehen sind, die den Hub gemeinsam ausführen und jeweils mit ihrem dem Druckraum abgewandten Ende mit dem Bauteil, das den Hub ausführt, verbindbar sind und wobei zur Verbindung der Druckräume der einzelnen Kolben zwischen je zwei benachbarten zylindrischen Druckräumen liegende Verbindungskanäle vorgesehen sind.

Eine Gasdruckfeder der eingangs genannten Art ist beispielsweise aus der EP 0 708 267 A2 bekannt geworden. Bei dieser bekannten Gasdruckfeder sind zwar mehrere Kolben vorhanden, diese sind jedoch so angeordnet, daß ihre Mittelpunkte auf einem Kreisring konzentrisch um eine Mittelöffnung eines Grundkörpers und eine Führungswelle herum angeordnet sind. Derartige Gasdruckfedern der bekannten Art kommen für bestimmte Anwendungszwecke in Betracht, insbesondere sind sie dazu vorgesehen, eine herkömmliche Tellerfedersäule zu ersetzen. Beispielsweise kommen diese Gasdruckfedern zum Einsatz, wenn man zwei Platten eines Werkzeugs entgegen einer Federkraft einen Hub gegeneinander ausführen läßt und dabei gleichzeitig einen Freiraum für ein mittiges Führungselement wie eine Führungswelle oder dergleichen benötigt, die durch die Feder hindurchgeht. Die herkömmlichen Gasdruckfedern mit nur einem Kolben kann man in diesem Fall nicht verwenden. Jedoch sind diese bekannten Gasdruckfedern aufgrund der ringförmigen Anordnung der Kolben dann, wenn beispielsweise Werkzeuge mit einer langgestreckten Anordnung abzufedern sind, nicht geeignet.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Gasdruckfeder der eingangs genannten Gattung zu schaffen, die in ihrer Einsetzbarkeit vielseitiger ist unter gleichzeitiger

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Beibehaltung der Vorteile einer Gasdruckfeder mit mehreren Kolben und verbundenen Druckräumen.

Die Lösung dieser Aufgabe liefert eine Gasdruckfeder der eingangs genannten Gattung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß in dem Gehäuse der Gasdruckfeder mehrere Kolben nebeneinander in Reihe angeordnet sind. In einem einfachen Ausführungsfall hat man alle Kolben der Gasdruckfeder in Reihe angeordnet und jeweils die Druckräume benachbarter Kolben durch die Verbindungskanäle miteinander verbunden. Nach dem gleichen Prinzip sind aber wesentlich komplexere Anordnungen von Gasdruckfedern beispielsweise winkelförmigen, U-förmigen Anordnungen oder mehrfach abgewinkelten Teilgehäusen mit jeweils nebeneinanderliegenden Kolben möglich, die auch eine völlig unregelmäßige geometrische Anordnung haben können, wie sie bei bestimmten Anwendungsfällen wünschenswert ist beispielsweise für das Abfedern von Werkzeugen mit unregelmäßiger geometrischer Umrißform. Gemeinsam ist diesen 0 Gasdruckfedern dabei das erfindungsgemäße Prinzip, daß

zumindest mehrere benachbarte Kolben in einem Teilbereich des Gehäuses der Gasdruckfeder nebeneinander in Reihe angeordnet sind und die Druckräume jeweils benachbarter Kolben durch Verbindungskanäle untereinander verbunden sind. 25

Diese erfindungsgemäßen Gasdruckfedern unterscheiden sich damit von dem eingangs genannten Stand der Technik durch die Reihenanordnung der Kolben. Von den herkömmlichen Gasdruckfedern mit nur einem Kolben unterscheiden sich die 0 erfindungsgemäßen Gasdruckfedern dadurch, daß in einem Gehäusekörper mehrere Kolben nebeneinander angeordnet sind und diese jeweils zylindrische Druckräume haben, die durch Verbindungskanäle untereinander verbunden sind. Die Gasdruckfeder gemäß der Erfindung hat gegenüber der herkömmlichen Gasdruckfeder mit nur einem Kolben den Vorteil, daß eine wesentlich kompaktere Bauweise möglich ist. Dies ergibt sich zum einen dadurch, daß man bei Verwendung mehrerer separater Gasdruckfedern Gehäusewände von einer

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bestimmten Stärke benötigt allein deshalb, weil in den Druckräumen ein relativ hoher Druck herrscht. Weiterhin besteht bei der Verwendung mehrerer separater herkömmlicher Gasdruckfedern mit jeweils nur einem Kolben der Nachteil, daß keine Verbindung zwischen den Druckräumen der separaten Gasdruckfedern möglich ist, beziehungsweise dies wäre nur mit erheblichem konstruktiven Aufwand möglich. Bei der erfindungsgemäßen Gasdruckfeder ist durch die Verbindungsräume auch ein interner Druckausgleich möglich, durch den man eine gleichmäßige Kraftverteilung im ganzen System erzeugen kann. Die erfindungsgemäße Gasdruckfeder hat also den Vorteil, daß man eine relativ große Federkraft auf einer relativ kleinen Fläche durch die kompakte Bauweise erreichen kann.

Dadurch, daß bei der erfindungsgemäßen Gasdruckfeder die Druckräume miteinander verbunden sind, kann man zum Beispiel eine externe Befüllung des Druckraums mit Gas relativ einfach vornehmen. Außerdem kann man beispielsweise eine Kontrollarmatur vorsehen, mittels derer man die Druckräume auf Druckabfall überwacht, wobei die Druckräume aller Kolben erfaßt werden, da diese miteinander verbunden sind. Die Überwachung des Druckraums bei Verwendung einzelner separater autonomer Gasdruckfedern mit jeweils nur einem Kolben wäre 5 hingegen sehr aufwendig, da man für jedes Gehäuse jeder einzelnen Gasdruckfeder jeweils einen Außenanschluß benötigen würde. Bei vielen Fällen ist gar nicht der Platz für die dann notwendigen Leitungen vorhanden.

0 Gemäß der vorliegenden Erfindung hat man also die Möglichkeit, eine Gasdruckfeder mit einem einheitlichen Gehäusekörper und im Prinzip einer beliebigen Anzahl von Kolben zu schaffen, wobei der Gehäusekörper eine unregelmäßige geometrische Form haben kann, wie sie zum Beispiel für bestimmte Folgewerkzeuge notwendig ist. Die Anordnung ist dabei so, daß zumindest einige der Kolben der Gasdruckfeder jeweils nebeneinander in Reihe angeordnet sind. Sind mehrere Reihen nebeneinanderliegender Kolben vorgesehen,

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SO können diese zueinander in der Draufsicht gesehen im rechten Winkel oder auch in einem spitzen oder stumpfen Winkel angeordnet sein.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß sich die Verbindungskanäle jeweils zweier benachbarter zylindrischer Druckräume seitlich tangential anschneiden. Weiterhin ist vorzugsweise vorgesehen, daß die Gasdruckfeder einen Ausgleichsdruckraum hat, der vorzugsweise in dem Gehäuse seitlich neben einem der Kolben angeordnet ist und mit dem Druckraum dieses Kolbens verbunden ist. Bei einer bevorzugten Variante der Erfindung kann beispielsweise dieser Ausgleichsdruckraum durch einen Blindstopfen oder dergleichen nach außen schließbar sein.

Weiterhin verfügt vorzugsweise wenigstens einer der Druckräume eines der Kolben über einen radial abgehenden Anschlußstutzen, der mit einem externen Druckausgleichsraum verbindbar ist, so daß man dann einen externen Druckausgleich 0 schaffen kann.

Die Unteransprüche betreffen bevorzugte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Aufgabenlösung. Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Detailbeschreibung.

Im folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben. Dabei zeigen

Fig. 1 eine Frontansicht einer erfindungsgemäßen

Gasdruckfeder ohne integrierten Ausgleichsdruckraum;

Fig. 2 eine Draufsicht einer erfindungsgemäßen

Gasdruckfeder ohne integrierten Ausgleichsdruckraum; 10

Fig. 3 eine Frontansicht einer erfindungsgemäßen

Gasdruckfeder mit integriertem Ausgleichsdruckraum;

Fig. 4 eine Draufsicht einer erfindungsgemäßen Gasdruckfeder mit integriertem Ausgleichsdruckraum;

Fig. 5 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Gasdruckfeder in vorteilhafter Bauform;

0 Fig. 6 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße

Gasdruckfeder in vorteilhafter Bauform.

Zunächst wird auf Fig. 1 Bezug genommen.

Eine erfindungsgemäße Gasdruckfeder besteht im wesentlichen aus einem Gehäuse 10, Druckräumen 14 sowie diese kopfseitig abschließende, zylindrische Kolben 11. In der in den Fig. 1 bis 4 dargestellten Ausführungsformen wird ein quaderförmiges Gehäuse 10, welches eine Reihenanordnung der Kolben 11 0 zuläßt, verwendet. Theoretisch sind jedoch auch mehrreihige Anordnungen der Kolben 11, sowie nahezu beliebige Gehäuseformen denkbar. Im wesentlichen wird die Gehäuseform durch die baulichen Anforderungen des Einsatzzweckes bestimmt.

Die Kolben 11 sind radial geführt, so daß sie axial in den zylindrischen Druckräumen 14 bewegt werden können. Im unbelasteten, jedoch mit einem Füllgas beaufschlagten Zustand, werden die Kolben 11 in einer oberen Position

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gehalten. Im unteren Bereich des Gehäuses 10 sind abstandsgleich zueinander versetzte Bohrungen 15 angeordnet, welche die Druckräume 14 tangential schneiden, so daß an diesen Stellen Verbindungskanäle entstehen, die einen Gasaustausch zwischen den Druckräumen 14 zulassen. Durch den Gasaustausch wird unter anderem ein gewisser Niveauregulierungseffekt der einzelnen Kolben untereinander ermöglicht, so daß eine beliebige Anzahl von Kolben als ein großer Kolben agieren kann.

Vorteilhafterweise sind diese Bohrungen 15 in einer unteren, von dem Verfahrweg des Kolbens 11 unerreichbaren Position, angeordnet. Im Betriebszustand sind die Bohrungen 15 endseitig mit Blindstopfen 13 oder ähnlichen Verschlußmitteln verschlossen, so daß kein Gas in die Umgebung entweichen kann.

Zur Befestigung der Gasdruckfeder, beispielsweise an einer Presse, sind vertikale Durchgangsbohrungen 12 im Gehäuse 10 vorgesehen, welche mit entsprechenden Schrauben bestückt werden können.

Darüber hinaus sind, neben unterschiedlicher geometrischer Gestaltung einer erfindungsgemäßen Gasdruckfeder, Ausführungen mit oder ohne integriertem Ausgleichsdruckraum 16 denkbar.
Fig. 1 oder 2 stellt eine erfindungsgemäße Gasdruckfeder in einer Ausführungsform ohne Ausgleichsdruckraum 16 dar. Es besteht jedoch die Möglichkeit, eine externe Kontrollarmatur über einen Anschlußstutzen 18 durch beispielsweise einen Druckschlauch anzuschließen. Generell ist jedoch ein Betrieb auch ohne Ausgleichsdruckraum 16 möglich.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform nach Fig. 3 oder 4 sind neben den Druckräumen 14 Ausgleichsdruckräume vorgesehen, welche als Abschlußelemente beidseitig im Gehäuse 10 angeordnet sind und ebenfalls durch Bohrungen 15 mit den 5 übrigen Druckräumen 14 Füllgas austauschen können. Die Ausgleichsdruckräume 16 haben im wesentlichen eine ähnliche zylinderförmige Gestalt wie die Druckräume 14, sind jedoch kopfseitig entweder mit einem Blindstopfen 17 oder einem

Füllventil 19 versehen. Über das Füllventil 19 kann ein geeignetes Füllgas, vorteilhafterweise Stickstoff, aufgefüllt werden, so daß der gewünschte Fülldruck, je nach Anwendungsfall der Gasdruckfeder, eingestellt werden kann. Der Anschluß einer Kontrollarmatur, wie beispielsweise in den Ausfuhrungsformen nach Fig. 1 oder 2 vorgesehen, kann hier entfallen. Durch einen Ausgleichsdruckraum 16 kann gemäß hydraulischer Gesetzmäßigkeiten eine gewünschte Federkennlinie eingestellt werden. Seine Existenz ist jedoch nicht erforderlich.

Fig. 5 und 6 stellen vorteilhafte geometrische Gestaltungsformen dar, welche nach den Prinzipien der oben beschriebenen Gasdruckfedern konstruiert und an die räumlichen Erfordernisse des Anwendungsfalles angepaßt worden sind. Wie aus Fig. 5 ersichtlich, ist ebenfalls eine mehrreihige Anordnung der Kolben 11 in einem breiteren quaderförmigen Gehäuse 10 sowie ein im wesentlichen V-förmiges Gehäuse 10 nach Fig. 6 denkbar. Bei diesen Ausfuhrungsformen handelt es sich jeweils um Einzelstücke, welche auf die geometrischen Erfordernisse des jeweiligen Anwendungsfalls zugeschnitten sind.

Claims

-1-Schut&zgr;anSprüche:

1. Gasdruckfeder mit wenigstens einem entgegen der Federkraft eines in einem Druckraum enthaltenen Druckgases in einem Gehäuse axial beweglichen Kolben, der ringsum in einem Zylinderraum geführt ist, wobei das Gehäuse der Gasdruckfeder einen feststehenden Grundkörper aufweist und wobei das dem Druckraum abgewandte Ende des Kolbens mit einem einen Hub ausführenden Bauteil verbindbar ist,

wobei mehrere Kolben vorgesehen sind, die den Hub gemeinsam ausführen und jeweils mit ihrem dem Druckraum abgewandten Ende mit dem Bauteil, das den Hub ausführt, verbindbar sind

und wobei zur Verbindung der Druckräume der einzelnen Kolben zwischen je zwei benachbarten zylindrischen Druckräumen liegende Verbindungskanäle vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Gehäuse (10) der Gasdruckfeder mehrere Kolben (11) nebeneinander in Reihe 0 angeordnet sind.

2. Gasdruckfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (10) in der Draufsicht betrachtet einen etwa rechteckigen Umriß hat.

3. Gasdruckfeder nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungskanäle (15) jeweils zwei benachbarte zylindrische Druckräume (14) seitlich tangential anschneiden.

4. Gasdruckfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß diese wenigstens einen Ausgleichsdruckraum (16) aufweist, der in dem Gehäuse

(10) seitlich neben einem der Kolben (11) angeordnet ist und mit dem Druckraum dieses Kolbens verbunden ist.

5. Gasdruckfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgleichsdruckraum (16) durch

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einen Blindstopfen (17) oder dergleichen nach außen verschließbar ist.

6. Gasdruckfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch

gekennzeichnet, daß wenigstens einer der Druckräume eines der Kolben (11) über einen radial abgehenden Anschlußstutzen (18) verfügt, der mit einem externen Druckausgleichsraum oder einer entsprechenden Kontrollarmatur verbindbar ist.
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7. Gasdruckfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (10) der Gasdruckfeder in der Draufsicht etwa eine Winkelform, vorzugsweise eine L-Form aufweist.