DE1992800U - Pneumatische zugfeder. - Google Patents

Description

STABILUS INDUSTRIK- UND HANDELSGESELLSCHAFT ΠΕΗ., Koblenz-Neuendorf

Gebrauchsrnusteranneldung

Pneupiatisehe Zugfeder

Die Neuerung bezieht sich auf eine pneumatische Zugfeder, die einen in einem Zylinder angeordneten druckgasgefüllten Raum, in dem ein mit einer Kolbenstange verbundener Kolben gleitet, aufweist, wobei der Kolben mit einer Dämpfeinrichtung versehen und die Kolbenstange gegenüber dem druckgasgefüllten Raum abgedichtet ist.

Bekannt ist eine hydropneumatische Zugfeder,, die einen in einem Behälter angeordneten Zylinder .aufweist, der den Arbeitszylinder bildet und sich nur über einen Teil der Länge des Behälters erstreckt. In dem Behälter selbst ist durch einen Trennkol'ben .die Flüssigkeitsfüllung vom Druckgas getrennt angeordnet. Eine solche Konstruktion ist in ihrem Aufbau, bedingt durch die Vielzahl der Teile, recht kompliziert und beansprucht einen relativ großen Bauraum. Da der Raum unterhalb des Kolbens über eine Kolbenstangenbohrung mit der Außenluft in Verbindung steht, muß die Kolbendichtung vollkommen dicht sein und dementsprechend mit großer Vorspannung an dem Zylinder anliegen. Ganz abgesehen von der Kolbenstangendichtung muß auch die Dichtung im Trennkolben den gasgefüllten Raum vorn Flüssigkeitsraum abdichten und. deshalb mit einer relativ großen .Vorspannung gegenüber der Behälterinnenwand eingebaut werden. Die hohen Anpreßdrücke dieser Dichtungen verursachen einen der Federkraft in jeder Bewegungsrichtung entgegengesetzten Widerstand und dementsprechend eine Gasfüllung, deren Druck zum Ausgleich dieses Widerstandes um den dafür entsprechenden Betrag erhöht 1st.■ ''

- 2

— 9 _

Bekannt ist ferner eine hydropneunatische Feder¹, die zwei konzentrisch ineinander angeordnete Zylinder aufweist und der Raum zwischen" den beiden Zylindern durch eine Gas- und Flüssigkeitsfüllung ausgefüllt ist., während eine axial bewegliche Ringdichtung in diesem Raum die Gasfüllung von der Flüssigkeitsfüllung trennt. Der vom Kolben begrenzte und dem Kolbenstangenaustritt gegenüberliegende Raum im Innenzylinder ist bei Verwendung einer solchen Feder als Zugfeder flüssigkeitsfrei ausgebildet und steht mit der Außenluft in Verbindung. Aus diesem Grund muß die Kolbendichtung auch bei dieser Ausführung mit einer relativ großen Vorspannung an dem Innenzylinder anliegen, damit eine-einwandfreie Dichtwirkung erzielt wird. Der Bauaufwand einer solchen Konstruktion ist. recht groß, ferner erfordert eine solche hydropneumatisch^ Feder einen großen Bauraum und der der Bewegung entgegengesetzt gerichtete Widerstand durch die Dichtungen ist entsprechend hoch.

Die Aufgabe der vorliegenden Neuerung ist es, die Nachteile der be- ■ kannten Konstruktionen zu vermeiden und eine in ihrem Aufbau einfachepneumatische Zugfeder zu schaffen, die äußerst betriebssicher ist und einen geringen Bauraum beansprucht.

Entsprechend der Neuerung wird diese Aufgabe dadurch -gelöst, daß die Kolbenstange in an sich bekannter¹ Weise anschließend an den Kolben einen zylindrischen Ansatz aufweist, dessen Durchmesser größer ist als der der Kolbenstange und die Kolbenstange und der Ansatz je eine Stirr seite des druckgasgefüllten Zylinderrauines durchsetzt. Da. der Kolben ohnehin eine Dämpfeinrichtung aufweist, die einen. Austausch von Fluid ■ zwischen den beiden vom Kolben getrennten Räumen des.'druckgasgefüllter Zylinders gestattet, ist eine Kolbendichtung nicht unbedingt erforderlich.» Die Kolbendichtung hat lediglich die Auf gäbe,einen unkontrollier.-

" ■ — 3 —

■;.. ■ ■ . β - /

baren Drosselquerschnltt zwischen dem Kolben und der Zylinderwand zu vermeiden und die Bearbeitung des Zylinders und des Kolbens wesentlich zu vereinfachen, da hierdurch eine sehr enge Toleranz zwischen den beiden Teilen nicht erforderlich ist. Selbstverständlich kann die Drosseleinrichtung durch den Ringspalt zwischen dem Kolben und dem Zylinder gebildet werden _% was jedoch gegenüber der Anordnung einer Kolbendichtung relativ teuer in der Herstellung wird«,

Nach.einem weiteren Merkmal der Neuerung ist in an sich bekannter Weise der Zylinder von einem Behälter umgeben, wobei der Zylinder und der= Behälter einen zylindrischen Ringraum bilden, der mit Druckgas gefüllt ist land am austrittseitigen Ende der Kolbenstange durch Öffnungen in der Zylinderwand mit dem druckgasgefüllten Zylinderraum verbunden ist. Dadurch ist es möglich, ein großes Volumen für die Gasfeder- zu schaffen, wodurch eine sehr flach verlaufende Federkennlinie erzielt werden kann,,

Einen sehr einfachen Aufbau erreicht man entsprechend der Neuerung dadurch 9 daß eine in der Zylinderwand befestigte Trennwand den druckgasgefülltenZylinderraum von einem mit der Äußenluft in Verbindung stehenden Raum j in den der zylindrische Ansatz ragt.» trennt. Zugleich wird durch dieses Merkmal eine formschöne Konstruktion erzielt, die weitgehend unempfindlich gegen die Einwirkung von Schmutz ist«,

Um mit Sicherheit eine einwandfreie Funktion der pneumatischen Zug» feder zu erzielen, ist, wie die Neuerung zeigt, in an sieh bekannter Weise am Austritt der Kolbenstange und/oder des Ansatzes aus dem druckgasgefüllten Zylinder ein kleiner Raum mit einer Flüssigkeitsfül lung angeordnet» Diese Flüssigkeitsfüllung dient insbesondere der bes seren Abdichtung der Kolbenstange bzw. des Ansatzes und verhindert,-

. - 14 -

daß bei axialer¹ Verschiebung Geräusche, auftreten. Die Kolbendichtung übt bei dieser Konstruktion keine große Kraft auf die Zylinderwand aus, so daß auch der Widerstand, der durch diese Dichtung der Bewegung entgegengesetzt wird, sehr klein ist. Der durch die Kolbenstan-·. gendichtung bzw, durch die Dichtung für den Ansatz hervorgerufene Widerstand ist infolge der Ausbildung dieser Dichtungen gering.

Weitere Ausbildungsmöglichkeiten und vorteilhafte Wirkungen ergeben sich aus der Beschreibung des Aufbaues und der Wirkungsweise der nachfolgend dargestellten Ausführungsformen der Neuerung. Es zeigt:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine pneumatische Zugfeder entsprechend der Neuerung in schematischer Darstellung;

Fig. 2 einen Längsschnitt einer Ausführungsform einer¹ pneumatischen Zugfeder mit vergrößertem Federraum in schematischer Darstellung;

Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel einer solchen pneumatischen Zugfeder entsprechend der Darstellung nach Fig. 1.

Die pneumatische Zugfeder entsprechend der Ausführungsform nach Fig.l besteht aus dem Zylinder 1, in dem der mit der Kolbenstange 3 verbundene Kolben 4 in dem druckgasgefüllten Raum 2 axial beweglich angeordnet ist. Als Drosseleinrichtung weist der Kolben M- die Drosselbohrungen 8 auf, während sich die Kolbendichtung 9 in einer Nut des Kolbens 4 befindet. Der fest mit der Kolbenstange 3 und dem Kolben 4 verbundene Ansatz 5 durchsetzt die fest mit dem Zylinder 1 verbundene Trennwand 6 und ist gegenüber-dem druckgasgefüllten Raum durch die Dichtung 11 abgedichtet. Der Raum, in den der Ansatz 5 ragt', wird durch die Wand des Zylinders 1 begrenzt, während der Verbindungskanal 7 diesen Raum mit der Außenluft verbindet. Zur Abdichtung der Kolben-

stange 3 ist die Kolbenstangendichtung 10 an deren Austritt aus dem Zylinder angeordnet. ■ ■

Nachfolgend wird die Wirkungsweise der neuerungsgemäßen pneumatischen Zugfeder beschrieben:

Da der Durchmesser d der Kolbenstange 3 kleiner ist als der Durchmesser D des Ansatzes 5, wirkt auf die Kolbenstange 3 eine Einschubkraft P entsprechend der Beziehung

P = (D² - d²). -^ - p.

Dabei ist ρ der Druck im Raun 2. Die Kolbendichtung. 9 dient dabei nur dem Zweck, daß keine unkontrollierbaren Drosselquerschnitte zxd.scb.en dem Kolben 4· und der Innenwand des Zylinders 1 im druckgasgefüllten Raum 2 entstehen. Diese Kolbendichtung muß dementsprechend nicht absolut dicht sein und kann ohne wesentlichen Anpreßdruck gegen die Innenwand des Zylinders eingebaut werden, wodurch die durch diese Kolbendichtung 9 verursachte Reibung sehr klein ist. Wird die Kolbenstange 3 entgegen der Federkraft ausgezogen, so gleitet der Kolben nach oben, wobei durch die Drosselbohrung 8 Druckgas von dem Raum oberhalb des Kolbens in den Raum unterhalb des Kolbens strömt. Beispielsweise kann eine solche pneumatische Zugfeder als Türschließer Verwendung finden, wobei dem Ausfahren der Kolbenstange das öffnen der Türe entspricht, während die Zugfeder nach dem Loslassen der Türe diese automatisch in die Schließstellung bringt. Dabei wird durch die Zugkraft bzw. durch die Einschubkraft der pneumatischen Feder die Kolbenstange 3 in den Zylinder 1 gezogen, wobei die Einfährgeschwindigkeit der Kolbenstange 3 abhängig ist von der Größe ■ der Drosselbohrungen 8 im Kolben 4.. Selbstverständlich ist es 'auch denkbar, anstelle von einfachen Drosselbohrungen sogenannte Rückschlagventile anzuordnen, die in einer Bewegungsrichtung des Kolbens

• - 6 -

keinen nennenswerten Widerstand entgegensetzen, während"in der anderen Bewegungsrichtung die Drosselwirkung einsetzt. Beispielsweise würde bei Anwendung einer solchen Ausführung beim Öffnen der¹ Türe keine Drosselwirkung auftreten, dagegen aber beim Schließen der Türe, Durch den Verbindungskanal 7 kann sich in dem unterhalb der Trennwand G befindlichen Raum durch eine axiale Verschiebung des Ansatzes 5 kein Druck ausbilden.

Die Ausführungsform nach Fig. 2 unterscheidet sich von der nach Fig. 1 lediglich durch eine Vergrößerung der Druckgasfüllung,, wodurch eine sehr flache Federkennlinie erreicht wird. Dabei ist der Zylinder 1 von einem Behälter 12 umgeben, wobei zwischen dem Zylinder 1 und den; Behälter 12 ein ebenfalls mit einer Druckgasfüllung versehener Ringraum 13 gebildet wird, der über die öffnungen I¹+ im Zylinder 1 mit dem druckgasgefüllten Raum 2 in Verbindung steht. Diese öffnungen 14 können dabei ebenfalls als Drosselquerschnitte ausgebildet werden,.. In der Wirkungsweise entspricht die Ausführungsform nach Fig. 2 der nach Fig. 1.

Dais Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 unterscheidet sich von der schenatischen Darstellung nach Fig. 1 durch die Anordnung von kleinen flüssigkeitsgefüllten Räumen 15, die sowohl am Austritt der Kolbenstange 3 als auch am Austritt des Ansatzes 5 im druckgasgefüllten Raum 2 angeordnet sind. Diese flüssigkeitsgefüllten Räume 1.5 gestatten eine einwandfreie Abdichtung der Kolbenstange 3 und des Ansatzes 5 gegenüber dem druckgasgefüllten Raun 2, wobei die in den Räumen 15 befindliche Flüssigkeit die Kolbenstange 3 und den Ansatz 5 schmiert und dadurch eine Geräuschbildung durch die axial beweglichen Teile, mit Sicherheit vermeidet.

11. H-. 1968

Claims (1)

1. S chut ζ ai

   !.Pneumatische Zugfeder,, die einen in einem. Zylinder angeordneten druckgasgefüllten Raum,in dem ein mit einer Kolbenstange verbundener Kolben gleitet, aufweist, wobei der Kolben mit einer Därrpfeinrichtung versehen und die Kolbenstange gegenüber dem druckgasgefüllten Raum abgedichtet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange (3) in an sich bekannter Weise anschließend'an* den Kolben (4) einen zylindrischen Ansatz (5) aufweist, dessen Durchmesser größer ist als der der Kolbenstange ,..(.3) und die Kolbenstange (3) und der Ansatz (5) je eine Stirnseite des druckgasgefüllten Zylinderraumes (2) durchsetzt* ■ ,.,.

   2. Pneumatische Zugfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise der Zylinder (1) von einem Behälter (12) umgeben ist, wobei der Zylinder (1) und der Behälter (12) einen zylindrischen Ringraum (13) bilden, der mit Druckgas gefüllt ist und am austrittseitigen Ende der Kolbenstange durch öffnungen (14) in der Zylinderwand mit dem druckgasgefüllten Zylinderraum'

   (2) verbunden ist.

   3. Pneumatische Zugfeder nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine in dem Zylinder (1) befestigte Trennwand

   (6) den druckgasgefüllten Zylinderraum (.2) von einem mit der Außenluft in Verbindung stehenden Raum, in den der zylindrische Ansatz' (5) ragt, trennt.

   4. Pneumatische Zugfeder nach den Ansprüchen 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise am Austritt der Kolbenstange

   (3) und/oder des Ansatzes (5) aus dem druckgasgefüllten Zylinderraum (2) ein kleiner Raum (15) mit einer Flüssigkeitsfüllung angeordnet ist.

   11. M-. 196 8 ■■'■.-.. '■.-: