DE3615648C2 - - Google Patents
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
- F16F9/00—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium
- F16F9/02—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium using gas only or vacuum
- F16F9/0209—Telescopic
- F16F9/0227—Telescopic characterised by the piston construction
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Fluid-Damping Devices (AREA)
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung ent
sprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Bei einer bekannten, als Gasfeder ausgebildeten Vor
richtung der vorgenannten Art, ist der Vorsprung
in gleicher Weise wie der Kolben kreiszylinderförmig
ausgebildet. Bei einer solchen Ausbildung besteht
die Gefahr der einseitigen Führung des Kolbens samt
Vorsprung und der trockenen Reibung zwischen der
Innenseite des Zylindermantels auf der einen Seite
und des Vorsprunges auf der anderen Seite (DE-OS
34 19 364).
Bei einem bekannten Gestänge mit Abfederung ragt
der eine Gestängeteil in das hülsenförmige Ende des
zweiten Gestängeteiles mit einem Zapfen hinein, auf
dem zwei lose aufgeschobene Ringe durch eine zwischenge
schaltete Schraubenfeder derart gegen Anschläge der
Gestängeteile gedrückt werden, daß auftretende Stöße
in beiden Richtungen durch die Feder aufgenommen
werden. Der Federraum ist mit einem Schmiermittel
gefüllt und für dieses sind nach beiden Gestänge
teilen hin in den Federstützringen besonders geformte,
die Bewegung des bei Stößen hinter diese Ringe aus
weichenden und wieder zurücktretenden Schmiermittels
erschwerende Kanäle angeordnet. Diese Kanäle können
als schräg liegende Nut, als sich kreuzende Nuten,
als doppelt gekrümmte Nut, als zickzackförmige Nut,
als gewindegangartige Nut, als Ringnut mit Verbindungs
nuten oder dgl. ausgebildet sein (DE-PS 8 49 044).
Der vorliegenden Erfindung liegt ausgehend von dem
an erster Stelle genannten Stand der Technik die
Aufgabe zugrunde, eine bessere Führung und Zentrierung
des Kolbens unter Verwendung trockener Reibung zu
schaffen. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im
Kennzeichnungsteil des Anspruches 1 erfindungsgemäß
gelöst. Die bessere Zentrierung des Kolbens wird
bei dessen Bewegen innerhalb des Zylindermantels
durch die turbulente Strömung des Druckmittels von
einer Stirnseite des Führungsteiles des Kolbens zu
dessen anderer Stirnseite erreicht, wodurch auch
die Schmierung wesentlich verbessert und eine trockene
Reibung zwischen den Wänden des Zylindermantels und
des Führungsteiles weitgehend vermieden wird.
Die übrigen Ansprüche betreffen bevorzugte Weiterbildungen
der Erfindung.
In der Zeichnung ist eine blockierbare Gasfeder als Ausführungs
beispiel des Gegenstandes der Erfindung schematisch dargestellt.
Es zeigt
Fig. 1 einen Längsschnitt,
Fig. 2 einen in Fig. 1 dargestellten Teil in größerem Maßstab.
Eine Gasfeder 1 hat einen Zylindermantel 2, der an seinen Enden
mittels jeweils eines Dichtkörpers 3 bzw. 4 abgeschlossen ist.
In dem Zylindermantel 2 ist ein Hohlkolben 5 (Fig. 2) geführt,
der einen Dichtteil 6, einen Abstandteil 7 und einen Führungs
teil 8 aufweist. In den Hohlkolben 5 ist eine hohle Kolben
stange 9 eingeschraubt, die von einer Betätigungsstange 10
durchsetzt ist. Die Betätigungsstange 10 weist an ihrem dem
Dichtkörper 4 benachbarten Ende einen Dichtkegel 11 auf. Zwischen
dem Kolben 5 und dem Dichtkörper 4 ist ein Trennkolben 12
angeordnet. Die Spalte zwischen dem Zylindermantel 2 auf der
einen Seite und den Dichtkörpern 3, 4 und dem Trennkolben
12 auf der anderen Seite sind jeweils mittels Ringdichtungen
abgedichtet. Eine Ringdichtung dichtet auch den Spalt zwischen
der Kolbenstange 9 und dem Dichtkörper 3 ab. Der Dichtteil
6 des Kolbens 5 trägt einen Dichtring 13, der den Spalt zwischen
dem Kolben 5 und dem Zylindermantel 2 abdichtet. Eine Abdichtung
des Spaltes zwischen der Kolbenstange 9 und dem Kolben 5 wird
durch einen Dichtring 14 erreicht.
Der in Fig. 2 dargestellte Kolben 5 hat an seinem Dichtteil
6 eine Ringnut 15 zur Aufnahme des Dichtringes 13. Im Abstand
teil 7 befindet sich eine Ringnut 16 mit im wesentlichen halb
kreisförmigem Querschnitt. Der Boden der Ringnut 16 ist von
drei Radialbohrungen durchsetzt, von denen die Radialbohrung
17 dargestellt ist. Die Ringnut 16 dient zur Aufnahme eines
Dichtringes, wodurch ein von innen nach außen öffenbares Ventil
gebildet wird. Zwischen den Ringnuten 15 und 16 befindet sich
eine Bohrung in Form einer sich nach außen erweiternden Drossel
stelle 18 für den Durchlaß von Druckmittel in beiden Richtungen.
Der Führungsteil 8 ist mit geringem Spiel in dem Zylindermantel
2 geführt. Auf seiner Außenseite ist eine wendelförmige Ver
bindungsnut 19 mit etwa 1,5 Windungen angeordnet, mit welcher der Führungs
teil 8 von seinem kreisförmigen Querschnitt in Richtung zur Achsmitte abweicht
und welche die beiden Stirnseiten des Führungsteiles 8 in drosselnder Weise
miteinander verbindet. Die Verbindungsnut 18 ist im Querschnitt
nach außen hin sich radial erweiternd trapezförmig ausgebildet.
Sie hat eine Breite von etwa dem 0,08 bis 0,12fachen, insbe
sondere dem 0,1fachen, des Durchmessers des Führungsteiles
8 des Kolbens 5 und eine Tiefe von etwa dem 0,015 bis
0,025fachen, insbesondere 0,02fachen, des Durchmessers des
Führungsteiles 8 des Kolbens 5. Die Verbindungsnut 19 kann
etwa 1 bis 10, insbesondere 5 Windungen aufweisen. Sie kann
nicht nur eingängig sondern auch mehrgängig ausgebildet sein.
Das Spiel zwischen dem Zylindermantel 2 und dem Führungsteil
8 beträgt etwa das 0,001 bis 0,006fache, insbesondere
das 0,002fache, des Durchmessers des Führungsteiles 8.
Eine Ringnut 20 im Innern des Führungsteiles 8 dient zur Aufnahme
des Dichtringes 14 und ein Gewinde 21 zum Einschrauben der
Kolbenstange 9, welche auf einer nach innen ragenden Schulter
22 aufsteht. An dem von der Ringnut 20 entfernten Ende des
Kolbens 5 befindet sich ein Ventilsitz 23, der mit dem Dicht
kegel 11 an der Betätigungsstange 10 zusammenwirkt. Zwischen
der Betätigungsstange 10 und der Kolbenstange 9 ist eine nicht
dargestellte Federanordnung derart eingespannt, daß sie den
Dichtkegel 11 am Ventilsitz 23 zu halten sucht. Die Radialbohrung
17 und die Drosselstelle 18, die zwischen dem Ventilsitz 23
und der Schulter 22 angeordnet sind, münden in eine Kammer
24. Der Spalt zwischen der Betätigungsstange 10 und dem Hohl
kolben 5 wird durch einen nicht dargestellten Dichtring abge
dichtet, der vorzugsweise auf der vom Gewinde 21 abgewandten
Seite der Schulter 22 angeordnet und durch eine zusätzliche,
ebenfalls nicht dargestellte Schulter gehalten ist.
Der Kolben 5 trennt zwei Flüssigkeitskammern 25 und 26 vonein
ander. Zwischen dem Trennkolben 12 und dem Dichtkörper 4 be
findet sich eine Gaskammer 27. Das in der Gaskammer 27 unter
Druck stehende Gas sucht den Kolben 5 nach außen zu schieben,
was durch den in seiner Schließlage befindlichen Dichtkegel
11 verhindert wird. Wird dieser vom Ventilsitz 23 abgehoben,
so kann Flüssigkeit von der Kammer 25 in die Kammer 26 oder
umgekehrt fließen, je nachdem der Kolben 5 bewegt wird. Beim
Bewegen des Kolbens 5 nach unten fließt Flüssigkeit in die
Kammer 24 und gelangt über die Radialbohrungen 17 und die Ringnut
16 sowie über die Drosselstelle 18 in den Zwischenraum zwischen
dem Abstandteil 7 und dem Zylindermantel 2 und von hier aus
über die wendelförmige Verbindungsnut 19 in die Kammer 25.
Beim Durchfließen der Verbindungsnut 19 tritt eine Wirbelströmung
auf, was zur Bildung eines Flüssigkeitsfilmes zwischen dem
Führungsteil 8 des Kolbens 5 und der Innenwand des Zylinder
mantels 2 führt. Hierdurch wird eine trockene Reibung des Führ
ungsteiles 8 an der Innenwand des Zylindermantels 2 mit Sicher
heit vermieden. Der Führungsteil 8 ermöglicht eine genaue Führung
des Dichtteiles 6 des Kolbens 5 im Zylindermantel 2, so daß
hier eine verhältnismäßig kleines Spiel mit guter Dichtwirkung
angewandt werden kann.
Wenn mehr als eine wendelförmige Verbindungsnut (19) vorgesehen
ist, können zwei Verbindungsnuten auch kreuzförmig (links- und
rechtsgängig) angeordnet sein. Treffen zwei Verbindungsnuten
kreuzweise aufeinander, so entsteht an der Kreuzungsstelle durch
den Stau ein Wirbel in dem durch die Nuten hindurchströmenden
Medium, der in radialer Richtung auf den Kolben wirkt. Sind
auf dem Umfang des Führungsteiles mindestens drei Kreuzungsstellen
von Verbindungsnuten gleichmäßig verteilt angeordnet, so wird
der Kolben hierdurch zentriert.
Hat die Verbindungsnut (19) einen solchen Steigungswinkel, daß
sie nicht auf dem gesamten Umfang des Führungsteiles 8 oder
achsparallel verläuft (Steigungswinkel 90°), müssen aus Zentrier
ungsgründen auf dem Umfang des Führungsteiles 8 mehr als eine
Verbindungsnut, vorzugsweise mehr als zwei Verbindungsnuten,
unter gleichen Zentriwinkeln angeordnet sein.
Anstelle einer Verbindungsnut 19 kann auch eine Abflachung am
Führungsteil 8 vorgesehen sein. Die Abflachung und die Verbindungs
nut bilden jeweils eine drosselnde Verbindungsstelle zwischen
den einander gegenüberliegenden Stirnseiten des Führungsteiles
8.
Um beim Bewegen des Hohlkolbens 5 eine zusätzliche Zentrierung
von dessen Führungsteil 8 zu erreichen, kann zusätzlich eine
zur Stirnseite des Führungsteiles 8 und dessen Mitte zu verlaufende
Abschrägung an jeder seiner Stirnseiten vorgesehen sein, die
zur Bildung eines Schmierkeiles dient. Die Abschrägung an einer
Stirnseite endet mit ausreichendem Abstand von der anderen Stirn
seite oder einer auf der gleichen Seite des Führungsteiles 8
angeordneten Abschrägung, so daß über die Abschrägung oder über
zwei hintereinander angeordnete Abschrägungen keine Verbindung
zwischen den beiden Stirnseiten des Führungsteiles 8 vorhanden
ist. Je eine Abschrägung befindet sich vorzugsweise zu beiden
Seiten des an der Stirnseite des Führungsteiles 8 befindlichen
Bereiches der Verbindungsstelle.
Während der Kolben beim vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel
zwei Flüssigkeitskammern 25 und 26 voneinander trennt, ist auch
eine Ausbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung derart möglich,
daß der Kolben zur Trennung zweier Gaskammern dient.
Die erfindungsgemäße Ausbildung der Gasfeder kann auch
bei einem Stoßdämpfer oder dgl. vorgesehen sein.
Claims (8)
1. Vorrichtung, insbesondere Gasfeder, Stoßdämpfer
oder dgl. mit einem in einem Zylindermantel
(2) bewegbaren Kolben (5), der eine Verbindung
zwischen seinen beiden jeweils von einer Flüssig
keit beaufschlagten Seiten und im Bereich seiner
Kolbenstange (9) einen über seinem Dichtteil
(6) axial überstehenden Vorsprung (7, 8) aufweist,
in dem eine seine Innen- und Außenseite verbin
dende Bohrung vorgesehen ist, und der einen
mit dem Zylindermantel (2) zusammenwirkenden
Führungsteil (8) hat, zwischen dem und dem Dicht
teil (6) ein die Bohrung (18) aufweisender Ab
standteil (7) vorgesehen ist, und mit einem
auf die Flüssigkeit einen Druck ausübenden Kraft
speicher (27), dadurch gekennzeichnet,
daß auf dem Außenumfang des Führungsteiles (8)
mindestens eine seine beiden Stirnseiten mitein
ander verbindende, drosselnde Verbindungsstelle
(19) vorgesehen ist, in deren Bereich der Führungs
teil von seinem kreisförmigen Querschnitt in
Richtung zur Achsmitte abweicht.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß die Verbindungsstelle (19) nach Art einer
Wendel verläuft.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich
net, daß mindestens zwei wendelförmige Verbindungs
stellen (19) kreuzweise angeordnet sind.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Steigungs
winkel der beide Stirnseiten des Führungsteiles (8)
miteinander verbindenden Verbindungsstelle (19) derart,
daß diese nur über einen Teil des Umfanges des Führungs
teiles (8) verläuft, mindestens zwei gleichmäßig auf
dessen Umfang verteilt angeordnete Verbindungsstellen
vorgesehen sind.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsteil
(8) an seinen beiden Stirnseiten neben der Verbindungs
stelle (19) je eine beim Bewegen des Kolbens (5) einen
Schmierkeil bewirkende Abschrägung aufweist.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungs
stelle (19) als Verbindungsnut ausgebildet ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, 5 und
6, dadurch gekennzeichnet, daß die wendel
förmig angeordnete Verbindungsstelle (19) etwa eins
bis zehn, insbesondere fünf, Windungen, hat.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die wendelförmig
angeordnete Verbindungsstelle (19) mehrgängig ausgebildet
ist.
Priority Applications (1)
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Publications (2)
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