DE3900899A1 - Druckspeicher - Google Patents
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Description
Diese Erfindung betrifft einen Druckspeicher für ein Fahrzeug,
einen Anhänger, ein hydraulisches System oder dergleichen und
betrifft insbesondere einen hydropneumatischen Druckspeicher mit
einem Zylinder, in dem eine Flüssigkeit und ein Hochdruckgas
gespeichert sind.
Eine in einem Fahrzeug oder dergleichen verwendete Federungsvor
richtung weist eine Feder zum Stützen des Gewichtes des Fahrzeug
körpers und einen Stoßdämpfer auf. Als Feder wurden eine Schrau
benfeder oder eine Blattfeder verwendet. In einer vom Erfinder
entwickelten hydropneumatischen Federung wird jedoch ein in einem
Zylinder untergebrachter Balg verwendet, so daß das Innere des
Zylinders durch den Balg in eine Ölkammer und eine Gaskammer
aufgeteilt ist.
Ein Hochdruckgas (78,4 N/cm2) ist in der Gaskammer eingeschlossen.
Wenn das Gewicht des Fahrzeugkörpers aufgeladen ist, beträgt der
Druck des Gases an der unteren Grenze 98 bis 686 N/cm2 und 490
bis 3430 N/cm2 an der oberen Grenze. Wenn das Gas in den Zylinder
zugeführt wird, wird der Balg achsial durch den Druck des Gases
ausgelenkt. In diesem Fall bedeutet Auslenkung Ausdehnung oder
Zusammenziehen des Balges. Um die Auslenkung des Balges über eine
unerlaubte Grenze zu verhindern, schlug der Erfinder vor, einen
Anschlag bei einer Position anzuordnen, bei der eine Stirnfläche
des Balges gestützt werden kann, wenn dieser um einen Betrag, der
über einen vorbestimmten Wert hinausgeht, ausgelenkt wird. Dieser
Anschlag ist von plattenähnlicher oder zylindrischer Form und ist
an einer Position angeordnet, die dem fernen Ende des Balges im
Zylinder gegenübersteht.
Es wurde jedoch gefunden, daß sogar dann, wenn die achsiale Aus
lenkung des Balges innerhalb einer vorbestimmten Grenze durch den
Anschlag unterdrückt wird, der Balg radial deformiert wird, wenn
der Gasdruck hoch ist. Insbesondere bei der Verwendung eines Me
tallbalges kann die normale Form des Balges nicht wieder erhalten
werden, wenn eine plastische Deformation des Balges auftritt. Da
mit verursacht ein plastisch deformierter Abschnitt einen fatalen
Defekt. Des weiteren muß zur Einpassung des plattenähnlichen oder
zylindrischen Anschlags im Zylinder ein bestimmter Raum zur Unter
bringung des Anschlags im Zylinder sichergestellt sein. Darüber
hinaus müssen zur Befestigung des Anschlags an den Zylinder
zusätzliche Maßnahmen unternommen werden, und damit wird die
Anordnung des Zylinders kompliziert.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Druckspeicher vorzusehen, bei
dem die Deformation eines Balges auf Grund des Gasdruckes ver
hindert werden kann, falls ein Gas mit einem hohen Druck in eine
Gaskammer zugeführt wird, und dessen Aufbau und Betrieb verein
facht werden kann.
Diese Aufgabe wird durch einen Druckspeicher dieser Erfindung
gelöst. Der erfindungsgemäße Druckspeicher weist auf:
einen ersten Hohlzylinder, dessen innere Oberfläche eine erste Flüssigkeitskammer definiert, die mit einer Flüssigkeit gefüllt ist;
eine Stange, die in den ersten Zylinder eingebracht ist und die in achsialer Richtung des ersten Zylinders um einen ersten Hub hin- und herbewegt werden kann;
eine Verbindungseinrichtung, die im ersten Zylinder oder in der Stange angeordnet ist, und ein in der Verbindungseinrichtung gebildeter Flüssigkeitspfad, der mit der ersten Flüssigkeitskam mer in Verbindung steht;
einen zweiten Hohlzylinder, der durch die Verbindungseinrichtung mit dem ersten Zylinder oder der Stange verbunden ist und erste und zweite Stirnwände, die sich gegenüberstehen, aufweist;
einen im zweiten Zylinder untergebrachten Balg, der einen Balgen körper und eine Stirnplatte zum Abdichten eines Endes des Balgen körpers aufweist, wobei das andere Ende des Balgenkörpers an der ersten Stirnwand des zweiten Zylinders befestigt ist, und der Balgenkörper in einer achsialen Richtung des zweiten Zylinders um einen dem ersten Hub der Stange entsprechenden zweiten Hub frei ausdehnbar und zusammenziehbar ist, und durch eine innere Ober fläche des Balgenkörpers eine Gaskammer definiert ist, in der ein komprimiertes Gas eingeschlossen ist, durch eine äußere Ober fläche des Balges und eine innere Oberfläche des zweiten Zylin ders eine zweite Flüssigkeitskammer definiert ist, und die zweite Flüssigkeitskammer über den Flüssigkeitspfad der Verbindungsein richtung mit der ersten Flüssigkeitskammer in Verbindung steht;
eine Gasversorgungsöffnung, die im zweiten Zylinder gebildet ist, wobei die Gasversorgungsöffnung geöffnet ist, wenn Gas in die Gaskammer zugeführt wird, und abgedichtet ist, wenn die Zufuhr von Gas vervollständigt ist;
eine mit der ersten oder der zweiten Flüssigkeitskammer verbun dene Hydraulikschaltung zum Ein- und Ausströmen einer Flüssigkeit zu und von den Kammern;
einen auf der zweiten Stirnwand des zweiten Zylinders gebildeten ringförmigen Ventilsitz, der an einer Öffnung des Flüssigkeits pfades so angeordnet ist, daß er der zweiten Flüssigkeitskammer gegenübersteht; und
einen Ventilkörper, der dem Ventilsitz gegenüber so angeordnet ist, daß der Ventilkörper den Ventilsitz nicht erreicht, wenn sich der Balg innerhalb einer Reichweite des zweiten Hubes bewegt, und der Ventilkörper in Kontakt mit dem Ventilsitz zum Schließen des Flüssigkeitspfades der Verbindungseinrichtung gebracht ist, wenn sich der Balg weiter als der zweite Hub ausdehnt, und die Flüssigkeit in einem Zwischenraum zwischen der inneren Oberfläche des zweiten Zylinders und einer äußeren Ober fläche des Balgenkörpers eingeschlossen ist.
einen ersten Hohlzylinder, dessen innere Oberfläche eine erste Flüssigkeitskammer definiert, die mit einer Flüssigkeit gefüllt ist;
eine Stange, die in den ersten Zylinder eingebracht ist und die in achsialer Richtung des ersten Zylinders um einen ersten Hub hin- und herbewegt werden kann;
eine Verbindungseinrichtung, die im ersten Zylinder oder in der Stange angeordnet ist, und ein in der Verbindungseinrichtung gebildeter Flüssigkeitspfad, der mit der ersten Flüssigkeitskam mer in Verbindung steht;
einen zweiten Hohlzylinder, der durch die Verbindungseinrichtung mit dem ersten Zylinder oder der Stange verbunden ist und erste und zweite Stirnwände, die sich gegenüberstehen, aufweist;
einen im zweiten Zylinder untergebrachten Balg, der einen Balgen körper und eine Stirnplatte zum Abdichten eines Endes des Balgen körpers aufweist, wobei das andere Ende des Balgenkörpers an der ersten Stirnwand des zweiten Zylinders befestigt ist, und der Balgenkörper in einer achsialen Richtung des zweiten Zylinders um einen dem ersten Hub der Stange entsprechenden zweiten Hub frei ausdehnbar und zusammenziehbar ist, und durch eine innere Ober fläche des Balgenkörpers eine Gaskammer definiert ist, in der ein komprimiertes Gas eingeschlossen ist, durch eine äußere Ober fläche des Balges und eine innere Oberfläche des zweiten Zylin ders eine zweite Flüssigkeitskammer definiert ist, und die zweite Flüssigkeitskammer über den Flüssigkeitspfad der Verbindungsein richtung mit der ersten Flüssigkeitskammer in Verbindung steht;
eine Gasversorgungsöffnung, die im zweiten Zylinder gebildet ist, wobei die Gasversorgungsöffnung geöffnet ist, wenn Gas in die Gaskammer zugeführt wird, und abgedichtet ist, wenn die Zufuhr von Gas vervollständigt ist;
eine mit der ersten oder der zweiten Flüssigkeitskammer verbun dene Hydraulikschaltung zum Ein- und Ausströmen einer Flüssigkeit zu und von den Kammern;
einen auf der zweiten Stirnwand des zweiten Zylinders gebildeten ringförmigen Ventilsitz, der an einer Öffnung des Flüssigkeits pfades so angeordnet ist, daß er der zweiten Flüssigkeitskammer gegenübersteht; und
einen Ventilkörper, der dem Ventilsitz gegenüber so angeordnet ist, daß der Ventilkörper den Ventilsitz nicht erreicht, wenn sich der Balg innerhalb einer Reichweite des zweiten Hubes bewegt, und der Ventilkörper in Kontakt mit dem Ventilsitz zum Schließen des Flüssigkeitspfades der Verbindungseinrichtung gebracht ist, wenn sich der Balg weiter als der zweite Hub ausdehnt, und die Flüssigkeit in einem Zwischenraum zwischen der inneren Oberfläche des zweiten Zylinders und einer äußeren Ober fläche des Balgenkörpers eingeschlossen ist.
Wenn ein Gas in die Gaskammer des oben beschriebenen Druckspei
chers zugeführt wird, sind die Flüssigkeitskammern vorher mit
einer Flüssigkeit gefüllt. Bei diesem Zustand wird ein Hochdruck
gas über die Gasöffnung in die Gaskammer zugeführt. Da das Gas in
die Gaskammer zugeführt wird, wird der Balg achsial ausgelenkt.
Wenn die Auslenkung des Balges einen vorbestimmten Wert erreicht,
wird der Ventilkörper in Kontakt mit dem Ventilsitz gebracht und
der Flüssigkeitspfad der Verbindungseinrichtung wird geschlossen.
Gleichzeitig wird die Flüssigkeit in einem Zwischenraum zwischen
der äußeren Oberfläche des Balgenkörpers und der inneren Ober
fläche des zweiten Zylinders eingeschlossen.
Nachdem der Ventilkörper in Kontakt mit dem Ventilsitz gebracht
worden ist, bleibt die Gaszufuhr in die Gaskammer aufrechterhal
ten. Als Folge davon wird der Druck in der Gaskammer allmählich
erhöht. Da die Flüssigkeit im wesentlichen inkompressibel ist,
auch wenn ein hoher Druck auf den Balg wirkt, wird die ganze
äußere Oberfläche des Balgenkörpers gleichmäßig durch die im
Zwischenraum eingeschlossene Flüssigkeit gestützt. Der Ventilsitz
ist um den Öffnungsabschnitt des Flüssigkeitspfades, der den
ersten und den zweiten Zylinder miteinander verbindet, gebildet.
Mit dieser Anordnung wird kein besonderer Raum oder ein beson
deres Teil zur Bildung des Ventilsitzes benötigt.
Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich
aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figu
ren. Von den Figuren zeigen:
Fig. 1 eine Längsschnittansicht einer Federungsvorrichtung ent
sprechend eines ersten Ausführungsbeispieles dieser Erfin
dung;
Fig. 2 eine Längsschnittansicht der in Fig. 1 gezeigten Fede
rungsvorrichtung während einer Gaseinlaßperiode;
Fig. 3 eine Längsschnittansicht einer Federungsvorrichtung ent
sprechend eines zweiten Ausführungsbeispieles dieser
Erfindung; und
Fig. 4 eine Längsschnittansicht einer Federungsvorrichtung ent
sprechend eines dritten Ausführungsbeispieles dieser
Erfindung.
Fig. 1 zeigt eine Federungsvorrichtung 20 entsprechend eines
ersten Ausführungsbeispieles dieser Erfindung. Die Federungsvor
richtung 20 weist einen ersten Hohlzylinder 22, eine Hohlstange
23, und einen zweiten Hohlzylinder 24 auf. Die Hohlstange 23 ist
so im ersten Zylinder 22 eingebracht, daß sie in ihrer achsialen
Richtung bewegbar ist. Der erste Zylinder 22 weist ein Außenteil
26 und ein Innenteil 27 auf, das innerhalb des Außenteiles 26
eingebracht bzw. fixiert ist. Eine Dichtung 28 ist zwischen den
Teilen 26 und 27 angeordnet. Eine Öldichtung 29 und ein Lager 30
sind am oberen Endabschnitt des ersten Zylinders 22 angeordnet.
Ein unterer Abschnitt des Zylinders 22 ist über die Verbindungs
komponente 31 an einem an einer (nicht gezeigten) Achse montier
ten Teil befestigt.
Die erste Flüssigkeitskammer 33 ist durch die innere Oberfläche
des Zylinders 22 definiert. Die Flüssigkeitskammer 33 ist mit
einem Öl als eine Flüssigkeit gefüllt. Eine Durchlaßöffnung 34
ist in der Flüssigkeitskammer 33 gebildet. Eine Hydraulikschal
tung 35 ist mit der Durchlaßöffnung 34 verbunden. Die Hydrau
likschaltung 35 weist eine Pumpe 101, ein zwischen der Pumpe 101
und der Durchlaßöffnung 34 angeordnetes Solenoidventil 102, ein
Prüfventil 103, einen Öltank 104, und ein zwischen dem Öltank 104
und der Durchlaßöffnung 34 angeordnetes Solenoidventil 105 auf.
Eine Ölablaßöffnung 36, die durch den Verschluß 37 abgedichtet
werden kann, ist in einem untersten Abschnitt des Zylinders 22
gebildet.
Ein Rückschlagstopper 38 als ein erster Anschlag ist am unteren
Ende des Innenteiles 27 angeordnet. Wenn die Stange 23 sich in
einer Richtung nach außerhalb vom Zylinder 22 bewegt, definiert
der Anschlag 38 ein Hubende in dieser Richtung. Das Lager 39 ist
nahe dem unteren Ende des Innenteiles 27 angeordnet. Eine
Komponente 40 zum Verbinden der Stange 23 mit einem Fahrzeugkör
per ist am oberen Ende der Hohlstange 23 angeordnet. Ein Gummi
puffer 41 als ein zweiter Anschlag ist nahe dem oberen Ende der
Stange 23 angeordnet. Wenn sich die Stange 23 in einer Richtung
in den Zylinders 22 hinein bewegt, definiert der Puffer 41 ein
Hubende in dieser Richtung. Daher kann die Stange 23 lediglich
innerhalb des Bereiches des ersten Hubes S 1 hin- und herbewegt
werden. Eine Staubabdeckung 42 bedeckt eine Gleitoberfläche der
Stange 23 bezüglich des Zylinders 22.
Eine Bohrung 45 ist in der Hohlstange 23 in deren achsialen
Richtung gebildet. Ein Dämpfungskrafterzeuger 43, der ein wohlbe
kanntes Plattenventil und eine Öffnung bzw. eine Düse aufweist,
ist mittig entlang der Bohrung 45 angeordnet. Die Bohrung 45 und
die erste Flüssigkeitskammer 23 stehen miteinander über den
Dämpfungskrafterzeuger 43 in Verbindung.
Das Verbindungsteil 47 fixiert den zweiten Zylinder 24 und rich
tet diesen parallel zur Stange 23 aus. Ein Metallbalg 50 ist im
zweiten Zylinder 24 untergebracht. Eine zweite Flüssigkeitskammer
48 ist durch die äußere Oberfläche des Balges 50 und die innere
Oberfläche des Zylinders 24 definiert. Die Flüssigkeitskammer 48
ist ebenso mit dem Öl gefüllt. Die zweite Flüssigkeitskammer 48
steht über dem Flüssigkeitspfad 51, der durch das Verbindungsteil
47, die Bohrung 45 und den Dämpfungskrafterzeuger 43 gebildet
ist, mit der ersten Flüssigkeitskammer 33 in Verbindung.
Ein Inertgas wie z.B. Stickstoff ist in der Gaskammer 49 einge
schlossen, die durch die innere Oberfläche des Balges 50 defi
niert ist. Der Druck dieses Gases wirkt in einer Richtung zum
Ausdehnen des Balges 50. Wenn der Balg 50 ausgedehnt wird, wird
die Stange 23 in einer Richtung aus dem Zylinder 22 heraus
bewegt. Mit anderen Worten, wenn die Stange 23 innerhalb des
Bereiches des Hubes S 1 bewegt wird, wird der Balg 50 innerhalb
des zweiten Hubes S 2 ausgedehnt bzw. zusammengezogen. Der Außen
durchmesser D 1 der Stange 23 ist im allgemeinen kleiner als der
mittlere Durchmesser D 2 des Balges 50. Daher ist der Hub S 2 des
Balges 50 kleiner als der Hub S 1 der Stange 23.
Das Gewicht des Fahrzeugkörpers wirkt in einer Richtung, in der
die Stange 23 in den Zylinder 22 gedrückt wird. Wenn eine Kraft
in einer Richtung angelegt wird, in der die Stange 23 in den
Zylinder 22 gedrückt wird, wird die Stange 23 bei einer Position
gestoppt, bei der die Kraft im Ausgleich mit der Abstoßungskraft
des Gases in der Gaskammer 49 ist. Folglich muß ein in der Gas
kammer 49 eingeschlossenes befindliches Gas einen Druck aufweisen,
der ausreicht, das Gewicht des Fahrzeugkörpers zu tragen. Wenn
die Federungsvorrichtung in einem gewöhnlichen Fahrzeug verwendet
wird, beträgt der Druck in der Gaskammer 49, wenn der Balgen 50
um den Hub S 2 bewegt wird, etwa 490 N/cm2 bis 2450 N/cm2.
Der zweite Zylinder 24 weist Stirnwände 24 a und 24 b auf, die sich
gegenüberstehen. Ein Ende des Flüssigkeitspfades 51 ist zur
Flüssigkeitskammer 48 bei einer Stirnwand 24 b geöffnet. Um diese
Öffnung ist ein ringförmiger Ventilsitz 52 gebildet. Das andere
Ende des Flüssigkeitspfades 51 steht mit der Bohrung 45 in
Verbindung. Eine Entlüftungsöffnung 53, die durch eine Kugel 55
und eine Schraube 56 abgedichtet werden kann, ist in einem
obersten Abschnitt des Flüssigkeitspfades 51 gebildet.
Der Balg 50 weist einen Balgenkörper 62, der in achsialer Rich
tung des Zylinders 24 ausgedehnt bzw. zusammengezogen werden
kann, und eine Stirnplatte 64 zum Abdichten eines Endes des
Balgenkörpers 62 auf. Der Balgenkörper 62 weist eine Metall
platte wie z.B. eine Edelstahlplatte mit einer Dicke von ca. 0,1
bis 0,3 mm auf. Das andere Ende 63 des Balgenkörpers 62 ist an
der Stirnwand 24 a des Zylinders 24 angebracht. Der Ventilkörper
66 ist auf der oberen Oberfläche der Stirnplatte 64 so gebildet,
daß dieser dem Ventilsitz 52 gegenübersteht. Der Ventilkörper 66
ist aus einem Material mit gummiähnlicher Elastizität, wie z.B.
Urethan-Elastomer und Silikonkunststoff hergestellt. Wenn diese
Vorrichtung an den Fahrzeugkörper angebracht ist und als eine
Federung verwendet wird, wird auch dann, wenn der Balg 50 bis zum
Ende des Hubes S 2 ausgedehnt wird, ein genügender Abstand L 2
zwischen dem Ventilsitz 52 und dem Ventilkörper 66 sicherge
stellt.
Ein Block 67 ist in der Gaskammer 49 untergebracht. Der Block 67
weist ein geeignetes Volumen zur Einstellung des internen Volu
mens der Gaskammer 49 auf. Der Block 67 ist aus einem Material
mit Elastizität, wie z.B. ein Elastomer hergestellt. Der Block 67
kann jedoch aus einem Metall bestehen. Der Block 67 trägt die
Stirnplatte 64 des Balges 50 an seiner inneren Oberfläche, falls
das Gas in der Gaskammer 49 im Notfall leckt. Mit dieser Anord
nung kann, sogar wenn das Gas in der Gaskammer 49 leckt, eine
übermäßige Kontraktion des Balges 50 verhindert werden. Es soll
bemerkt werden, daß eine geeignete Menge Flüssigkeit anstelle des
Blockes 67 in die Gaskammer 49 gefüllt werden kann. Des weiteren
kann der Balg 50 aus einem Kunststoff hergestellt sein. Die in
der Stirnwand 24 a gebildete Gasversorgungsöffnung 68 kann durch
eine Schraube 69 abgedichtet werden.
Im folgenden wird der Ablauf des Zuführens eines Gases in die
Gaskammer 49 beschrieben.
Wenn ein Gas zugeführt werden soll, sind die Ölkammern 33 und 48
und die Bohrung 45 vorher mit dem Öl gefüllt. Wenn dieses Öl
eingebracht wird, wird das Entlüftungsloch 53 zum Herauslassen
der Luft aus den Zylindern 22 und 24 über das Loch 53 geöffnet.
Wie in Fig. 2 gezeigt, ist eine Druckgasquelle 110 mit der Gas
versorgungsöffnung 68 verbunden. Ein Ventil 111 ist zwischen der
Quelle 110 und der Versorgungsöffnung 68 angeordnet. Wenn das
Ventil 111 geöffnet wird, wird Gas in die Gaskammer 49 zugeführt.
Mit der Erhöhung der Gasmenge in der Gaskammer 49 wird der Balgen
körper 62 achsial ausgedehnt. Als Folge davon strömt das Öl in
der zweiten Flüssigkeitskammer 48 über den Flüssigkeitspfad 51
und die Bohrung 45 der Stange 23 in die erste Flüssigkeitskammer
33. Ein Teil des Öles in der Flüssigkeitskammer 33 wird über die
Durchlaßöffnung 34 in den Tank 104 zurückgeführt.
Wenn die Ausdehnung des Balges 50 den Hub S 2 übersteigt (Fig. 1)
und L 1 erreicht, wird der Ventilkörper 66 in Kontakt mit dem
Ventilsitz 52 gebracht. Daher wird der Balgenkörper 62 nicht mehr
weiter achsial ausgedehnt. In diesem Zustand ist das Öl in dem
Zwischenraum 70 zwischen der inneren Oberfläche des zweiten
Zylinders 24 und der äußeren Oberfläche des Balgenkörpers 62
eingeschlossen.
Da die Gaszufuhr in die Gaskammer 49, nachdem der Ventilkörper 66
in Kontakt mit dem Ventilsitz 52 gebracht worden ist, aufrecht
erhalten wird, steigt der Druck in der Gaskammer 49 allmählich
an. Da das Öl im wesentlichen inkompressibel ist, wird die ganze
äußere Oberfläche des Balgenkörpers 62 gleichförmig von dem Öl,
das im Zwischenraum 70 eingeschlossen ist, gehalten. Daher wird
der Balg 50 radial nicht deformiert, auch wenn die Gaszufuhr bei
einem hohen Druck aufrecht erhalten wird. Wenn der Druck in der
Gaskammer 49 einen vorbestimmten Wert erreicht, wird die Gaszu
fuhr gestoppt, und die Gasversorgungsöffnung 68 wird durch die
Schraube 69 abgedichtet.
Die Federungsvorrichtung 20, bei der die Gaskammer 49 mit Gas auf
die oben beschriebene Weise gefüllt ist, wird in den Fahrzeugkör
per (nicht gezeigt) befestigt. Wenn die Stange 23 sich in einer
Richtung vom Zylinder 22 hinaus bewegt, dehnt sich der Balg 50
aus, da das interne Volumen der Gaskammer 49 um einen Wert ent
sprechend der Bewegung der Stange 23 erhöht wird. Da dabei das
Öl in die Düse des Dämpfungskrafterzeugers 43 fließt, wird des
weiteren die Bewegung der Stange 23 beschränkt.
Im Gegensatz dazu, wenn die Stange 23 in Richtung in den Zylinder
22 hinein bewegt wird, wird der Betrag der Einführung der Stange
23 bezüglich des Zylinders 22 erhöht. Als Folge davon wird die
Gaskammer 49 um einen Wert entsprechend der Bewegung der Stange
23 komprimiert. Der Zylinder 22 und die Stange 23 bewegen sich
relativ zueinander in achsialer Richtung auf diese Weise, so daß
die Federungsvorrichtung 20 als Gasfederung und Stoßdämpfer
arbeitet. Die Federkonstante der Federungsvorrichtung 20 hängt
vom inneren Volumen der Gaskammer 49 ab. Daher wird zur Einstel
lung der Federkonstante das innere Volumen der Gaskammer 49
geändert, oder der Anfangsdruck in der Kammer 49 wird geändert.
Die Federkonstante kann ebenso durch Ändern des Volumens des
Blockes 69 eingestellt werden.
Wenn das Solenoidventil 102 geöffnet wird, und das Öl von der
Pumpe 101 in die Flüssigkeitskammer 33 zugeführt wird, wird die
Ölmenge in der Flüssigkeitskammer 33 erhöht. In diesem Fall wird
daher der Betrag des Herausragens der Stange 23 bezüglich des
Zylinders 22 erhöht. Wenn das Solenoidventil 102 geschlossen
wird, während das Solenoidventil 105 geöffnet ist, wird ein Teil
des Öles in der Flüssigkeitskammer 33 in den Tank 104 entnommen.
Als Folge davon wird der Betrag des Hinausragens der Stange 23
verringert.
Fig. 3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel dieser Erfindung.
Bei dieser Ausführungsform ist eine Erhebung 75 in der unteren
Wand 24 a des zweiten Zylinders 24 anstatt des Blockes 67 im
ersten Ausführungsbeispiel gebildet. Das interne Volumen der
Gaskammer 49 kann durch Ändern der Größe der Erhebung 75
eingestellt werden.
Bei einem dritten Ausführungsbeispiel dieser Erfindung wird, wie
in Fig. 4 gezeigt, eine feste Stange 76 verwendet. Ein kolben
ähnlicher Teil 77 ist bei einem Endabschnitt der Stange 76
angeordnet. Der Dämpfungskrafterzeuger 43 ist auf dem kolben
ähnlichen Teil 77 angeordnet. Die in den oben beschriebenen
Ausführungsbeispielen gezeigten Federungsvorrichtungen können
auch umgedreht verwendet werden.
Claims (9)
1. Druckspeicher mit einem ersten Hohlzylinder (22), dessen
innere Oberfläche eine erste Flüssigkeitskammer (33) defi
niert, die mit einer Flüssigkeit gefüllt ist, gekennzeichnet
durch:
eine Verbindungseinrichtung (47), die im ersten Zylinder (22) angeordnet ist, und ein in der Verbindungseinrichtung (47) gebildeter Flüssigkeitspfad (51), der mit der ersten Flüssig keitskammer (33) in Verbindung steht;
einen zweiten Hohlzylinder (24), der durch die Verbindungsein richtung (47) mit dem ersten Zylinder (22) verbunden ist, und erste und zweite Stirnwände (24 a, 24 b), die sich gegenüberste hen, aufweist;
einen im zweiten Zylinder (24) untergebrachten Balg (50), der einen Balgenkörper (62) und eine Stirnplatte (64) zum Abdichten eines Endes des Balgenkörpers (62) aufweist, wobei das andere En de (63) des Balgenkörpers (62) an der ersten Stirnwand (24 a) des zweiten Zylinders (24) befestigt ist, und der Balgenkörper (62) in einer achsialen Richtung des zweiten Zylinders (24) um einen Hub (S 2) frei ausdehnbar und zusammenziehbar ist, und durch eine innere Oberfläche des Balgenkörpers (62) eine Gaskammer (49) de finiert ist, in der ein komprimiertes Gas eingeschlossen ist, durch eine äußere Oberfläche des Balges (50) und eine innere Oberfläche des zweiten Zylinders (24) eine zweite Flüssigkeits kammer (48) definiert ist, und die zweite Flüssigkeitskammer (48) über den Flüssigkeitspfad (51) der Verbindungseinrichtung (47) mit der ersten Flüssigkeitskammer (33) in Verbindung steht;
eine Gasversorgungsöffnung (68), die im zweiten Zylinder (24) gebildet ist, wobei die Gasversorgungsöffnung (68) geöffnet ist, wenn Gas in die Gaskammer (49) zugeführt wird, und abgedichtet ist, wenn die Zufuhr von Gas vervollständigt ist;
eine mit der ersten oder der zweiten Flüssigkeitskammer (33, 48) verbundene Hydraulikschaltung (35) zum Ein- und Ausströmen einer Flüssigkeit zu und von den Kammern (33, 48);
einen auf der zweiten Stirnwand (24 b) des zweiten Zylinders (24) gebildeten ringförmigen Ventilsitz (52), der an einer Öffnung des Flüssigkeitspfades (51) so angeordnet ist, daß er der zweiten Flüssigkeitskammer (48) gegenübersteht; und
einen Ventilkörper (66), der dem Ventilsitz (52) gegenüber so angeordnet ist, daß der Ventilkörper (66) den Ventilsitz (52) nicht erreicht, wenn sich der Balg (50) innerhalb eines Bereiches des Hubes (S 2) bewegt, und der Ventilkörper (66) in Kontakt mit dem Ventilsitz (52) zum Schließen des Flüssigkeitspfades (51) der Verbindungseinrichtung (47) gebracht ist, wenn sich der Balg (50) weiter als der Hub (S 2) ausdehnt, und die Flüssigkeit in einem Zwischenraum (70) zwischen der inneren Oberfläche des zweiten Zylinders (24) und einer äußeren Oberfläche des Balgenkörpers (62) eingeschlossen ist.
eine Verbindungseinrichtung (47), die im ersten Zylinder (22) angeordnet ist, und ein in der Verbindungseinrichtung (47) gebildeter Flüssigkeitspfad (51), der mit der ersten Flüssig keitskammer (33) in Verbindung steht;
einen zweiten Hohlzylinder (24), der durch die Verbindungsein richtung (47) mit dem ersten Zylinder (22) verbunden ist, und erste und zweite Stirnwände (24 a, 24 b), die sich gegenüberste hen, aufweist;
einen im zweiten Zylinder (24) untergebrachten Balg (50), der einen Balgenkörper (62) und eine Stirnplatte (64) zum Abdichten eines Endes des Balgenkörpers (62) aufweist, wobei das andere En de (63) des Balgenkörpers (62) an der ersten Stirnwand (24 a) des zweiten Zylinders (24) befestigt ist, und der Balgenkörper (62) in einer achsialen Richtung des zweiten Zylinders (24) um einen Hub (S 2) frei ausdehnbar und zusammenziehbar ist, und durch eine innere Oberfläche des Balgenkörpers (62) eine Gaskammer (49) de finiert ist, in der ein komprimiertes Gas eingeschlossen ist, durch eine äußere Oberfläche des Balges (50) und eine innere Oberfläche des zweiten Zylinders (24) eine zweite Flüssigkeits kammer (48) definiert ist, und die zweite Flüssigkeitskammer (48) über den Flüssigkeitspfad (51) der Verbindungseinrichtung (47) mit der ersten Flüssigkeitskammer (33) in Verbindung steht;
eine Gasversorgungsöffnung (68), die im zweiten Zylinder (24) gebildet ist, wobei die Gasversorgungsöffnung (68) geöffnet ist, wenn Gas in die Gaskammer (49) zugeführt wird, und abgedichtet ist, wenn die Zufuhr von Gas vervollständigt ist;
eine mit der ersten oder der zweiten Flüssigkeitskammer (33, 48) verbundene Hydraulikschaltung (35) zum Ein- und Ausströmen einer Flüssigkeit zu und von den Kammern (33, 48);
einen auf der zweiten Stirnwand (24 b) des zweiten Zylinders (24) gebildeten ringförmigen Ventilsitz (52), der an einer Öffnung des Flüssigkeitspfades (51) so angeordnet ist, daß er der zweiten Flüssigkeitskammer (48) gegenübersteht; und
einen Ventilkörper (66), der dem Ventilsitz (52) gegenüber so angeordnet ist, daß der Ventilkörper (66) den Ventilsitz (52) nicht erreicht, wenn sich der Balg (50) innerhalb eines Bereiches des Hubes (S 2) bewegt, und der Ventilkörper (66) in Kontakt mit dem Ventilsitz (52) zum Schließen des Flüssigkeitspfades (51) der Verbindungseinrichtung (47) gebracht ist, wenn sich der Balg (50) weiter als der Hub (S 2) ausdehnt, und die Flüssigkeit in einem Zwischenraum (70) zwischen der inneren Oberfläche des zweiten Zylinders (24) und einer äußeren Oberfläche des Balgenkörpers (62) eingeschlossen ist.
2. Druckspeicher mit einem ersten Hohlzylinder (22), dessen innere
Oberfläche eine erste Flüssigkeitskammer (33) definiert, die mit
einer Flüssigkeit gefüllt ist, und mit einer Stange (23), die in
den ersten Zylinder (22) eingebracht ist und in einer achsialen
Richtung des ersten Zylinders (22) mit einem ersten Hub (S 1) hin-
und herbewegt werden kann, gekennzeichnet durch
eine Verbindungseinrichtung (47), die im ersten Zylinder (22) oder in der Stange (23) angeordnet ist, und ein in der Verbindungs einrichtung (47) gebildeter Flüssigkeitspfad (51), der mit der ersten Flüssigkeitskammer (33) in Verbindung steht;
einen zweiten Hohlzylinder (24), der durch die Verbindungseinrich tung (47) mit dem ersten Zylinder (22) oder der Stange (23) verbunden ist und erste und zweite Stirnwände (24 a, 24 b), die sich gegenüberstehen, aufweist;
einen im zweiten Zylinder (24) untergebrachten Balg (50), der einen Balgenkörper (62) und eine Stirnplatte (64) zum Abdichten eines Endes des Balgenkörpers (62) aufweist, wobei das andere Ende (63) des Balgenkörpers (62) an der ersten Stirnwand (24 a) des zweiten Zylinders (24) befestigt ist, und der Balgenkörper (62) in einer achsialen Richtung des zweiten Zylinders (24) um einen dem ersten Hub (S 1) des Stangees (23) entsprechenden zweiten Hub (S 2) frei ausdehnbar und zusammenziehbar ist, und durch eine innere Oberfläche des Balgenkörpers (62) eine Gaskammer (49) definiert ist, in der ein komprimiertes Gas eingeschlossen abgedichtet ist, durch eine äußere Oberfläche des Balges (50) und eine innere Ober fläche des zweiten Zylinders (24) eine zweite Flüssigkeitskammer (48) definiert ist, und die zweite Flüssigkeitskammer (48) über den Flüssigkeitspfad (51) der Verbindungseinrichtung mit der ersten Flüssigkeitskammer (33) in Verbindung steht;
eine Gasversorgungsöffnung (68), die im zweiten Zylinder (24) gebildet ist, wobei die Gasversorgungsöffnung (68) geöffnet ist, wenn Gas in die Gaskammer (49) zugeführt wird, und abgedichtet ist, wenn die Zufuhr von Gas vervollständigt ist;
eine mit der ersten oder der zweiten Flüssigkeitskammer (33, 48) verbundene Hydraulikschaltung (35) zum Ein- und Ausströmen einer Flüssigkeit zu und von den Kammern (33, 48);
einen auf der zweiten Stirnwand (24 b) des zweiten Zylinders (24) gebildeten ringförmigen Ventilsitz (52), der bei einer Öffnung des Flüssigkeitspfades (51) so angeordnet ist, daß er der zweiten Flüssigkeitskammer (48) gegenübersteht; und
einem Ventilkörper (66), der dem Ventilsitz (52) gegenüber so angeordnet ist, daß der Ventilkörper (66) den Ventilsitz (52) nicht erreicht, wenn sich der Balg (50) innerhalb eines Bereiches des zweiten Hubes (S 2) bewegt, und der Ventilkörper (66) im Kontakt mit dem Ventilsitz (52) zum Schließen des Flüssigkeits pfades (51) der Verbindungseinrichtung (47) gebracht ist, wenn sich der Balg (50) weiter als der zweite Hub (S 2) ausdehnt, und die Flüssigkeit in einem Zwischenraum (70) zwischen der inneren Oberfläche des zweiten Zylinders (24) und einer äußeren Ober fläche des Balgenkörpers (62) eingeschlossen ist.
eine Verbindungseinrichtung (47), die im ersten Zylinder (22) oder in der Stange (23) angeordnet ist, und ein in der Verbindungs einrichtung (47) gebildeter Flüssigkeitspfad (51), der mit der ersten Flüssigkeitskammer (33) in Verbindung steht;
einen zweiten Hohlzylinder (24), der durch die Verbindungseinrich tung (47) mit dem ersten Zylinder (22) oder der Stange (23) verbunden ist und erste und zweite Stirnwände (24 a, 24 b), die sich gegenüberstehen, aufweist;
einen im zweiten Zylinder (24) untergebrachten Balg (50), der einen Balgenkörper (62) und eine Stirnplatte (64) zum Abdichten eines Endes des Balgenkörpers (62) aufweist, wobei das andere Ende (63) des Balgenkörpers (62) an der ersten Stirnwand (24 a) des zweiten Zylinders (24) befestigt ist, und der Balgenkörper (62) in einer achsialen Richtung des zweiten Zylinders (24) um einen dem ersten Hub (S 1) des Stangees (23) entsprechenden zweiten Hub (S 2) frei ausdehnbar und zusammenziehbar ist, und durch eine innere Oberfläche des Balgenkörpers (62) eine Gaskammer (49) definiert ist, in der ein komprimiertes Gas eingeschlossen abgedichtet ist, durch eine äußere Oberfläche des Balges (50) und eine innere Ober fläche des zweiten Zylinders (24) eine zweite Flüssigkeitskammer (48) definiert ist, und die zweite Flüssigkeitskammer (48) über den Flüssigkeitspfad (51) der Verbindungseinrichtung mit der ersten Flüssigkeitskammer (33) in Verbindung steht;
eine Gasversorgungsöffnung (68), die im zweiten Zylinder (24) gebildet ist, wobei die Gasversorgungsöffnung (68) geöffnet ist, wenn Gas in die Gaskammer (49) zugeführt wird, und abgedichtet ist, wenn die Zufuhr von Gas vervollständigt ist;
eine mit der ersten oder der zweiten Flüssigkeitskammer (33, 48) verbundene Hydraulikschaltung (35) zum Ein- und Ausströmen einer Flüssigkeit zu und von den Kammern (33, 48);
einen auf der zweiten Stirnwand (24 b) des zweiten Zylinders (24) gebildeten ringförmigen Ventilsitz (52), der bei einer Öffnung des Flüssigkeitspfades (51) so angeordnet ist, daß er der zweiten Flüssigkeitskammer (48) gegenübersteht; und
einem Ventilkörper (66), der dem Ventilsitz (52) gegenüber so angeordnet ist, daß der Ventilkörper (66) den Ventilsitz (52) nicht erreicht, wenn sich der Balg (50) innerhalb eines Bereiches des zweiten Hubes (S 2) bewegt, und der Ventilkörper (66) im Kontakt mit dem Ventilsitz (52) zum Schließen des Flüssigkeits pfades (51) der Verbindungseinrichtung (47) gebracht ist, wenn sich der Balg (50) weiter als der zweite Hub (S 2) ausdehnt, und die Flüssigkeit in einem Zwischenraum (70) zwischen der inneren Oberfläche des zweiten Zylinders (24) und einer äußeren Ober fläche des Balgenkörpers (62) eingeschlossen ist.
3. Druckspeicher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
Stange eine Hohlstange (23) mit einer Bohrung (45), die sich
entlang einer achsialen Richtung der Stange erstreckt, aufweist,
und die Hohlstange (23) und der zweite Zylinder (24) parallel
zueinander durch die Verbindungseinrichtung (47) verbunden sind,
und die Bohrung (45) der Stange (23) über den Flüssigkeitspfad
(51) der Verbindungseinrichtung (47) mit dem zweiten Zylinder
(24) in Verbindung steht.
4. Druckspeicher nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
mittig entlang der Bohrung (45) der Hohlstange (23) ein Dämp
fungskrafterzeugungsmechanismus (43) angeordnet ist, der eine
Öffnung zum Beschränken eines Flusses einer Flüssigkeit aufweist,
die durch die Bohrung (45) fließt.
5. Druckspeicher nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die Stange eine feste Stange (76) aufweist, daß
der erste und der zweite Zylinder (22, 24) über die Verbindungs
einrichtung (47) parallel zueinander gekoppelt sind, und daß die
erste und die zweite Flüssigkeitskammer (33, 48) über den Flüssig
keitspfad (51) der Verbindungseinrichtung (47) miteinander
in Verbindung stehen.
6. Druckspeicher nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein
kolbenähnlicher Teil (77) nahe einem Ende der festen Stange (76)
angeordnet ist, und daß ein Dämpfungskrafterzeugungsmechanismus
(43) mit einer Öffnung auf dem kolbenähnlichen Teil (77) angeord
net ist.
7. Druckspeicher nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch ge
kennzeichnet, daß eine Entlüftungsöffnung (53) in einem obersten
Abschnitt des Flüssigkeitspfades (51) der Verbindungseinrichtung
(47) gebildet ist, und die Öffnung (53) geöffnet ist, wenn eine
Flüssigkeit in die erste und die zweite Flüssigkeitskammer (33,
48) gefüllt wird, und mit einem Verschluß (56) abgedichtet ist,
nachdem die Kammern (33, 48) mit der Flüssigkeit gefüllt sind.
8. Druckspeicher nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch ge
kennzeichnet, daß der erste Zylinder (22) und die Stange (23)
einen ersten Anschlag (38) zum Definieren eines Hubendes in einer
Richtung, in die die Stange (23) bewegt wird, um aus dem ersten
Zylinder (22) hinauszuragen, und ein zweiter Anschlag zum Defi
nieren eines Hubendes in einer Richtung, in die die Stange (23)
bewegt wird, um in den ersten Zylinder (22) hineingedrückt zu
werden, aufweist.
9. Druckspeicher nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch ge
kennzeichnet, daß in der Gaskammer (49) eine Einrichtung mit
einem geeigneten Volumen zum Einstellen eines internen Volumens
der Gaskammer (49) angeordnet ist.
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