DE7010209U - Blockierbare kolbenzylinderanordnung. - Google Patents

Description

Patentanwalt Dipl.-Phys. Gerhard Liedl 8 München 22 Steinsdorfstr. 21-22 Tel. 29 84 62

Ursula OTTO, Entwicklungsbüro für Hydropneumatic Altbach, Lindenstraße 3

Blockierbare Kolbenzylinderanordnung.

Die Neuerung betrifft eine blockierbare Kolbenzylinderanordnung, insbesondere zum stufenlosen Verstellen von Sitzen, Klappen und dergleichen mit mindestens einem durch ein Druckmedium, insbesondere durch ein Druckgas und/oder eine Druckflüssigkeit gefüllten Zylinder, in dem eine durch ein Zylinder ende abgedichtet nach außen herausgeführte Kolbenstange mit einem Kolben axial verschieblich angeordnet ist, der gegenüber dem Zylinder mittels einer Dichtung abgedichtet und mit einem die Dichtung überbrückenden Umgehungskanal in seinem

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Ihneren versehen ist, der in je·* einermit dem Zylinderinnenraum in Verbindung stehenden Austrittsöffnung, die mit einer Dichtfläche versehen ist, zu beiden Seiten der Dichtung mündet, wobei in jeder der beiden Austrittsöffnungen ein mit der Dichtfläche zusammenarbeitendes Absperrorgan, insbesondere ein federbelasteter Ventilkörper, angeordnet und eine von außen betätigbare, insbesondere axial verschiebbare oder drehbare Steuerstange zur Betätigung der Absperrorgane vorgesehen ist.

Durch die deutsche Gebrauchsmusterechrift 1 084 862 ist eine blockierbare Kolbenzylinderanordnung der vorgenannten Art bekannt. Diese bekannte Kolbenzylinderanordnung ergibt im Vergleich zu anderen bekannten Lösungen den Vorteil, daß die Absperrorgane und Ventilkörper im Blockierungszustand sowohl bei Zug- als auch bei Druckkräften der Kolbenstange gegen ihre Dicht- und Sitzfläche verstärkt und immer in derselben Richtung angedrückt werden, so daß unerwünschte Vibrationen df r Absperrorgane in den Dichtflächen bei den genannten wechselnden Beanspruchungen vermieden werden und der Verschleiß sehr stark herabgesetzt wird. Vorteile ergeben sich ferner bezüglich der Abdichtung der Steuer stange, da auch hierbei ein Wechsel der Beanspruchungsrichtung vermieden wird. Nachteilig ist jedoch, daß, wenn ein Druckgas als Druckmedium benutzt wird, eine einwandfreie und sichere Abdichtung und Blockierung durch die federbelasteten Ventilkörper nicht mehr gegeben ist, denn diese arbeiten mit unnachgiebigen, z. B. metallischen Sitz- und Dichtflächen in den beiden Austrittsöffnungen bzw. im Kolben zusammen. Neuerungsgemäß soll diesem Nachteil abgeholfen und auch bei einer Gasfüllung eine einwandfreie Abdichtung und Blockierung gewährleistet sein. Ferner soll die Herstellung der Kolbenzylinderanord-

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nung vereinfacht und verbilligt werden, was insbeeon lere die Ausbildung des Kolbens betrifft.

Die neuerungsgemäße Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Dichtflächen aus einem nachgiebigen Werkstoff wie Hartgummijffimststoff oder dergleichen bestehen. Aufgrund der Nachgiebigkeit der Dichtflächen ergibt sich eine einwandfreie Abdichtung und Blockierung auch bei einem gasförmigen Druckmedium. Die Absperrorgane bestellen bevorzugt aus einem unnachgiebigen Werkstoff, denn es hat sich als besonders zweckmäßig erwiesen, wenn ein nachgiebiger mit einem unnachgiebigen Werkstoff bei der Dichtung in Zusammenwirkung gebracht wird. Deshalb können auch umgekehrt die Absperrorgane aus einem nachgiebigen Werkstoff bestehen, während die Dichtflächen aus einem unnachgiebigen Werkstoff bestehen wie bei der eingangs genannten bekannten Anordnung.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist jede Dichtfläche durch eine Ringfläche eines jeweils in die beiden AustrlttsQffnungen eingesetzten Ringes aus nachgiebigem Werkstoff gebildet. Es kann auch zweckmäßig sein, den Kolben aus nachgieb;"em Werkstoff herzustellen, wobei die Dichtflächen durch ringförmige Sitzflächen der beiden Austrittsöffnungen gebildet sind.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform 1st jede Dichtfläche von einer in mindestens einer Hülse oder einem Schlauch aus nachgiebigem Werkstoff angeordneten Durchgangsöffnimg gebildet, dto mit der zugeordneten Austrittsöffnung des Umgehungskanalee flüchtet. Hierbei ist es zweckmäßig, wenn die fluchtenden Austritte- and Daren*

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gangsöffnungen einen Kreisquerschnitt haben und der Kreisdurchmeeser der Durchgangsöffnung kleiner, insbe ν v: ^ geringfügig kleiner ist als der der Austrittsöffnung.

Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform liegt die Hülse aus nachgiebigem Werkstoff einerseits gegen eine Innenwandung des Umgehungskanales und andererseits gegen eine Außenwandung einer Stützhülse aus Metall oder einem anderen unnachgiebigen Werkstoff an, wobei in der Stützhülse zwei Durchgangsöffnungen angeordnet sind, die mit den beiden Durchgangsöffnungen der Hülse aus nachgiebigem Werkstoff fluchten und in etwa den gleichen Durchmesser wie diese haben.

Eine Vereinfachung der Fertigung und eine Verbilligung der Anordnung ergibt sich insbesondere dann, wenn der Kolben aus einem im wesentlichen hohlzylindrischen Form-, insbesondere Spritzgußteil, besteht, dessen durchgehender Ihnenraum zum Teil den Umgehungskanal bildet und an beiden Enden in geeigneter Weise abgeschlossen und gegenüber dem Ihnenraum des Zylinders abgedichtet ist.

Um eine einwandfreie Abdichtung und sichere Blockierung zu gewährleisten, ist es zweckmäßig, die Stützhülse gegenüber dem Innenraum des Umgehungskanales durch Dichtungen abzudichten, wobei, wenn zwei Hülsen aus nachgiebigem Werkstoff mit jeweils einer Durchgangsöffnung vorgesehen sind, zwischen den beiden Hülsen eine weitere Dichtung angeordnet ist.

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Neuerung sind aus der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungeform ersichtlich, die in der beigefügten Zeichnung im Teillängsschnitt dargestellt ist.

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Ih einem mit einem Druckmedium (Druckflüssigkeit und Druckgas oder Druckgas allein) gefällten Zylinder 1 ist ein Kolben 2 axial versehieblich angeordnet, der mit einer Kolbenstange 3 verbunden ist, die aus dem Zylinder an dem einen Ende desselben abgedichtet nach außen herausgeführt ist. Die Abdichtung und Herausführung der Kolbenstange kann gemäß der eingangs genannten deutschen Gebrauchsmuster schrift 1 984 862 erfolgen und ist der Einfachheit halber in der beiliegenden Zeichnung nicht dargestellt. Auch das dem Kolbenstangenaustrittsende gegenüberliegende Ende des Zylinders 1 ist in der beiliegenden Zeichnung nicht dargestellt, da es in beliebiger, an sich bekannter Weise ausgebildet und abgeschlossen sein kann. Wenn das Druckmedium zum Teil aus Druckflüssigkeit und zum Teil aus Druckgas besteht, empfiehlt es sich, zwischen der Druckgasfüllung und der Druckflüssigkeitsfüllung eine scheibenförmig ausgebildete, axial verschiebliche Dichtung anzuordnen, was ebenfalls bekannt ist. Bei dieser Anordnung ist es ferner zweckmäßig, den Kolben immit Druckflüssigkeit gefüllten Teilinnenraum des Zylinders 1 anzuordnen.

Die Kolbenstange 3 ist mit dem Kolben 2 durch einen zweiteiligen Haltering 4 und eine Oberwurf mutter 5 festverbunden. Der Haltering 4 steht mit einer Ringnut der Kolbenstange 3 in Eingriff und wird durch die Überwurfmutter 5 fest gegen das - in der Zeichnung - linke Ende des Kolbens 2 angezogen.

Der Kolben 2 ist gegenüber der Ihnenwandung des Zylinders 1 durch eine bekannte Dichtung, vorzugsweise durch einen O-Ring 6, abgedichtet. Der Kolben 2 besteht aus einem im wesentlichen hohlzylindrischen Form-, insbesondere Spritzgußteil, wobei ein Teil des Innenraumes einen Umge-

hungskanal ? bildet, der in zwei Austrittsöffnungen 8 und 8' endet, die zu beiden Seiten des O-Ringes 6 liegen, so daß der Q-RiQg 6 durch dsn Umgehungskanal 7 überbrückt ist. Ii jeder der beiden Austrittsöffnungen 8, 8' ist ein Absperrorgan, z. B. eine Ventilkugel 9 bzw. 9', angeordnet, die den Durchflußquerschnitt der beiden Austrittsöffnungen vollständig absperrt und unter Einwirkung eines Federringes 10 bzw. 1(H steht. Die beiden Ventilkugeln 9, 9' werden durch ihre zugeordneten Federringe 10, 10' gegen Sitz- und Dichtflächen in ihre Schließstellung gedrückt, die durch Durchgangsöffnungen 11, 11' gebildet sind, die in zwei Hülsen 12, 12' aus nachgiebigem Werkstoff vorgesehen sind. Die schlauchförmigen Hülsen 12, 12' sind, gegebenenfalls mit leichter Vorspannung, auf eine Stützhülse 13 aus unnachgiebigem Werkstoff aufgezogen und liegen fest gegen die üonenwandung des Umgehungskanales 7 sowie andererseits gegen die Außenlandung der Stützhülse 13 an. m der Stützhülse 13 sind ebenfalls zwei Durchgangsöffnungen 14, 14' angeordnet, die mit den Durchgangsöffnungen 11,11' und den Austrittsöffnungen 8, 8' fluchten. Es ist zweckmäßig, wenn die Durchgangsöffnungen 11, 11' und 14, 14' in etwa den gleichen Kreisdurchmesser, im Vergleich zu den Austritteöffnungen 8, 8' jedoch einen geringfügig kleineren Kreisdurchmesser haben.

Zur Betätigung der Ventilkugeln 9, 9' und zum Lösen der Absperrung und Blockierung ist eine axial verschiebliche, zum Zylinder 1 konzentrische Steuerstange 15 vorgesehen. Die Steuerstange 15 ist mit ihrem einen Ende nach außen abgedichtet aus dem Zylinder 1 herausgeführt, was bekannt und deshalb in der Zeichnung der Einfachheit halber nicht dargestellt ist. lh bekannter Weise ist es hierbei zweckmäßig, im Bereich des Austrittsendes der Steuerstange 15 eine Feder derart anzuordnen, daß

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die Steueretange 15 durch die Feder in die In der Zeichnung dargestellte Q Lage gedrückt wird, in der die Kolbenzylmderanordiumg blockiert ist.

rj Das dem Steuerstangenaus'irittsende gegenüberliegende Ende der Steuer-

;-' stange 15 liegt innerhalb des Umgehungskanales 7 und ist mit zwei ring-

I förmigen Wulsten 16, 16' versehen, die mit den Ventilkugeln 9, 9'

■* zum Verschieben derselben in die Löse- und offanateiiimg zusammenar-

) besten. Anstelle der Axialverschiebung der Steuerstange 15 kann auch

eine drehbare Anordnung derselben gemäß der eingangs genannten deut-

j. sehen Gebrauchsmusterechrift 1 984 862 in Frage kommen.

Der mnenraum des Umgehungskanales 7 ist im Bereich seines - in der Zeichnung - linken Endes durch zwei Dichtuiigep&&?& Il und 18 gemäß der Patentanmeldung P 19 50 381.2 des gleichen Anmelders abgedichtet. Das Dichtungspaket 17 dichtet hierbei gegenüber der Steuerstange 15 ab/ während das Dichttmgspäket 18 gegenüber, der Ko lenstange 3 abdichtet.

Zur weiteren Abdichtung sind auf der Stützhülse 13 drei O-Ringe 19, 20 ) und 21 angeordnet. Bezüglich der Lage der O-Ringe 19 bis 21 wird auf

die beigefügte Zeichnung verwiesen.

Ρ Das - in der Zeichnung - rechte Ende des Kolbens 3 ist durch einen mae-

I siven Stonfen 22 verschlossen. Der Stopfen 22 ist durch einen weiteren

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% O-Ring S* gegenüber dem Kolben 2 abgedichtet und durch einen Spreng-

ι] ring 24 axial gesichert.

I Wie ohne weiteres ersichtlich, wird die vorstehend beschriebene Kolben-

I zylinderanordnung den eingangs gestellten Forderungen gerecht. Neben

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den eingangs erwähnten Vorteilen ergibt sich noch ein weiterer Vorteil, der die Tatsache betrifft, daß die neuerungsgemäße Anordnung sehr einfach montiert und zusammengebaut werden kann.

Ein bevorzugtes Anwendungsgebiet für die neuerungsgemäße Kolbenzylinderanordnung ist die stufenlose Verstellung von Tischplatten und Stühlen, sowie der Lehnen und Sitzflächen, insbesondere von Automobil- und Flugzeugsitzen. Allgemein kann die neuerungsgemäße Kolbenzylinderanordnung jedoch auch für jede beliebige stufenlose Verteilung und Blokkierung von Klappen und anderen beweglichen Teilen benutzt werden. Außerdem ist eine Anwendung als blockierbare Gasfeder möglich, wobei die Feder der Steuerstange derart angeordnet und ausgebildet ist, daß die Absperrorgane gegen die Wirkung ihrer Federringe ständig in die Offenstellung gedruckt sind, in der das Druckmedium unter Überbrttckung der Kolbendichtung 6 von der einen auf die andere Kolbenseite überströmen kann. Im Bedarfsfall wird sodann die Steuerstange zur Blockierung der Anordnung verschoben. Wie ohne weiteres ersichtlich, ist je nachdem, ob die Absperrorgane in der Schließ- oder in der Offenstellung sind, der Kolben gegen Axialverschiebungen blockiert oder axial verschieblich, da in dem einen Fall ein Überströmen des Druckmediums von der einen Kolbenseite avf die andere möglich ist und in dem anderen Fall verhindert wird.

Claims (1)

1. Blockierbare Kolbenzylinderanordnung, insbesondere zum stufenlosen Verstellen von Klappen, Sitzen und dergleichen mit mindestens einem e durch ein Druckmedium, insbesondere durch ein Druckgas und/oder eine Druckflüssigkeit, gefüllten Zylinder, in dem eine durch ein Zylinderende abgedichtet nach außen herausgeführte Kolbenstange mit einem Kolben axial verschieblich angeordnet ist, der gegenüber dem Zylinder mittels einer Dichtung abgedichtet und mit einem die Dichtung überbrückenden Umgehungskanal in seinem Inneren versehen ist, der in je einer mit dem Zylinderinnenraum in Verbindung stehenden Austrittsöffnung, die mit einer Dichtfläche versehen ist, zu beiden Seiten der Dichtung mündet, wobei in jeder der beiden Austrittsöffnungen ein mit der Dichtfläche zusammenarbeitendes Absperrorgan, Insbesondere ein federbelasteter Ventilkörper, angeordnet ist und el ne von außen betätigbare, insbesondere axial verschiebbare oder drehbare Steuerstange zur Betätigung der Absperrorgane vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtflächen (11, 11') oder die Absperrorgane (9, 9*) aus nachgiebigem Werkstoff wie Hartgummi^Iünststoff und dergleichen bestehen.

2. Blockierbare Kolbenzylinderanordnung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Dichtfläche (11, 11') durch eine Ringfläche eines jeweils in die beiden Austrittsöffnungen (8, 8*) eingesetzten Ringes aus nachgiebigem Werkstoff gebildet ist.

3. Blockierbare Kolbenzylinderanordnung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (2) aus nachgiebigem Werkstoff besteht und die Dichtflächen (11, 11') durch ringförmige Sitzflächen der beiden Austrittsöffnungen (8, 8') gebildet sind.

Il 4. Blocldertaure KolbenyylinderanOTdnaig gemgß Anspruch I₉ dadurch [j gekennzeichnet, dafi jede Dichtfläche (11, 11') von einer In mindestens einer Hülse (12, 12') oder einem Schlauch aus nachgiebigem Werkstoff If- angeordneten Durchgangeöffinmg (11, 11') gebildet ist, die mit der zugell ordneten Austrittsöffnung (8, 8') fluchtet.

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$ 5. Blockierbare Kolbenzylinderanordnung gemäß Anspruch 4, dadurch

gekennzeichnet, daß die fluchtenden AustrittsQffnungen (8, 8') und Durch gangsöffnungen (11, 11') einen Kreisquerschnitt haben und der Kreisdurch- messer der DurchgangsSffnungen (11, 11') kleiner, insbesondere gering fügig kleiner, ist als der der Austrittsöffmmgen (8, 8' ).

6. Blockierbare Kolbenzylinderanordnung gem ^ ^midin oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzekimet, dafi die Hülse (12, 12') aus nachgiebigem Werkstoff einerseits gegt ι eine mnenwandung des Umgehungekanales(7) und andererseits gegen eine Aufienwandung einer Stützhülse (13) aus Metall oder einem anderen unnachgiebigen Werkstoff fest anliegt, wobei in der Stutzhülse (13) zwei Durchgangsöffnungen (14, 14') angeordnet sind, die mit den beiden DurchgangsfiffniL^en (11, 11') der Hülse (12, 12') aus nachgiebigem Werkstoff fluchten und in etwa den gleichen Durchmesser wie diese haben.

7. Blockierlbare Kolbenzylinderanordnung gemSfi einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (2) aus einem im wesentlichen hohlzylindrischen Form-, insbesondere Spritzgußteil, besteht, dessen durchgehender Innenraum zum Teil den Umgehungskanal (7) bildet und an beiden Enden in geeigneter Weise abgeschlossen und gegenüber dem Innenraum des Zylinders (1) abgedichtet ist.

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8. Blockierbare Kolbenzylinderanordnung gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützhülse (13) gegenüber dem Binenraum des Umgehungskanales (7) durch Dichtungen (19,20,21) abgedichtet ist, wobei die eine (20) der Dichtungen (19,20,21) zwischen den beiden Hülsen (12, 12') aus nachgiebigem Werkstoff, die mit jeweils einer der beiden Durchgangsöffnungen (11, 11') versehen sind, angeordnet ist.