CN1920328A

CN1920328A - 气体弹簧

Info

Publication number: CN1920328A
Application number: CN 200610138852
Authority: CN
Inventors: H·安泽尔; M·布勒德; S·邦内克泽尔; S·恩德斯; A·克尔; R·马斯曼; R·明特根; M·纳德勒; W·尼拉奇克尔; R·绍尔
Original assignee: Stabilus GmbH
Current assignee: Stabilus GmbH
Priority date: 2005-06-16
Filing date: 2006-06-16
Publication date: 2007-02-28
Anticipated expiration: 2026-06-16
Also published as: CN100427791C

Abstract

本发明涉及一种利用补偿介质作用在补偿活塞上的气体弹簧，以补偿其性能对温度的依赖性。根据本发明的第一方面，补偿介质(16M)这样选择，即，使得其临界温度(T_k)位于下限温度(T_下限)和超过气体弹簧(50)的运行温度范围的上限温度(T_上限)高达100℃的温度之间，且气体弹簧(50)这样设计，即，使得在不超过补偿介质(16M)的临界温度(T_k)的气体弹簧(50)的运行温度(T_B)下，指示补偿介质(16M)的状态的点位于蒸汽压力曲线上或之上。根据本发明的第二方面，为了简化气体弹簧(50)的结构，采用了一杯状的单个补偿活塞(10)，并且该活塞将气体弹簧(50)的工作腔室(1a)、补偿腔室(16)和复位腔室(15)彼此分开。

Description

气体弹簧

技术领域

本发明涉及一种气体弹簧，具有工作缸和工作杆，该工作缸与一补偿活塞装置一起限定出填充工作介质的工作腔室，该工作杆可移动地穿过工作缸中的一个孔伸入工作腔室内，其中补偿活塞装置由工作介质的压力和补偿介质的压力以及复位介质(restoring medium)驱动，该补偿介质设置在补偿腔室中且在温度升高时膨胀，使得工作腔室的体积增大，该复位介质设置在复位腔室内，使得工作腔室的体积减小。

背景技术

这种类型的气体弹簧在现有技术中是公知的，其目的是补偿对这种以使用补偿介质为特征的气体弹簧的温度的依赖。作为一个例子，读者可以参考DE3141295A1。

关于可以用作补偿介质的物质，DE3141295A1概括地提及了一种“特定流体”。相反，具有相同领域的DE2511289A1特别指出了用作补偿介质的液压油。最后，根据US4613115，特定物质的两相系统被用作补偿介质，或者更确切地说，所述物质的液相和气相在相应的压力和温度条件下共存于其中的系统被用作补偿介质。

但是，实践证明这些补偿介质当中没有一种在所有方面都令人满意。特别是，传统使用的矿物油在气体弹簧的运行条件的范围内没有令人满意的有效体积膨胀，所述气体弹簧的运行条件通常是处于一方面约为-30℃的温度和约50巴的压力至另一方面约为+80℃的温度和约440巴的压力之间。在本发明的上下文中，术语“有效体积膨胀”用于表示由温度升高引起的体积增加和同时由压力升高引起的体积减小之间的差异。

发明内容

因此本发明的一个目的是提供一种开始所述类型的气体弹簧，其改进了对气体弹簧特征的温度依赖的补偿。

根据本发明，该目的是借助于开始所述类型的气体弹簧实现的，其中补偿介质这样选择，即，使得其临界温度位于第一温度和第二温度之间，该第一温度基本上与气体弹簧的运行温度范围的下限温度相同，该第二温度超过气体弹簧的运行温度范围的上限温度约100℃，且补偿活塞装置的补偿介质作用于其上的表面、补偿活塞装置的工作介质作用于其上的表面、在气体弹簧的设计温度下工作腔室的体积、在气体弹簧的设计温度下补偿腔室的体积、和在气体弹簧的设计温度下作用在补偿活塞装置上的复位介质的复位力这样地确定大小并且彼此之间互相匹配，使得在不超过补偿介质的临界温度的气体弹簧的运行温度下，指示补偿介质的状态的点位于蒸汽压力曲线上或之上。

本发明人的成绩已经认识到，除“常规”液体和两相系统以外还存在第三组物质，所述“常规”液体是例如矿物油的液体，该“常规”液体的沸腾曲线远离上述运行条件的范围，因此尽管其一方面基本上不可压缩，但是另一方面只具有很小的体积膨胀，该两相系统的特点则是，其主要由气相引起的高体积膨胀再次被气相的高可压缩性抵消，对于第三组物质而言，尽管一方面这些物质在所述运行条件范围内具有相当大的体积膨胀，但是另一方面其是不可压缩的，因此其体积膨胀基本上都能被利用，不会有补偿气体弹簧的特性对温度的依赖性的局限性。基本原理在于这样的事实，即，一方面，液体正好在沸腾之前具有相当高的体积膨胀，但是另一方面，由于仍然是液体的属性而基本上不可压缩。然而，临界温度高于气体弹簧运行强度的常规范围上限100℃之上的物质不具有明显超过矿物油的有效体积膨胀的有效体积膨胀。而且，本发明人还认识到，用临界温度处于气体弹簧运行温度的常规范围内的物质，且在运行温度高于临界温度的时在液相和气相之间不再能区分的情况下，稠密状况是这样的，即，这些物质的性能在该温度范围内基本上与液体的性能相应。最后，本发明人还认识到，可以使气体弹簧的尺寸和气体弹簧中的压力彼此匹配，使得由相应所用的补偿介质引起的向液/气两相状态的转变可以容易地被防止。

在本发明的上下文中，当指示补偿介质状态的点位于蒸汽压力曲线之上时，参考压力/温度曲线图(pT曲线图)的常用表示法，因此意味着补偿介质处于其液相。

有利地，第二温度应当只超过气体弹簧运行温度范围的上限温度约60℃。最优选地，第二温度基本上与气体弹簧运行温度范围的上限温度相同，也就是说，补偿介质的临界温度位于气体弹簧运行温度的范围内。

在本发明的进一步改进中，补偿介质可以作为每种情况中的使用条件的函数从包括以下物质的组中选择，这些物质为二氧化碳(CO₂)、乙烷(C₂H₅)、丙烷(C₃H₈、硫化氢(H₂S)、氨(HN₃)、二氯甲烷(CH₃Cl)、二氧化硫(SO₂)和六氟化硫(SF₆)。当根据本发明的气体弹簧用于汽车车辆、办公椅或者或多或少地直接与人们的接触中的类似设备中时，不必说，还必须考虑一系列的选择规范，例如易燃性或可燃性、毒性、环保性等等。考虑到所有这些规范，使用二氧化碳(CO₂)和六氟化硫(SF₆)是最有利的，且二氧化碳(CO₂)具有非常高的有效体积膨胀。

而且，已经证明如果气体弹簧这样设计是有利的，即，在超过补偿介质临界温度的气体弹簧运行温度下，补偿腔室中的压力始终高于补偿介质的临界压力。

在本发明的上下文中，虽然利用根据本发明的补偿介质本身始终是优选的，其使得补偿腔室的全部有效体积都可以用于随温度而膨胀，进而移动补偿活塞，但是在特定情况下，可以将包括至少两种物质的混合物引入补偿腔室中，其中至少一种物质是具有根据本发明的特性的补偿介质。这样可能是有利的，例如，如果气体弹簧的尺寸和因此例如补偿腔室的体积由外部条件来确定，以获得所需的效果，但是只有部分体积必须填充补偿介质。

除了上述缺点外，从开始所述的出版文献中获知的气体弹簧还具有结构复杂、整体尺寸大的缺点，特别是由于补偿活塞装置的结构。例如，在从DE3141295A1中获知的气体弹簧中，在工作缸中可移动的第一活塞通过隔片连接在第二活塞上，该第二活塞可移动地布置在一以一定间距同轴环绕工作缸的外缸中，并将一复位或弹簧室从补偿腔室中隔开。

根据本发明的第二方面，本发明的另一目的是提供一种开始所述类型的气体弹簧，其只需要少量的简单部件并且整体尺寸很小。

根据本发明，该目的是通过开始所述类型的气体弹簧实现的，该气体弹簧还包括补偿缸，该补偿缸以一定间隔环绕工作缸、借助于其远离气体弹簧端部的端部延伸到工作缸之外且在该远端处闭合，工作杆在该气体弹簧的端部处伸出，补偿腔室基本上由工作缸和补偿缸之间的环形室形成，补偿活塞装置包括一个唯一的补偿活塞，该补偿活塞可移动地容纳在补偿缸中，且为具有杯座和圆柱形部分的杯形，该圆柱形部分在工作杆伸出的端部(1b)的方向上远离杯座突出，且该圆柱形部分与工作缸相接合，且补偿杆将工作腔室、补偿腔室和复位腔室彼此分开。

由于这种结构，一个唯一的补偿活塞既将补偿腔室从工作腔室中限定出，又将补偿腔室和工作腔室从复位腔室中限定出。这意味着部件的数量和整体长度都被减小了，因为工作腔室的直径小于复位腔室的直径，进而由于该补偿活塞的小移动冲程，获得了工作腔室的体积增加。

考虑到进一步减小气体弹簧的整体尺寸，因此提出，杯状补偿活塞的圆筒部分应当位于补偿缸和工作缸之间的环形室中。这样，工作腔室的整个长度都可用于工作杆的移动。

如果例如杯状补偿活塞的圆柱形部分至少借助于其部分外周面紧靠在补偿缸的内周面上，那么在补偿活塞和补偿缸之间则可以省去特定的导引元件。这有利于进一步简化结构，进而减小部件数量。

由于凸缘状加宽部分设置在伸入杯状补偿活塞的圆柱形部分中的工作缸的自由端上，且补偿活塞可移动地在该加宽部分上导引，可以提供另一种设计参数，该设计参数可使补偿介质作用在其上的补偿活塞表面和在补偿腔室给定长度下的补偿腔室体积波彼此独立地确定。

因此可以防止工作缸相对于补偿缸的振动和横向偏移，在本发明的另一种改进中提出，至少一个支撑元件应当设置在补偿缸和工作缸之间的环形室内，且该至少一个支撑元件应当使工作缸相对于补偿缸保持在合适位置上，并具有至少一个用于补偿介质的通孔。在这种布置中，补偿缸可以具有至少一个用于该至少一个支撑元件的阻挡件，该至少一个阻挡件确保该至少一个支撑元件和工作杆伸出的端部之间的预定最小间隔。

此外，或者作为一种替换，工作缸的多个支撑连接件可以设置在圆柱形部分上，优选地接近于其自由端。这些支撑连接件可以径向向内朝着工作缸延伸，也可以构造为例如挡块。

优选地，当温度持续增加时，补偿介质的体积持续增加。在这种情况下，除此之外或者作为一种替换，还可以整体地或部分地不可被压缩。

不考虑气体弹簧根据本发明的第二方面构造时的情况，使用实现本发明的第一方面的条件也是有利的，用于根据本发明的第二方面的构造方案中的补偿介质可以是油或膨胀蜡或两相介质，该两相介质的一相是液态另一相是气态，例如六氟化硫。

正如本身公知的一样，根据本发明的两个方面的工作腔室可以被连接在工作杆上的活塞分为第一工作腔室和第二工作腔室，该第一工作腔室靠近补偿活塞装置，工作杆穿过该第二工作腔室。

而且，根据本发明的两个方面的复位腔室可以填充例如压缩空气，该压缩空气以使工作缸的体积减小的方式作用在补偿活塞上。为此，可以实现气体弹簧的整体长度特别短。但是，作为一种替换或者除此之外，复位腔室可以容纳一作用在补偿活塞上的弹簧装置。该弹簧装置可在这种情况下包括至少一个压力弹簧，例如至少一个螺旋弹簧、杯状弹簧组件等。

附图说明

下面将借助于一些示例性的实施例结合附图加以更详细的描述本发明，其中：

图1以横截面方式示出了一气体弹簧；

图2以横截面方式示出了补偿活塞的详图；

图3示出了一种与图2类似的改进实施例的视图；

图4以横截面方式示出了图1中所示气体弹簧的工作缸、补偿缸和补偿活塞的详图；

图5以横截面方式示出了位于补偿活塞侧的工作缸端部的第二示例性实施例的详图；

图6以横截面方式示出了位于补偿活塞侧的工作缸端部的第三示例性实施例的详图；

图7以横截面方式示出了位于补偿活塞侧的工作缸端部的第四示例性实施例的详图；

图8以横截面方式示出了位于补偿活塞侧的工作缸端部的第五示例性实施例的详图；

图9以横截面方式示出了位于补偿活塞侧的工作缸端部的第六示例性实施例的详图；

图10以横截面方式示出了位于补偿活塞侧的工作缸端部的第七示例性实施例的详图；

图11以横截面方式示出了位于补偿活塞侧的工作缸端部的第八示例性实施例的详图；

图12以横截面方式示出了位于补偿活塞侧的工作缸端部的第九示例性实施例的详图；

图13以横截面方式示出了位于活塞杆侧的气体弹簧端部的第二示例性实施例的详图；

图14以横截面方式示出了位于活塞杆侧的气体弹簧端部的第三示例性实施例的详图；

图15以横截面方式示出了位于活塞杆侧的气体弹簧端部的第四示例性实施例的详图；

图16以横截面方式示出了位于活塞杆侧的气体弹簧端部的第五示例性实施例的详图；

图17以横截面方式示出了位于活塞杆侧的气体弹簧端部的第六示例性实施例的详图；

图18以横截面方式示出了位于活塞杆侧的气体弹簧端部的第七示例性实施例的详图。

具体实施方式

图1中，根据本发明的气体弹簧总体上标识为50。气体弹簧50具有一工作活塞2在其中可移动地导引的工作缸1。工作活塞2将工作缸1的内部腔室1a分为第一工作腔室3和第二工作腔室4。活塞杆6固定在工作活塞2上，穿过与外界封闭的第二工作腔室4，并以密封的方式在气体弹簧1的外部导引。

因此可以衰减工作活塞2在工作缸1的内部腔室1a中的运动，该内部腔室填充了压缩气体1M，将第一工作腔室3与第二工作腔室4连通的节流孔5设置在工作活塞2中。但是，除了节流孔5或者作为该节流孔5的一种替换，还可以在工作缸1中制成至少一个纵向槽。

工作缸1的与活塞杆伸出端1b相反的开口端1c借助于一杯状补偿活塞10封闭。补偿活塞10包括一标座10a和一圆柱形部分10b，其中杯座10a在该示例性实施例中以圆盘形状示例示出，圆柱形部分10b沿活塞杆伸出端1b的方向远离杯座10a突出。其内部腔室形成补偿活塞10的杯状开口11的圆柱形部分10b在工作缸1的外圆周表面上导引。为此，工作缸1在其端部1c处具有一凸缘状加宽部分7，在该部分的径向外周面中设置一环形槽8，且一O形环9插在该环形槽8中。补偿活塞10的圆柱形部分10b这样导引，使得其可以在工作缸1的端部1c的凸缘状加宽部分7上移动并由O形环9密封。

由于即使当补偿活塞10紧靠工作缸1的自由端1c时，如图1所示，气体1M渗入补偿活塞10和工作缸1之间的邻接间隙内，所以工作缸1的内部腔室1a中的压缩气体1M在表面A₁处作用在补偿活塞10上。该气体1M的压力对补偿活塞10施加一作用力，该作用力这样指向使工作缸1的内部腔室1a变大。

此外，补偿活塞10设置成以其圆柱形外表面可在补偿缸12内轴向移动，该补偿缸12间隔一段距离地同轴环绕工作缸1，并在其远离活塞杆6的端部处由底部13封闭。封闭盘14在活塞杆侧既封闭工作缸1又封闭补偿缸12，使得活塞杆6从大气到外侧的外部密封借助于补偿腔室16的密封装置以静态方式实现，也就是说没有任何移动部件。

形成在工作缸1和补偿缸12之间的环形室16填充有补偿介质16M，该补偿介质在温度升高时膨胀，也就是说，其体积增加。补偿介质16M在圆柱形部分10b的端面A₂处作用在补偿活塞10上，并且向其施加一作用力，该作用力这样指向使工作缸1的内部腔室1a变大。

为了将补偿腔室16与形成在补偿活塞10与底部13之间且填充有压缩气体15M的复位腔室15密封隔离，补偿活塞10在其外表面中具有一径向圆周槽17，环形密封件18安插在该槽中。为此，复位腔室15中的压缩气体15M在表面A₃处作用在补偿活塞10上且对活塞10施加一作用力，该作用力这样指向使工作缸1的内部腔室1a变小。

补偿活塞10在工作缸1的自由端1c方向上的预拉伸也可以借助于至少一个作用在补偿活塞10上的压力弹簧15M′的复位腔室15中的结构和/或借助于至少一个连接到补偿活塞10上的拉簧的补偿腔室16中的结构形成，除此之外或者作为一种替换，可以在复位腔室15中设置压缩气体15M。

如上所述，工作缸1的内部腔室1a填充有压缩气体1M，使得补偿活塞10被预张紧到补偿缸12中，也就是使得复位腔室15变小。设置在复位腔室15中的气体15M的压力以及压力作用在其上的表面A₁和A₃以这样一种方式选择和设计，即，使得作用在补偿活塞10上使复位腔室15变大的作用力始终大于由于工作缸1的内部腔室1a中的压力而作用在补偿活塞10上的压力，也就是说，特别是不考虑工作缸1的内腔室1a内工作活塞2的位置。

应当指出，还设置有将工作缸1支撑在补偿缸12上并使其相对于后者保持在适当位置上的支撑元件40。该支撑元件40具有至少一个用于补偿介质16M的通孔40a，该通孔对补偿介质16M流过该孔提供尽可能小的阻碍。补偿缸12上的凸缘41确保支撑元件40始终与活塞杆侧的工作缸1的端部1b保持预定的最小间隔。不用说，也可以设置多个这种类型的间隔元件。

为了最佳地利用补偿介质16M，在气体弹簧50的最低运行温度，例如-30℃时，补偿活塞10位于接近于具有端面的凸缘状加宽部分7的端部1C处。这意味着工作缸1的内部腔室1a的体积也处于最小。

如果环境温度升高，补偿介质16M膨胀且使补偿活塞10朝补偿缸12的底部13移动，也就是说，使得复位腔室15变小。由此，工作缸1的内部腔室1a变大。这意味着，如果内部腔室1a的体积实际上保持恒定不增加或者仅增加到限定程度，那么由于工作缸1的内部腔室1a内的温度升高，压力将增加，因为工作缸1的内部腔室1a的体积增加会抵消温度增加的效果。

根据本发明，二氧化碳(CO₂)优选地用作补偿介质16M，并且由于气体弹簧50及其部件的几何形状或尺寸的相应设计，该二氧化碳在补偿腔室16中保持为这样的高压，即，使得在压力/温度图(pT图)上显示其状态的压力值位于气体弹簧运行温度的常规范围内，也就是说，位于约-30℃的温度下限T_下限和约+80℃的温度上限T_上限之间，始终在蒸汽压力曲线之上或至少在蒸汽压力曲线上。二氧化碳的临界温度T_k约为31℃并因此位于所述运行温度范围内的事实，以及在临界温度之上的温度时不再能够区别气相和液相的事实令人惊讶地对有效体积膨胀不具有任何不利影响，理想的有效体积膨胀是高的，因为二氧化碳的密度在相关的这种情况中的压力下是如此的高，使得其表现为基本上和液体一样。

由于根据本发明的气体弹簧50的尺寸，甚至确保了在临界温度T_k之上的温度下的二氧化碳压力始终位于二氧化碳的临界压力P_k之上，该临界压力为73.8巴。

术语“有效体积膨胀ΔV”，或者更确切地说，术语“相对有效体积膨胀ΔV/V”在本发明的上下文中用于表示由温度升高引起的体积增加和同时由压力升高引起的体积减小之间的差异，也就是说：

ΔV/V＝(T_上限-T_下限)·γ-(p_上限-p_下限)·α

其中：

T_上限是运行温度范围的上限温度，

T_下限是运行温度范围的下限温度，

p_上限是上限温度处补偿腔室内的压力，

p_下限是下限温度处补偿腔室内的压力，

γ是补偿介质的体积膨胀系数，和

α是补偿介质的压缩系数。

用作比较介质的矿物油的相对有效体积膨胀ΔV/V在上述运行温度范围内约为6.2％。

相比之下，二氧化碳给出了31.8％的相对有效体积膨胀ΔV/V。此外，二氧化碳具有可以低成本地获得且无毒、环保、不易燃、甚至与气体物质尤其是与空气混合时不爆炸的优点。

而且可以用于直接或间接与人接触的气体弹簧中的补偿介质16M还可以是一氧化二氮(N₂O)和六氟化硫(SF₆)。一氧化二氮(N₂O)的临界温度T_k约为46.4℃，且其临界压力p_k约为72.5巴。而且，一氧化二氮具有约为26％的相对有效体积膨胀ΔV/V，该值积略小于二氧化碳的值。六氟化硫(SF₆)的临界温度T_k约为45.6℃，且其临界压力p_k约为37巴。而且，六氟化硫具有约为10.7％的相对有效体积膨胀ΔV/V，该值稍微有些低于二氧化碳的值但仍然是明显地高于矿物油的值。

对于例如易燃性、易爆性、毒性、恶臭污染的可能性等等特性不是限制性特性或者甚至不是禁止标准的特定应用场合，还可以使用乙烷、丙烷、硫化氢、氨、二氯甲烷和二氧化硫。这些物质的参数在下面的表1中示出。

表1：

	T_k[℃]	P_k[巴]	ΔV/V[％]
	T_k[℃]	P_k[巴]	ΔV/V[％]	乙烷	32.1	50.3	16.1
丙烷	96.9	43.6	13.0	乙烷	32.1	50.3	16.1
丙烷	96.9	43.6	13.0	硫化氢	100.4	89.0	19.7
氨	132.4	113.0	22.6	硫化氢	100.4	89.0	19.7
氨	132.4	113.0	22.6	二氯甲烷	143.0	68.9	14.6
二氧化硫	157.5	80.3	16.6	二氯甲烷	143.0	68.9	14.6

应当指出，上面列出的相对有效体积膨胀ΔV/V的值是在简单假定而不是依赖于气体弹簧的实际构造的情况下，根据前面给出的公式计算出的，所述假定的情况是：补偿腔室16中的压力在+80℃的上限温度处约为440巴，在-30℃的下限温度处约为50巴。所示值因而只是在数量级范围内给出了作为补偿介质的一种或另一种物质的适合性的意见。

下面将更详细地解释根据本发明的气体弹簧的一些变化实施例。

在图1和4中，补偿活塞10制成一个构件，然而在图2中，补偿活塞10在其圆柱形外表面上具有一径向外周台阶状环形凹槽19，使杯加长且与补偿活塞10具有相同外径的密封套20固定插入到该凹槽19中。在端面，密封套20可以通过例如O形环的密封元件(未示出)与补偿活塞10密封。

虽然补偿活塞10在根据图2的实施例中也是杯状形式，但是在此应当结合附图3指出，该杯状也可以原则上只通过基本上为盘形的底座部分10a和基本上为圆柱形的套筒20′的组合形成。如果盘形底座部分10a的厚度相对于补偿活塞10必须在补偿缸12中导引的长度是足够的，那么套筒20′就不必具有与补偿活塞10相同的外径。

图5至12示出了位于补偿活塞侧且与补偿活塞10密封的工作缸1的端部的不同实施例。

图5中，管状工作缸1位于补偿活塞侧的端部1c径向向外形成凸缘22并通过这种喇叭形状容纳中空形式的O形环9。

图6、7和8中，管状工作缸位于补偿活塞侧的端部也是径向向外形成凸缘22。在这种情况下，图6中具有U形横截面的密封环21压在凸缘22上。

图7中，环绕工作缸1的支撑环23与凸缘22平行布置并与其间隔一段距离，且通过锁紧环24紧固在工作缸1上。凸缘22与支撑环23之间的环形间隙形成了容纳O形环9的环形槽8。

图8中，第二支撑环25紧靠在凸缘22上，与由锁紧环24紧固的支撑环23平行并与其间隔一段距离，且径向伸入工作缸1中的环形槽26中。容纳O形环9的环形槽8形成在两个支撑环23和25之间。

图9中，彼此平行且彼此间隔的两个支撑环23和25连接在工作缸1的外表面上，并且在两者之间形成了容纳O形环9的环形槽8。

在图10和11的示例性实施例中，没有凸缘状加宽部分，但是改为环形槽8形成在工作缸1的外表面中，以容纳O形环9。图10中，环形槽由径向变形产生，图11中通过机械加工形成。

根据图12，容纳O形环9的环形槽8形成在独立部分1d中，但是该独立部分1d连接在工作缸1上，使得与工作缸成固定关系地运行。

图13至18示出了气体弹簧50位于活塞杆侧的端部。

在此，位于活塞杆侧的管状补偿缸12的端部成形为形成径向向内导引的凸缘27。环形支撑元件28轴向紧靠在凸缘27上。支撑元件28借助于补偿缸12环绕在其径向外周面上，在图13、16和17的示例性实施例中，通过变形在补偿缸12中形成一凸缘29，在图13和17中，该凸缘径向啮合到支撑元件28中的相应凹槽30中。

支撑元件28伸入气体弹簧中的端部具有一台阶31，该台阶31的直径缩小到与工作缸1的内径相匹配，且该台阶31与工作缸1的端部接合。

环形密封元件32在端面处支撑靠在支撑元件28上并且径向向内紧靠在活塞杆6上，径向向外紧靠在工作缸1的内壁上。

图13中，工作缸连接在支撑元件28上，然而在图14至16的示例性实施例中，一径向向内指向的凸缘33通过使工作缸1变形的方式形成，并与支撑元件28的台阶31中的相应凹槽34接合。

图17中，支撑元件28的台阶31在其径向外周面中具有一环形槽35，工作缸1端部的凸缘状径向向内指向的形状36与该环形槽35接合。

图16中，支撑元件28的导致形成台阶31的肩部37紧靠在凸缘29上。

图18中，径向向内指向的凸缘38在与密封元件32轴向间隔一段距离处通过使工作缸1变形的方式形成，且形成限制活塞2的向外移动的阻挡件。

图13至15和17至18中，密封环39布置在补偿腔室16中，接近于支撑元件28或轴向紧靠后者，且该密封环39径向向内紧靠工作缸1的外壁，且径向向外紧靠补偿缸2的内壁，并将补偿腔室16与支撑元件28密封。

Claims

1、一种气体弹簧(50)，包括：

工作缸(1)，该工作缸与补偿活塞装置(10)一起限定填充有工作介质(1M)的工作腔室(1a)，和

工作杆(6)，该工作杆可移动地穿过工作缸(1)中的一开孔伸入工作腔室(1a)中，

其中补偿活塞装置(10)由工作介质(1M)的压力和补偿介质(16M)的压力以及复位介质(15M)驱动，该补偿介质设置在补偿腔室(16)中且在温度升高时膨胀，从而使得工作腔室(1a)的体积增大，该复位介质设置在复位腔室(15)内，以使得工作腔室(1)的体积减小，

其特征在于，这样选择补偿介质(16M)，即，使得其临界温度(T_k)位于第一温度(T₁)和第二温度(T₂)之间，第一温度(T₁)基本上与气体弹簧(50)的运行温度范围的下限温度(T_下限)相同，并且该第二温度(T₂)超过气体弹簧(50)的运行温度范围的上限温度(T_上限)约100℃，且补偿介质(16M)作用于其上的补偿活塞装置(10)表面(A₂)、工作介质(1M)作用于其上的补偿活塞装置(10)表面(A₁)、在气体弹簧(50)设计温度下的工作腔室(1a)的体积、在气体弹簧(50)设计温度下的补偿腔室(16)的体积、和在气体弹簧(50)的设计温度下作用在补偿活塞装置(10)上的复位介质(15M)的复位力这样地确定大小并且彼此之间互相匹配，从而使得在不超过补偿介质(16M)的临界温度(T_k)的气体弹簧(50)运行温度(T_B)下，指示补偿介质(16M)的状态的点位于蒸汽压力曲线上或之上。

2、根据权利要求1所述的气体弹簧，其特征在于，第二温度(T₂)超过气体弹簧(50)的运行温度范围的上限温度(T_上限)约60℃，优选为基本上与气体弹簧(50)的运行温度范围的上限温度(T_上限)相同。

3、根据权利要求1或2所述的气体弹簧，其特征在于，补偿介质(16M)从包括以下物质的组中选择，这些物质为二氧化碳、乙烷、丙烷、硫化氢、氨、二氯甲烷、二氧化硫、六氟化硫和一氧化二氮。

4、根据权利要求1至3之一所述的气体弹簧，其特征在于，在超过补偿介质(16M)的临界温度(T_k)的气体弹簧(50)运行温度下，补偿腔室(16)中的压力始终高于补偿介质的临界压力(p_k)。

5、根据权利要求1的前序部分所述并且理想的是根据权利要求1至4之一的特征部分所述的气体弹簧，其特征在于，该气体弹簧还包括补偿缸(12)，该补偿缸以一定间隔环绕工作缸(1)、借助于其远离气体弹簧(50)的端部(1b)的端部(1c)延伸到工作缸(1)之外且在该远端处闭合，其中工作杆在气体弹簧(50)的端部(1b)处伸出，同时补偿腔室(16)基本上由工作缸(1)和补偿缸(12)之间的环形室形成，并且补偿活塞装置包括一个唯一补偿活塞(10)，该补偿活塞可移动地容纳在补偿缸(12)中，且为具有杯座(10a)和圆柱形部分(10b)的杯形，该圆柱形部分(10b)在工作杆伸出的端部(1b)的方向上远离杯座(10a)突出，且该圆柱形部分(10b)与工作缸(1)相接合，且该补偿杆(10)将工作腔室(1a)、补偿腔室(16)和复位腔室(15)彼此分开。

6、根据权利要求5所述的气体弹簧，其特征在于，补偿活塞(10)的圆柱形部分(10b)接合于补偿缸(12)和工作缸(1)之间的环形室(16)中。

7、根据权利要求5或6所述的气体弹簧，其特征在于，补偿活塞(10)的圆柱形部分(10b)至少借助于其部分外周面紧靠在补偿缸(12)的内周面上。

8、根据权利要求5至7之一所述的气体弹簧，其特征在于，凸缘状加宽部分(7)设置在伸入补偿活塞(10)的圆柱形部分(10b)中的工作缸(1)自由端(1c)上，且补偿活塞(10)可移动地在该加宽部分(7)上导引。

9、根据权利要求5至8之一所述的气体弹簧，其特征在于，至少一个支撑元件(40)设置在补偿缸(12)和工作缸(1)之间的环形室(16)内，且该至少一个支撑元件(40)将工作缸(1)相对于补偿缸(12)保持在合适位置上，并具有至少一个用于补偿介质(16M)的通孔(40a)。

10、根据权利要求9所述的气体弹簧，其特征在于，补偿缸(12)具有至少一个用于至少一个支撑元件(40)的阻挡件(41)，该至少一个阻挡件(41)确保在该至少一个支撑元件(40)和工作杆伸出的端部(1b)之间的预定最小间隔。

11、根据权利要求5至10之一所述的气体弹簧，其特征在于，工作缸(1)的多个支撑连接件设置在圆柱形部分(10b)上，优选地接近于其自由端。

12、根据权利要求5至11之一所述的气体弹簧，其特征在于，当温度持续增加时，补偿介质(16M)的体积持续增加。

13、根据权利要求5至12之一所述的气体弹簧，其特征在于，补偿介质(16M)整体地或部分地不可压缩。

14、根据权利要求5至13之一所述的气体弹簧，其特征在于，补偿介质(16M)是油或膨胀蜡或两相介质，该两相介质的一相是液态另一相是气态，例如六氟化硫。

15、根据权利要求1至14之一所述的气体弹簧，其特征在于，工作腔室(1a)被连接在工作杆(6)上的活塞(2)分为第一工作腔室(3)和第二工作腔室(4)，第一工作腔室(3)靠近补偿活塞装置(10)，工作杆(6)穿过该第二工作腔室(4)延伸。

16、根据权利要求1至15之一所述的气体弹簧，其特征在于，复位介质(15M)由设置在复位腔室(15)中的压缩气体形成。

17、根据权利要求1至15之一所述的气体弹簧，其特征在于，复位介质(15M′)由弹簧装置形成。