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"Hydropneumatisches niveauregelndes Federelement mit
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konstantem Gasvolumen, insbesondere für Kraftfahrzeuge" Die Erfindung
bezieht sich auf ein Federelement nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Bei dem Federelement dieser Art nach dem Hauptpatent sind als Gas-Quelle
und als Gas-Senke zwei hintereinander angeordnete, durch einen Verdichter verbundene
Gasbehälter vorgesehen, die jeder für sich an ein Gaspolster angeschlossen sind,
von denen der eine, ein Niederdruckbehälter mit Gas von geringerem Druck als dem
Betriebsdruck des Gaspolsters und der andere, ein Hochdruckbehälter mit Gas von
höherem Druck als dem Betriebsdruck des Gaspolsters gefüllt sind. Der bei dieser
Federung für Gas-Quelle und Gas-Senke erforderliche Aufwand ist durch das Vorhandensein
von zwei Gasbehältern zusätzlich zu dem Gaspolster verhältnismäßig groß. Die Erfindung
befaßt sich mit der Aufgabe, den Aufwand für eine Gas-Quelle und eine Gas-Senke
zu verringern. Diese Aufgabe ist durch die in den Kennzeichen der Ansprüche 1 bis
3 genannten Merkmale gelöst. In vorteilhafter Weise sind so jeweils nur ein Gasbehälter
als Gas-Quelle (Ansprüche 1 und 3) bzw. als Gas-Senke (Ansprüche 2 und 3) erforderlich,
während der nach dem Hauptpatent ebenfalls nötige Verdichter als Gas-Senke (Ansprüche
1 und 3) bzw. als Gas-Quelle (Ansprüche 2 und 3) benutzt wird.
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Die Grenzen für die Anpassung des Gasdrucks im Gaspolster sind durch
ein verwirklichbares Verdichtungsverhältnis festgelegt und bei den einzelnen Lösungen
verschieden.
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Wenn das Verdichtungsverhältnis z.B. 1 : 3 beträgt, gleiche Volumina
für Gaspolster und Gasbehälter angenommen werden und konstante Gastemperatur vorausgesetzt
wird, kann bei der ersten Lösung mit einem Hochdruckbehälter als Gas-Quelle der
Druck im Gaspolster von 50 auf 100 Einheiten gesteigert werden, wobei die entsprechenden
Drücke im Gasbehälter 150 bzw. 100 Einheiten sind.
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Bei der zweiten Lösung mit einem Niederdruckbehälter als Gas-Senke
kann der Druck im Gaspolster von 100 auf 150 Einheiten gesteigert werden, wobei
die entsprechenden Drücke im Gasbehälter 100 bzw. 50 Einheiten sind. Bei der dritten
Lösung, bei der der Gasbehälter wechselweise als Hochdruckbehälter oder als Niederdruckbehälter
fungiert, kann der Druck im Gaspolster von 50 auf 150 Einheiten gesteigert werden,
wobei die entsprechenden Drücke im Gasbehälter 150 bzw. 50 Einheiten sind.
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Die dritte Lösung läßt sich mit nur einem Verdichter realisieren,
wenn der Eingang und der Ausgang des Verdichters durch eine entsprechende Steuerung
wechselweise mit Gaspolster und dem Gasbehälter verbindbar sind.
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Ein erfindungsgemäßes Federelement von besonders einfacher Bauform
kann dadurch geschaffen werden, daß Gaspolster, Gasbehälter und Verdichter mit dem
Arbeitszylinder und dem Federkolben eine bauliche Einheit bilden.
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Wenn der Federkolben als Stufenkolben ausgebildet wird, der das Ulvolumen
des Arbeitszylinders in ein Ulvolumen auf der Seite der großen Kolbenfläche und
ein Ulvolumen auf der Seite der Kolbenringfläche trennt, und die große Kolbenfläche
durch das Gaspolster belastet ist, die Kolbenringfläche mit dem Ulbehälter Verbindung
hat, wird in vorteilhafter Weise eine besonders hohe Steigerung der nutzbaren Federkraft
des Federelementes ermöglicht, da in diesem Falle die Federkraft die Differenz der
auf die große Kolbenfläche bzw. die Ringkolbenfläche wirkenden Federkräfte ist und
in höherem Maße gesteigert wird, als der Steigerung des Druckes im Gaspolster entspricht.
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Bei allen Lösungen bleibt durch die Anpassung des Gasdrucks an die
jeweilige Belastung das der Mittellage der Trennwand entsprechende Gasvolumen des
Gaspolsters
konstant und dadurch mittelbar auch der Abstand der
Anschlußpunkte konstant. Denn das von dem Arbeitszylinder und dem Gaspolstergehäuse
eingeschlossene Gesamtvolumen ist die Summe aus dem unveränderlichen Volumen der
inneren Bauteile, dem - von Wärmeeinflüssen abgesehen - unveränderlichen Ulvolumen,
dem variablen Gaspolstervolumen und dem variablen eingetauchten Federkolbenvolumen.
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Ein konstantes Gaspolstervolumen bedingt demgemäß ein konstantes eingetauchtes
Federkolbenvolumen und somit einen konstanten Abstand der Anschlußpunkte, was zu
beweisen war. Dasselbe gilt auch für die Lösung nach Anspruch 6, bei der das Ulvolumen
in zwei Teile von jeweils unveränderlichem Ulvolumen getrennt ist und ein konstantes
Gaspolstervolumen ein zugleich auch konstantes Gasvolumen des Gasbehälters bedingt.
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Mehrere Federelemente können an ein und denselben Gasbehälter angeschlossen
werden, und jedes Federelement kann über getrennte Verdichter mit dem Gasbehälter
zusammenwirken. Es ist aber auch möglich, daß dabei mehrere Federelemente an ein
und dieselben Verdichter angeschlossen werden, wobei in den Gaspolstern der Federelemente
voneinander verschiedene Gasdrücke eingeregelt werden können, da die einzelnen Gaspolster
der Federelemente nacheinander von dem Regelvorgang abgeschlossen sind, sobald die
Trennwand eines Gaspolsters ihre Mitteil lage erreicht hat.
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Die für ein Federelement oder eine Gruppe von Federelementen im Hauptpatent
angegebenen Maßnahmen hinsichtlich einer Veränderung der Mittellage von Trennwänden
und einer Einflußnahme auf die Lage einer Trennwand in durch Massenkräfte beeinflußten
Fahrzuständen und hinsichtlich einer Federgruppe, bei der zwei Federelemente an
einen Stufenkolben angeschlossen sind, können durch sinngemäße Obertragung der entsprechenden
Merkmale auch bei der Erfindung realisiert werden, wobei jeweils nur ein Gasbehälter
und nicht wie beim Hauptpatent zwei Gasbehälter erforderlich sind.
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In der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung
wird auf die Zeichnung bezuggenommen.
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Es zeigen: Fig. 1 ein Federelement, das mit einem Gasbehälter von
höherem oder niederem Druck als dem des Gaspolsters über einen ersten und einen
zweiten Verdichter korrespondiert, Fig. 1 a einen Ausschnitt eines Gasbehälters
mit einem ersten und einem zweiten Verdichter, an die zwei Federelemente gemeinsam
angeschlossen sind, Fig. 2 ein Federelement mit einem in Verlängerung eines Gaspolsters
angeordneten Gasbehälter von höherem oder niederem Druck als dem des Gaspolsters,
der mit dem Gaspolster über einen Verdichter korrespondiert, bei einer Verschiebung
einer Trennwand aus einer Mittellage nach außen, Fig. 3 das Federelement nach Figur
2 bei einer Verschiebung der Trennwand aus der Mittellage nach innen, Fig. 4 ein
Federelement mit einem als Stufenkolben ausgebildeten Federkolben und einem den
Arbeitszylinder konzentrisch umgebenden Gasbehälter, Fig. 5 ein Federelement, ähnlich
dem der Figur 4 mit einem außerhalb des Arbeitszylinders angeordneten Gasbehälter.
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In einem Arbeitszylinder 2 des Federelements nach Figur 1 ist ein
Ulvolumen 3 eingeschlossen. Ein in dem Arbeitszylinder 2 verschieblicher und mit
einem Dämpfungskolben 4 verbundener Federkolben 1 mit einem unteren Anschlußpunkt
42 tritt durch einen mit einer Dichtung 8 versehenen Zylinderdeckel 9 aus dem Arbeitszylinder
2 nach außen.
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Der Dämpfungskolben 4 unterteilt das Ulvolumen 3 und erzeugt Dämpfungskräfte
mittels Dämpfungseinrichtungen, die durch eine Drosselbohrung 10 angedeutet sind.
Ein Gaspolster 7 ist in einem zum Arbeitszylinder 2 offenen Gaspolstergehäuse 6
eingeschlossen, das durch eine zylindrische Verlängerung 11 des Arbeitszylinders
2 und ein anschliessendes Rohrstück 12 mit einem Boden 13 und einem oberen Anschlußpunkt
41 gebildet ist. Das Gaspolster 7 ist von dem Ulvolumen 3 durch eine in dem Gaspolstergehäuse
6 verschieblich geführte Trennwand 5 abgetrennt, die durch eine Dichtung 14 gegenüber
dem Gaspolstergehäuse 6 abgedichtet ist. Ein Gasbehälter 15, an den ein erster Verdichter
16 und ein zweiter Verdichter 17 angebaut sind, ist über eine obere Steuerleitung
18 und eine untere Steuerleitung 19 an das Rohrstück 12 angeschlossen. Ein mit der
Trennwand 5 durch eine Steuerstange 40 verbundener, mit einer oberen Steuerkante
20 und einer unteren Steuerkante 21 versehener Steuerschieber 22 ist in einer von
dem Rohrstück 12 gebildeten Steuerhülse 23 mit einem Freiraum 38 über dem Steuerschieber
22 verschieblich geführt. Die Steuerhülse 23 weist einen oberen Steuerkanal 24 auf,
an den sich die obere Steuerleitung 18 anschließt und einen unteren Steuerkanal
25, an den sich die untere Steuerleitung 19 anschließt. Der Freiraum 38 hat durch
eine Bohrung 39 im Steuerschieber 22 Verbindung mit dem Gaspolster 7. Die obere
Steuerleitung 18 führt in eine Eingangskammer 26 des ersten Verdichters 16, die
untere Steuerleitung 19 in eine Ausgangskammer 29 des zweiten Verdichters 17. Eine
Ausgangskammer 27 des ersten Verdichters 16 und eine Eingangskammer 28 des zweiten
Verdichters 17 münden über Kanäle 30 bzw. 31 in den Gasbehälter 15.
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Weitere Einzelteile der als Kolbenverdichter ausgebildeten Verdichter
16 und 17 sind Kolbenstangen 32, Verdichterkolben 33, Verdichterzylinder 34, Saugventile
35, die in die jeweiligen Eingangskammern 26 und 28 führen, und Druckventile 36,
die in die jeweiligen Ausgangskammern 27 und 29 führen. In der gezeichneten Mittelstellung
der Trennwand 5 sind die Steuerkanäle 24 und 25 vom Steuerschieber 22 überdeckt
und abgesperrt. Bei einer Verschiebung der Trennwand 5 in das Gaspolster 7 hinein
wird der untere Steuerkanal 25 von der unteren Steuerkante 21 des Steuerschiebers
22 freigegeben, und dadurch ist eine Verbindung vom Gasbehälter 15 über die Eingangskammer
28 und die Ausgangskammer 29 des zweiten Verdichters 17 und die Steuerleitung 19
mit dem Gaspolster 7 hergestellt. Bei einer Verschiebung der Trennwand 5 aus dem
Gaspolster 7 heraus wird der obere Steuerkanal 24 von der oberen Steuerkante 20
des Steuerschiebers 22 freigegeben, und dadurch ist eine Verbindung vom Gaspolster
7 über die Bohrung 39, den Freiraum 38, die Steuerleitung 18, die Eingangskammer
26 und die Ausgangskammer 27 des ersten Verdichters 16 mit dem Gasbehälter 15 hergestellt.
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Durch diese Verbindungen des Gaspolsters 7 und des Gaspolsters 15
ist die Federkraft des Federkolbens 1 im Sinne des Oberbegriffs der Erfindung an
die jeweilige Fahrzeugbelastung anpaßbar, wobei im Zustand höheren Druckes des Gasbehälters
15 gegenüber dem des Gaspolsters 7 der Gasbehälter 15 als Gas-Quelle dient und die
Eingangskammer 26 des ersten Verdichters 16 als Gas-Senke, und im Zustand niederen
Druckes des Gasbehälters 15 gegenüber dem des Gaspolsters 7 der Gasbehälter 15 als
Gas-Senke und die Ausgangskammer 29 des zweiten Verdichters 17 als Gas-Quelle. Der
Austausch von Gas durch die beschriebenen Verbindungen von Gaspolster 7 und Gasbehälter
15 sind zweckmäßig durch geeignete Mittel so zu verzögern, daß bei dynamischen Federbewegungen
des Federkolbens 1 und der Trennwand 5 kein störender Austausch
erfolgt,
sondern nur bei stationären oder quasistationären Bewegungen der Trennwand 5 - beispielsweise
bei Kurvenfahrt - aus der gezeichneten statischen Mittellage heraus.
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Die Verdichter 16 und 17 können ständig in Betrieb sein, wenn ihr
schädlicher Raum so bemessen wird, daß das Verdichtungsverhältnis für alle erforderlichen
Verhältnisse des Druckes im Gaspolster 7 zu dem im Gasbehälter 15 ausreicht und
keine unzulässige Erhitzung des Gases eintritt, so lange bei der gezeichneten Sperrstellung
des Steuerschiebers 22 keine Gasförderung erfolgt. Die Verdichter 16 und 17 können
aber auch durch geeignete Mittel jeweils nur dann in Betrieb genommen werden, wenn
eine Gasförderung erfolgen soll.
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Die Figur 1 a dient zur Erläuterung einer Anordnung von zwei eine
Federgruppe bildenden Federelementen nach Figur 1, die in von Massenkräften beeinflußten
Fahrzuständen ein Stützmoment aufbringen, wobei das eine Federelement einfedert
und das andere Federelement ausfedert.
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Das eine Federelement ist mit einer Steuerleitung 18, das andere mit
einer Steuerleitung 18' an eine Eingangskammer 26 eines ersten Verdichters 16 angeschlossen,
ebenso das eine Federbein mit einer Steuerleitung 19 und das andere Federbein mit
einer Steuerleitung 19' an eine Ausgangskammer 29 eines zweiten Verdichters 17.
Ein aus einer Ausgangskammer 27 des ersten Verdichters 16 führender Kanal 30 ist
über einen Kanal 43, der in einem in einem Gasbehälter 15 verschieblichen Schieber
90 vorgesehen ist, mit einem in eine Eingangskammer 28 des zweiten Verdichters 17
führenden Kanal 31 verbunden, und dadurch ist eine Verbindung des Ausgangs des ersten
Verdichters 16 mit dem Eingang des zweiten Verdichters 17 hergestellt. Der Schieber
90 weist ihn durchbrechende Kanäle 44 und 45 auf, der zweite Verdichter 17 einen
weiteren in die Eingangskammer 28 führenden Kanal 31".
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Der in einer oberen Stellung gezeichnete Schieber 90 kann mittels
einer Steuerstange 91 in eine untere Stellung gebracht werden, in der die Ausgangskammer
27 des ersten Verdichters 16 über die Kanäle 30, 44 und einen in den Gasbehälter
mündenden Kanal 30' und die Eingangskammer 28 des zweiten Verdichters 17 über die
Kanäle 31'', 45 und einen in den Gasbehälter 15 mündenden Kanal 31' mit dem Gasbehälter
15 verbunden sind.
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In der unteren Stellung des Schiebers 90 kann der Gasdruck in den
Gaspolstern des einen und des anderen Federelements der jeweiligen Fahrzeugbelastung
durch Gasaustausch mit dem Gasbehälter 15 angepaßt werden. In der gezeichneten oberen
Stellung des Schiebers 90 kann ein Gasaustausch aus dem einen, beispielsweise eingefederten
Federelement in das andere, ausgefederte Federelemente und umgekehrt zum Zwecke
einer Fahrzeugaufrichtung stattfinden, wobei auf die entsprechenden Beschreibungsteile
des Hauptpatents bezuggenommen wird. Dieser Effekt wird in vorteilhafter Weise allein
dadurch erreicht, daß der Schieber 90 in die gezeichnete Stellung gebracht wird
und in dieser Stellung bleibt, ohne daß wie beim Hauptpatent besondere auf Massenkräfte
ansprechende Steuermittel erforderlich sind.
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Das Federelement nach Figur 2 und Figur 3 besteht in Anlehnung an
gleiche Teile des Federelements nach Figur 1 aus einem Arbeitszylinder 202 mit einem
Ulvolumen 203, einem Federkolben 201, einem Gaspolster 207, einem Gaspolstergehäuse
206, einer Trennwand 205 mit einer Steuerstange 240, einem Steuerschieber 222 mit
einer Bohrung 239, einer Steuerhülse 223 mit einem Freiraum 238. Ein Gasbehälter
215 ist in axialer Verlängerung des Gaspolstergehäuses 206 angeordnet, durch eine
Zwischenwand 241 von dem Gaspolster 207 getrennt, von der Steuerhülse 223 durchdrungen
und von einem Boden 213 abgeschlossen. An den Gasbehälter 215 ist ein Verdichter
216 angebaut, bestehend aus einer Kolbenstange 232, einem Verdichterkolben 233,
einem Verdichterzylinder 234, einer Eingangskammer
226 mit einem
Saugventil 235 und einer Ausgangskammer 227 mit einem Druckventil 236. Die Steuerhülse
223 weist obere Steuerkanäle 224 und 224' auf, die in die Eingangskammer 226 führen,
untere Steuerkanäle 225 und 225', die in die Ausgangskammer 227 führen, und einen
mittleren Steuerkanal 218, der in den Gasbehälter 215 führt. Der Steuerschieber
222 deckt in einer gedachten Mittelstellung, die zwischen den Stellungen der Trennwand
205 nach Figur 2 und der Trennwand 2051 nach Figur 3 liegt, die oberen Steuerkanäle
224, 224' und die unteren Steuerkanäle 225, 225' ab und bildet mit der Steuerhülse
223 einen Ringraum 246, der über den mittleren Steuerkanal 218 ständige Verbindung
mit dem Gasbehälter 215 hat. Bei einer Stellung der Trennwand 205 nach Figur 2 von
der Mittellage aus dem Gaspolster 207 heraus sind der obere Steuerkanal 224 und
der untere Steuerkanal 225 vom Steuerschieber 222 freigegeben, und dadurch ist eine
Verbindung vom Gaspolster 207 über die Bohrung 239, den Freiraum 238, die Eingangskammer
226, die Ausgangskammer 227, den unteren Steuerkanal 225 und den Ringraum 246 zum
Gasbehälter 215 hergestellt. Bei einer Stellung der Trennwand 205' nach Figur 3
von der Mittellage in das Gaspolster 207 hinein sind der obere Steuerkanal 224'
und der untere Steuerkanal 225' vom Steuerschieber 222 freigegeben, und dadurch
ist eine Verbindung vom Gasbehälter 215 über den Ringraum 246, die Eingangskammer
226, die Ausgangskammer 227, und den unteren Steuerkanal 225' mit dem Gaspolster
207 hergestellt. Durch diese Verbindungen dienen im Zustand höheren Druckes des
Gasbehälters 215 gegenüber dem des Gaspolsters 207 der Gasbehälter 215 als Gas-Quelle
und die Eingangskammer 226 als Gas-Senke, im Zustand niederen Druckes des Gasbehälters~215
gegenüber dem des Gaspolsters 207 der Gasbehälter 215 als Gas-Senke und die Ausgangskammer
227 als Gas-Quelle.
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In einem Arbeitszylinder 402 des Federelements nach Figur 4 ist ein
Ulvolumen 403 eingeschlossen. Ein in dem Arbeitszylinder 402 verschieblicher Stufenkolben
404 bildet zusammen mit einer mit ihr verbundenen Kolbenstange 401 einen Federkolben.
Die Kolbenstange 401 tritt durch einen mit einer Dichtung 408 versehenen Zylinderdeckel
409 aus dem Arbeitszylinder 402 nach außen. Der Stufenkolben ist durch eine Dichtung
452 gegenüber dem Arbeitszylinder 402 gedichtet und unterteilt das Ulvolumen 403
in ein Ulvolumen 447 zwischen der großen Kolbenfläche 449 des Stufenkolbens 404
und einem Boden 413 des Arbeitszylinders 402 und ein Ulvolumen 448 zwischen der
Kolbenringfläche 450 und dem Zylinderdeckel 409. In einem seitlich am Boden 413
angebrachten kugelförmigen Gaspolstergehäuse 406 sind ein Gaspolster 407 und von
diesem durch eine membranartige bewegliche Trennwand 405 getrennt ein Ulvolumen
447' eingeschlossen, das über einen Kanal 453 des Bodens 413 und über Dämpfungseinrichtungen
darstellende Drossel öffnungen 454 Verbindung mit dem Ulvolumen 447 hat. In einem
zwischen dem Arbeitszylinder 402 und einem diesen umgebenden Außenrohr 456 vorgesehenen
und von dem Zylinderdeckel 409 und dem Boden 413 begrenzten Ringraum 459 ist ein
Gasbehälter 415 angeordnet, der mit dem Ulvolumen 448 auf der Seite der Kolbenringfläche
450 über Uffnungen 457 Verbindung hat, wobei eine schlauchförmige Membrane 458 U1
und Gas voneinander trennt. An das Außenrohr 456 ist ein Verdichter 416 angebaut,
dessen Einzelteile eine Eingangskammer 426, eine Ausgangskammer 427, ein Verdichterzylinder
434, ein Verdichterkolben 433, ein Pleuel 432 und ein angedeutetes Kurbelgehäuse
460 mit einem Schaltkasten 461 zur Inbetriebnahme des Verdichters 416 sind, wobei
der erforderliche Schaltstrom aus einem Steuerkasten 472 durch ein Kabel 481 zum
Schaltkasten geführt ist. Die Eingangskammer 426 ist durch einen Kanal 418 mit dem
Gasbehälter 415 verbunden, die Ausgangskammer 427 durch eine Steuerleitung 419 mit
dem Gaspolster 407.
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Die Trennwand 405 ist mit einer vorgespannten Schraubenfeder 470 verbunden,
die sich an einem Widerlager 471 und einen druckempfindlichen Geber 478, beispielsweise
einen piezoelektrischen Sensor abstützt, der als Maß für die Länge der Schraubenfeder
470 einen Steuerstrom an den Steuerkasten 472 mittels eines Meßkabels 473 abgibt.
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Zwischen der Eingangskammer 426 und der Ausgangskammer 427 ist ein
durch einen Drehschieber 475 sperrbarer Verbindungskanal 474 vorgesehen. Der Drehschieber
475 ist mit einem Hebel 476 verbunden und kann mittels eines Stellmotors 477 über
eine von dem Steuerkasten 472 ausgehende Stromleitung 482 aus der gezeichneten Sperrstellung
in eine Durchlaßstellung gebracht werden.
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Der Steuerkasten 472 ist so eingerichtet, daß bei dem der gezeichneten
Mittelstellung der Trennwand 405 entsprechenden Steuerstrom im Meßkabel 473 der
Verdichter 416 außer Betrieb und der Drehschieber 475 in Sperrstellung sind.
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Wenn durch ein stationäres Einfedern des Stufenkolbens 404 die Trennwand
405 nach außen verschoben und dadurch die Länge und der Druck der Feder 470 auf
den Geber 478 verstärkt werden, setzt der geänderte Steuerstrom im Meßkabel 473
durch entsprechende Einrichtungen des Steuerkastens 472 den Verdichter in Betrieb,
so daß nunmehr die Ausgangskammer 427 als Gas-Quelle dient und aus dem Gasbehälter
415 Gas in das Gaspolster 407 gespeist, die Trennwand 405 wieder in die Mittellage
zurückgeschoben wird.
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Sobald die Mittellage erreicht ist, wird der Verdichter außer Betrieb
gesetzt. Wenn durch ein stationäres Ausfedern des Stufenkolbens 404 die Trennwand
405 aus der Mittellage nach innen geschoben und dadurch der Druck der Feder 470
auf den Geber 478 verringert wird, setzt der geänderte Steuerstrom durch entsprechende
Einrichtungen des Steuerkastens 472 den Stellmotor 477 in Betrieb, der den Drehschieber
475 mittels des Hebels 476 in die Durchlaßstellung bringt.
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Nunmehr dient der Gasbehälter 407 als Gas-Senke, und aus dem Gaspolster
407 wird Gas in den Gasbehälter 415 abgelassen. Die Trennwand 405 wird in die Mittelstellung
zurückgeschoben und der Drehschieber 475 durch den Stellmotor 477 wieder in die
gezeichnete Sperrstellung gebracht.
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Das Federelement nach Figur 5 entspricht bis auf die Anordnung des
Gasbehälters dem Federelement nach Figur 4 in verkleinertem Maßstab und besteht
aus einem Arbeitszylinder 502 mit einem Zylinderdeckel 509 und einem Boden 513,
einem Stufenkolben 504, einem Ulvolumen 547 zwischen der großen Kolbenfläche 549
und dem Boden 513, einem Ulvolumen 548 zwischen der Kolbenringfläche 550 und dem
Zylinderdeckel 509 und einem Gaspolstergehäuse 506, dessen Inneres dem des Gaspolstergehäuses
406 nach Figur 4 entspricht. Ein im unteren Teil mit U1 und im oberen Teil mit Gas
gefüllter Gasbehälter 515 steht ölseitig über eine Leitung 58 mit dem Ulvolumen
548 auf der Seite der Kolbenringfläche 550 in Verbindung. Für eine in der Beschreibung
der Figur 4 erläuterte Rückführung der Trennwand im Gaspolstergehäuse 506 sorgen
ein Verdichter 516 mit einer Eingangskammer 526 und einer Ausgangskammer 527, eine
Steuerleitung 518 zur gasseitigen Verbindung des Gasbehälters 515 mit der Eingangskammer
516 und mit einem zu einem Steuerkasten 572 führenden Rohrstück 518', eine vom Gaspolster
im Gaspolstergehäuse 506 zum Steuerkasten 572 führendes Rohrstück 519, ein vom Steuerkasten
572 zu der Ausgangskammer 527 führendes Rohrstück 519' und ein Meßkabel 573, das
einen Steuerstrom von einem Geber 578 des Gaspolstergehäuses 506 zum Steuerkasten
572 leitet. Die Rückführung der Trennwand im Gaspolstergehäuse 506 nach Verschiebungen
derselben erfolgt, indem Einrichtungen des Steuerkastens 572 zum Zwecke des Zuspeisens
von Gas die Steuerleitung 519 mit dem Rohrstück 519' verbindet, wobei zugleich der
Verdichter 516 in Betrieb gesetzt wird, und zum Zwecke des Ablassens von Gas die
Steuerleitung 519 mit dem
Rohrstück 518' verbindet, wobei der Verdichter
außer Betrieb ist.
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Das Beispiel nach Figur 5 mit einem außerhalb des Arbeitszylinders
502 angeordneten und ölseitig mit dem Ulvolumen auf der Seite der Kolbenringfläche
verbundenen Gasbehälter 515 zeigt, daß der Gasbehälter 515 - ebenso wie bei dem
Beispiel nach Figur 4 der Gasbehälter 415 - in der Mittelstellung des Stufenkolbens
404 bzw. 504 ein unverändertes Gasvolumen enthält, genau wie die Gasbehälter 15,
215 bei den Beispielen nach Figur 1 und 2 in einer vom U1 abgetrennten Form. Bei
den Beispielen nach Figur 4 und 5 hat der Gasbehälter 415, 515 eine zusätzliche
Funktion als federndes Gasvolumen für die Ringfläche des Stufenkolbens 404, 504.
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