SE534662C2 - Gasfjäder med kraftkarakteristik väsentligen oberoende av temperaturen samt motorfordon innefattande en sådan gasfjäder - Google Patents

Abstract

SAM MAN DRAG En gasfjäder (1) beskrivs, vilken innefattar en första del (2) som definierar encylinder (3), som innefattar en längdaxel (4) och som är sluten i en första ände(5) längs längdaxeln (4). Gasfjädern innefattar även en kolv (6) som är rörligtanordnad längs längdaxeln (4) i cylindern (3), en kolvstäng (7) som ärför-bunden med kolven (6) och som sträcker sig ut genom cylinderns andra ände(8), en skiljekolv (9) som är rörligt anordnad längs längdaxeln (4) i cylindern (3)mellan kolven (6) och den första änden (5), gas som är anordnad i cylindern (3)mellan skiljekolven (9) och den första änden (5), och vätska som är anordnadmellan skiljekolven (9) och kolven (6). Gasfjädern innefattar även en expan-sionskammare (10) för vätskan samt en tryckregleringsanordning vilken äranordnad att styra vätsketransport mellan cylindern (3) och expansions-kammaren (10) i beroende av temperaturen för att därigenom hälla gasfjäderns(1) kraftkarakteristik väsentligen oberoende av temperaturen. Fig 1

Description

25 30 534 B52 2 Åtminstone ett av nämnda ändamål uppfylls med en gasfjäder enligt patentkrav 1.

Ytterligare fördelar erhålles med särdragen i de efterföljande beroende patentkraven.

Enligt en första aspekt av uppfinningen tillhandahålles en gasfjäder innefattande en första del som definierar en cylinder, som innefattar en längdaxel och som är sluten i en första ände längs längdaxeln. Gasfjädem innefattar även en kolv som är rörligt anordnad längs längdaxeln i cylindern, en kolvstàng som är för- bunden med kolven och som sträcker sig ut genom cylinderns andra ände, en skiljekolv som är rörligt anordnad längs längdaxeln i cylindern mellan kolven och den första änden. Gasfjädern innefattar dessutom gas som är anordnad i cylindern mellan skiljekolven och den första änden, och vätska som är an- ordnad mellan skiljekolven och kolven. Gasfjädern kännetecknas av att den även innefattar en expansionskammare för vätskan samt en tryckreglerings- anordning vilken är anordnad att styra vätsketransport mellan cylindern och expansionskammaren i beroende av temperaturen för att därigenom hålla gasfjäderns kraftkarakteristik väsentligen oberoende av temperaturen.

Med en gasfjäder enligt uppfinningen kommer vätska att föras bort från cylindern när gasfjâdern är varm. Detta kommer att sänka trycket i cylinder och kommer därmed att minska fjäderkraften från gasen.

Vätsketransport mellan cylindern och expansionskammaren kan ske på många olika sätt men sker företrädesvis med hjälp av tryckskillnaden mellan cylindem och expansionskammaren som drivande kraft. vätskan är i de flesta utföringsformer en olja, även om det inom ramen för upp- finningen inte är uteslutet att använda andra vätskor än oljor.

Tryckregleringsanordningen kan innefatta en mätvätskekammare, i vilken det finns anordnat mätvätska, och ett tryckrör med en längdaxel i vilket en tryckaxel är rörligt anordnad, varvid tryckaxelns läge i tryckröret beror pà mätvätskans volym och varvid vätsketransporten mellan cylindern och expansionskammaren är anordnad att styras av tryckaxelns läge. Tryckaxelns läge styr med fördel ventiler som tillåter flöde till eller från expansionskammaren.Eftersom mätvätskans volym varierar med temperaturen kommer tryckaxelns läge att förändras med temperaturen. 10 15 20 25 30 534 B52 På motsvarande sätt som för vätskan är mätvätskan företrädesvis en mätolja, även om det inom ramen för uppfinningen inte är uteslutet att använda andra mätvätskor.

Mätvätskekammaren kan vara anordnad i kolvstången. Detta är en utrymmes- besparande placering av mätvätskekammaren som därmed ej erfordrar någon plats på utsidan av gasfjädem. Det är givetvis möjligt att låta mätvätske- kammaren vara anordnad på utsidan av gasfjädem, varvid transport av vätska mellan mätvätskekammaren och cylindern sker genom slangar. När vätskan har flyttats till kolvstången påverkar den inte längre fjäderkraften i gasfjädem.

I fallet att mätvätskekammaren är anordnad i kolvstången kan kolvstången innefatta en kolvstångscylinder, varvid mätvätskekammaren är anordnad i en mätvätskekolv som är rörligt anordnad i cylindern i kolvstången. Gas är då med fördel anordnad bakom mätvätskekolven så att mätvätskekolven påverkas av en kraft i riktning mot kolven.

I fallet att mätvätskekammaren är anordnad i en mätvätskekolv kan expansions- kammaren vara anordnad mellan mätvätskekolven och kolven, varvid expan- sionskammarens storlek beror på mätvätskekolvens läge i förhållande till kolven. Mätvätskekolven och därmed även vätskan iexpansionskammaren kommer med ett sådant anordnande att utsättas för ett tryck som ges av gastrycket bakom mätvätskekolven.

Tryckregleringsanordningen kan innefattar en ventilanordning som är fast anordnad i förhållande till kolven, vilken ventilanordning innefattar ett reglerhål, vilket sammanfaller axiellt med tryckröret och i vilket tryckaxeln är rörligt anordnad. Tryckaxeln är således styrd av både tryckröret och av reglerhålet.

Tryckaxelns läge i ventilanordningen styr flödet av vätska mellan expansions- kammaren och mätvätskekammaren.

Ventilanordningen kan innefatta en första vätskeledning för bortförsel av vätska från cylindern till expansionskammaren, en första ventil som är anordnad iden första vätskeledningen för styrning av vätskeflödet genom den första vätske- ledningen, en andra vätskeledning för tillförsel av vätska till cylindem från ex- pansionskammaren, och en andra ventil som är anordnad i den andra vätske- ledningen för styrning av vätskeflödet genom den andra vätskeledningen, varvid den första ventilen och den andra ventilen styrs av tryckaxelns axiella läge i 10 15 20 25 30 534 B82 4 förhållande till ventilanordningen. Med två olika vätskeledningar erhålls en enklare lösning än om samma ventil skall kunna kopplas om mellan två olika flödesriktningar.

Med fördel är maximalt en av ventilerna öppen för varje axiellt läge för tryckaxeln. Därmed undviks problem med att flödesmotståndet skulle variera för samma flödesriktning. När ingen tryckreglering erfordras kan båda ventilerna vara stängda.

Med fördel kombineras ventilerna med backventilema vilka tillser att flöde endast kan ske i en riktning för varje vätskeledning.

Var och en av den första ventilen och den andra ventilen kan innefatta en kula, ett ventilsäte och en fjäder som är anordnad att trycka kulan mot ventilsätet, varvid ventilerna är anordnade att öppnas genom att kulorna trycks bort från ventilsätena, varvid tryckaxeln innefattar avfasningar för var och en av ven- tilerna, varvid tryckaxeln och ventilerna år anordnade så att var och en av ven- tilerna är stängd då den tillhörande avfasningen är inriktad mot ventilen och öppen då avfasningen är utanför ventilen och tryckaxeln således trycker bort den tillhörande kulan från ventilsätet.

Med en sådan utföringsform realiseras ventilanordningen på ett enkelt sätt. Det är givetvis möjligt att åstadkomma ventilema även på andra sätt.

Enligt en andra aspekt av föreliggande uppfinningen tillhandahållas ett motor- fordon innefattande en gasfjäder enligt den första aspekten av föreliggande uppfinning.

Ett motorfordon utrustat med en gasfjäder enligt den första aspekten av före- liggande uppfinning kommer att ha köregenskaper som i mindre utsträckning år beroende av yttertemperaturen är motorfordon enligt känd teknik.

Kort beskrivning av ritningama l det följande kommer föredragna utföringsformer av uppfinningen att beskrivas med hänvisning till de vidhängande ritningama.

Fig 1 visar schematiskt en gasfjäder enligt en föredragen utföringsform av före- liggande uppfinning. 10 15 20 25 30 534 B52 Fig 2 visar i större förstoring en del av en tryckregleringsanordning i gasfjädem i ett första läge.

Fig 3 visar i större förstoring en del av en tryckregleringsanordning i gasfjädern i ett andra läge.

Beskrivning av föredragna utföringsformer av uggfinningen l den efterföljande beskrivningen av föredragna utföringsformer av uppfinningen kommer samma hänvisningsbeteckning att användas för samma eller liknande särdrag i de olika figurerna. Figurema är endast schematiska och förhållandena mellan olika dimensioner i figurema kan vara andra än de som visas i figurema.

Fig 1 visar schematiskt en gasfjäder 1 enligt en föredragen utföringsform av föreliggande uppfinning. Gasfjädern 1 innefattar en första del 2 som definierar en cylinder 3 i vilken det är anordnat en gas, och en längdaxel 4. Cylindem är sluten i en första ände 5. Gasfjädem 1 innefattar även en kolv 6 som är rörligt anordnad längs längdaxeln 4 i cylindem 3 och en kolvstång 7 som är förbunden med kolven 6 och som sträcker sig ut genom cylinderns andra ände 8. Gas- fjädern innefattar även en skiliekolv 9 som år rörligt anordnad längs längdaxeln 4 i cylindem 3 mellan kolven 6 och den första änden 5. l gasfjädem 1 är gas anordnad i cylindern 3 mellan skiljekolven 9 och den första änden 5 och vätska är anordnad mellan skillekolven 9 och kolven 6. Gasfjädem innefattar även en expansionskammare 10 och en tryckregleringsanordning som år anordnad att styra vätsketransport mellan cylindern och expansionskammaren 10 i beroende av temperaturen för att därigenom hållas gasfjädems 1 kraftkarakteristik väsent- ligen oberoende av temperaturen. Tryckregleringsanordningen i utföringsforrnen som visas i Fig 1 innefattar en mätvåtskekolv 11 som är rörligt anordnad längs längdaxeln 4 i en kolvstångscylinder 12 som l sin tur är anordnad l kolvstàngen 7. I mätvätskekolven 11 är en mätvåtskekammare 13 anordnad, i vilken mät- vätskekammare mätvätska är anordnad. Bakom mätvätskekolven 11 finns det anordnat gas som trycker mätvätskekolven 11 mot kolven 6. Mätvätskekolven 11 innefattar ett tryckrör 14, genom vilket tryckrör 14 mätvätska är anordnad att flyta vid expansion av mätvätskan. Tryckröret 14 är anordnat parallellt med längdaxeln 4 och sammanfalleri den visade utföringsformen med längdaxeln 4. l tryckröret 14 är en tryckaxel 15 anordnad. Tryckregleringsanordningen inne- fattar även en ventilanordning 16 som är fast anordnad iförhàllande till kolven 6. l ventilanordningen 16 finns det anordnat ett reglerhål 17 vilket sammanfaller 10 15 20 25 30 35 534 E52 axiellt med tryckröret 14 och i vilket tryckaxeln 15 är rörligt anordnad. Botten pà reglerhàlet 17 är i förbindelse med expansionskammaren 10 så att tryckaxeln på ena sidan utsätts för ett tryck motsvarande trycket i expansionskammaren 10 och på den andra sidan utsätts för ett tryck motsvarande trycket i mätvätske- kammaren 13. Ventiianordningen 16 innefattar en första vätskeledning 18 för bortförsel av vätska från utrymmet mellan kolven 6 och skiljekolven 9 till ex- pansionskammaren 10, och en andra vätskeledning 19 för tillförsel av vätska till utrymmet mellan kolven 6 och skiljekolven 9 från expansionskammaren 10. Den första vätskeledningen 18 innefattar en första ventil 20 och en första backventil 21. På motsvarande sätt innefattar den andra vätskeledningen 19 en andra ventil 22 och en andra backventil 23. Ventilerna 20, 22, och backventilema 21, 23, visas i större detalj i Fig 2 och Fig 3. Gasfjädem innefatttar ett första fäste 34 i den första delen 2 och ett andra fäste 35 i kolvstången 7.

F ig 2 visar i större förstoring en del av tryckregleringsanordningen i gasfjädern 1 i ett första läge. Den första ventilen 20 innefattar ett första ventilsäte 24 och en första kula 25 som trycks mot det första ventilsätet 24 med en fjäder 26. Den andra ventilen 22 innefattar pà motsvarande sätt ett andra ventilsäte 27, en andra kula 28 som trycks mot det andra ventilsätet 27 med en fjäder 29. Tryck- axeln 15 innefattar en första avfasning 30 som är vänd mot den första ventilen 20 och en andra avfasning 31 som är vänd mot den andra ventilen 22. Mellan tryckaxeln15 och den första kulan 25 finns det anordnat en första hjälpkula 32.

Pà motsvarande sätt finns det anordnat en andra hjälpkula 33 mellan tryckaxeln 15 och den andra kulan 28. I Fig 2 är den första avfasningen 30 inriktad mot den första ventilen 20 och den första kulan 25 vilar mot det första ventilsätet 24 så att den första ventilen 20 är stängd. Den andra avfasningen 31 är ej inriktad mot den andra ventilen 22. Därmed trycker tryckaxeln 15 in den andra hjälp- kulan 33 som i sin tur trycker bort den andra kulan 28 så att den andra ventilen hålls öppen.

Fig 3 visar i större förstoring en del av tryckregleringsanordningen i gasfjådem 1 i ett andra läge. l det i Fig 3 visade läget är den andra avfasningen 31 inriktad mot den andra ventilen 22 så att den hålls stängd. Tryckaxeln 15 trycker in den första hjälpkulan 32 och via den den första kulan 25 så att den första ventilen 20 hålls öppen.

Funktionen hos gasfjädern kommer nu att beskrivas med hänvisning till Fig 1, 2 och 3. När gasfjädems temperatur stiger kommer mätvätskans volym att öka. 10 15 20 25 534 E82 Tryckaxeln 15 kommer då att flyttas mot kolven 6 så att den första avfasningen 30 inte längre är inriktad med den första ventilen 20, såsom visas i Fig 3. Den andra ventilen 20 kommer då att öppna. Vätskan kommer nu att tryckas in från utrymmet mellan kolven 6 och skiljekolven 9 så länge trycket i nämnda utrymme är högre än gastrycket bakom mätvätskekolven 11. Den första backventilen 21 kommer att se till att vätskeflöde endast tillåts i riktning in mot expansions- kammaren 10.

När gasfjäderns temperatur sjunker och trycket i cylindern 3 sjunker kommer tryckaxeln 15 att röra sig i riktning bort från kolven 6, så att den andra av- fasningen 31 inte längre är inriktad med den andra ventilen. Vätskan kommer nu att tillåtas tryckas ut från expansionskammaren 10 så länge det är ett högre tryck i expansionskammaren 10 än i cylindern 3. Den andra backventilen 23 kommer endast att tillåta vätskeflöde i riktning från expansionskammaren 10.

De beskrivna utföringsformema kan varieras på många sätt utan att frångå uppfinningens anda och omfattning, vilken endast begränsas av de vidhäng- ande patentkraven.

Gasfiädern måste inte ha en cirkulärcylindrisk cylinder. Det är givetvis möjligt inom ramen för uppfinningen att ha andra former på cylindem såsom en oval cylinder.

Det är inte nödvändigt att ha expansionskammaren anordnad i kolvstången.

Expansionskammaren kan vara anordnad i en separat del utanför cylindern och kolvstàngen.

Det är möjligt att använda andra sorters ventiler än de som beskrivits ovan. Även om det i den ovan beskrivna utföringsformen talas om en vätska och en mätvätska är det i första hand en olja respektive en mätolja som avses.

Claims (7)

10 15 20 25 30 534 E52 PATENTKRAV

1. Gasfiäder (1) innefattande en första del (2) som definierar en cylinder (3), som innefattar en längdaxel (4) och som är sluten i en första ände (5) längs längdaxeln (4), en kolv (6) som är rörligt anordnad längs längdaxeln (4) i cylindern (3), en kolvstång (7) som är förbunden med kolven (6) och som sträcker sig ut genom cylinderns andra ände (8), en skiljekolv (9) som är rörligt anordnad längs längdaxeln (4) i cylindern (3) mellan kolven (6) och den första änden (5), gas som är anordnad i cylindern (3) mellan skiljekolven (9) och den första änden (5), och vätska som är anordnad mellan skiljekolven (9) och kolven (6), kännetecknad av att den även innefattar en expansionskammare (10) för vätskan samt en tryckregleringsanordning vilken är anordnad att styra vätsketransport mellan cylindern (3) och expansionskammaren (10) i beroende av temperaturen för att därigenom hålla gastjäderns (1) kraftkarakteristik väsentligen oberoende av temperaturen, varvid kolvstàngen (7) innefattar en kolvstångscylinder (12), varvid tryckregleringsanordningen innefattar en mätvätskekolv (11) som är rörligt anordnad i kolvstångscylindern (12), en mätvätskekammare (13), vilken är anordnad i mätvätskekolven (11) och i vilken det finns anordnat mätvätska, och ett tryckrör (14) i vilket en tryckaxel (15) är rörligt anordnad, varvid tryckaxelns (15) läge i tryckröret (14) beror på mätvätskans volym och varvid vätsketransporten mellan cylindern (3) och expansionskammaren (1 O) är anordnad att styras av tryckaxelns (15) läge.

2. Gasfjäder (1) enligt patentkrav 1, varvid expansionskammaren (10) är anordnad mellan mätvätskekolven (11) och kolven (6), varvid expansionskammarens (10) storlek beror på mätvätskekolvens (11) läge i förhållande till kolven (6).

3. Gasfiäder (1) enligt patentkrav 1 eller 2, varvid tryckregleringsanordningen innefattar en ventilanordning (16) som är fast anordnad i förhållande till kolven, vilken ventilanordning innefattar ett reglerhål (17), vilket sammanfaller axiellt med tryckröret (14) och i vilket tryckaxeln är rörligt anordnad.

4. - 4. Gasfiäder (1) enligt patentkrav 3, varvid ventilanordningen (16) innefattar en första vätskeledning (18) för bortförsel av vätska från cylindern (3) till expansionskammaren (10), en första ventil (20) som är anordnad i den första 10 15 20 534 B62 9 vätskeledningen (18) för styrning av vätskeflödet genom den första vätskeledningen (18), en andra vätskeledning (19) för tillförsel av vätska till cylindern (3) från expansionskammaren (10), och en andra ventil (22) som är anordnad iden andra vätskeledningen (19) för styrning av vätskeflödet genom den andra vâtskeledningen (19), varvid den första ventilen (20) och den andra ventilen (22) styrs av tryckaxelns (15) axiella läge i förhållande till ventilanordningen (16).

5. Gasfjäder (1) enligt patentkrav 4, varvid maximalt en av ventilema (20, 22) är öppen för varje axiellt läge för tryckaxeln (15).

6. Gasfjäder (1) enligt patentkrav 4 eller 5, varvid var och en av den första ventilen (20) och den andra ventilen (22) innefattar en kula (25, 28), ett ventilsäte (24, 27) och en fjäder (26, 29) som är anordnad att trycka kulan (25, 28) mot ventilsâtet (24, 27), varvid ventilerna (20, 22) är anordnade att öppnas genom att kulorna trycks bort från ventilsätena (24, 27), varvid tryckaxeln (15) innefattar avfasningar (30. 31) för var och en av ventilerna (20, 22), varvid tryckaxeln (15) och ventilerna (20, 22) är anordnade så att var och en av ventilerna (20, 22) är stängd då den tillhörande avfasningen (30, 31) är inriktad mot ventilen (20, 22) och öppen då avfasningen (30, 31) är utanför ventilen (20, 22) och tryckaxeln (15) således trycker bort den tillhörande kulan (25, 28) från ventilsätet.

7. Motorfordon innefattande en gasfiäder (1) enligt något av föregående patentkrav.