DE10163996A1

DE10163996A1 - Längenverstellbare Gasfeder

Info

Publication number: DE10163996A1
Application number: DE10163996A
Authority: DE
Inventors: Rainer Knapp
Original assignee: Suspa Holding GmbH
Current assignee: Suspa Holding GmbH
Priority date: 2001-12-24
Filing date: 2001-12-24
Publication date: 2003-07-03
Also published as: US6736380B2; US20030116897A1

Abstract

Eine Gasfeder weist ein Gehäuse (1) auf, in dem ein an einer Kolbenstange (8) angebrachter Kolben (12) verschiebbar angeordnet ist, der den Innenraum des Gehäuses (1) in zwei mit Druckmedium gefüllte Teil-Gehäuseräume (15, 16) unterteilt. Es ist ein Ventil (20) vorgesehen, mittels dessen die Teil-Gehäuseräume (15, 16) miteinander verbunden werden können. Das Ventil ist derart ausgebildet, daß ein zum Öffnen bzw. Schließen des Ventils (20) dienender Ventilstift (24) bei einer in Einschub-Richtung (43) der Kolbenstange (8) wirkenden Kraft, die einen vorgegebenen Wert übersteigt, aus einer Schließstellung gegen eine Feder-Einheit (34) in eine Überlast-Öffnungs-Position verschiebbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine längenverstellbare Gasfeder nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Derartige Gasfedern sind in großer Zahl bekannt. Beispielsweise sind sogenannte Zwei-Rohr-Gasfedern bekannt, bei denen zwei Rohre konzentrisch ineinander angeordnet sind und zwischen sich einen Ringkanal begrenzen. Beiderseits des Kolbens sind Teil-Gehäuseräume ausgebildet, die über den Ringkanal und das an einem Ende des Gehäuses angeordnete Ventil miteinander verbindbar sind. Derartige längenverstellbare Gasfedern sind beispielsweise aus der DE-PS 18 12 282 (entsprechend US-PS 3,656,593) bekannt.

Weiterhin sind längenverstellbare Gasfedern bekannt, bei denen das Ventil im Kolben angeordnet ist und die durch eine in der hohl ausgebildeten Kolbenstange angeordnete Ventil-Betätigungs-Stange betätigbar sind. Derartige Gasfedern sind beispielsweise aus der EP 0 353 550 B1 (entsprechend US-PS 4,949,941) bekannt. Bei den letztgenannten Gasfedern können die Teil-Gehäuseräume auch mit Hydrauliköl gefüllt sein; die Druckgasfüllung befindet sich dann nur in einer dem geschlossenen Ende des Gehäuses zugeordneten Druckgas-Kammer, die von dem benachbarten Teil-Gehäuseraum durch einen abgedichtet an der Innenwand des Gehäuses geführten Schiebekolben abgetrennt ist.

Alle bekannten Gasfedern haben die Eigenschaft, daß bei einer Überlast- Druckkraft zwischen Gehäuse und Kolbenstange, also bei einer vorgegebene vertretbare Werte übersteigenden Kraft, die die Kolbenstange in das Gehäuse hineinzuschieben sucht, eine Beschädigung oder Zerstörung der Gasfeder auftreten kann. Dieses Problem ist besonders ausgeprägt bei den zuletzt angesprochenen hydraulisch blockierbaren Ein-Rohr-Gasfedern, beispielsweise beim Einsatz in Krankenhausbetten.

Aus der EP 1 101 972 A2 ist eine Gas-Zugfeder bekannt, die ein Gehäuse mit einer konzentrisch in diesem geführten Kolbenstange aufweist. Auf der Kolbenstange ist ein im Gehäuse abgedichtet geführter Kolben angebracht, der eine Ölkammer in zwei Teil-Ölkammern untertrennt. Es ist weiterhin ein Ventil zum Miteinander-Verbinden der Teil-Ölkammern vorhanden, das einen Ventilstift aufweist, der von außerhalb des Gehäuses betätigbar ist und beim Einschieben in einer Ventil-Öffnungs-Richtung in Richtung einer Mittel-Längs-Achse in eine Öffnungsstellung des Ventils und durch eine Rückstellfeder entgegen der Ventil-Öffnungs-Richtung in eine Schließstellung verbracht wird. Im Anschluß an die Ölkammer ist eine Zug-Gasfeder in das Gehäuse integriert, in die die Kolbenstange geführt ist.

In dem die Teil-Ölkammern voneinander trennenden Kolben ist zusätzlich ein nach Art eines Rückschlagventils ausgebildetes Überdruckventil vorhanden, daß einen den Kolben durchsetzenden, die Teil-Ölkammern miteinander verbindenden Kanal aufweist, der auf einer Seite mittels einer federbelasteten Dichtungsscheibe verschlossen ist. Bei einer oberhalb einer zulässigen Kraft liegenden Kraft zwischen Kolbenstange und Gehäuse öffnet dieses Überlastventil.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Gasfeder der gattungsgemäßen Art so auszugestalten, daß auch bei hohen über vorgegebenen zulässigen Werten liegenden Druckkräften eine Beschädigung oder Zerstörung der Gasfeder vermieden wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Gasfeder der gattungsgemäßen Art durch die Merkmale im Kennzeichnungsteil des Anspruches 1 gelöst. Der Kern der Erfindung liegt darin, daß der Ventilstift bei einer Druck-Überlast entgegen seiner Öffnungsrichtung ausweichen kann und eine Verbindung zwischen den Teil-Gehäuseräumen freigibt, so daß innerhalb der Gasfeder ein Druckausgleich stattfinden kann.

Vorteilhafte und zum Teil erfinderische Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles anhand der Zeichnung. Es zeigt:
Fig. 1 eine Gasfeder nach der Erfindung im Längsschnitt,
Fig. 2 das Ventil der Gasfeder in geschlossenem Zustand im Längsschnitt in einer gegenüber Fig. 1 stark vergrößerten Darstellung,
Fig. 3 das Ventil der Gasfeder in durch Betätigung geöffnetem Zustand in einer Darstellung gemäß Fig. 2 und
Fig. 4 das Ventil der Gasfeder in bei Überlast geöffnetem Zustand im Längsschnitt in einer Darstellung gemäß Fig. 1.
Die in der Zeichnung dargestellte längenverstellbare, starr blockierbare Gasfeder weist ein im wesentlichen zylindrisches, aus einem Rohr hergestelltes Gehäuse 1 auf, das an einem Ende 2 mittels eines Bodens 3 gasdicht verschlossen ist, an dem ein Befestigungselement 4 angebracht ist. Am anderen Ende 5 des Gehäuses 1 ist eine ringförmig ausgebildete Führungs- und Dichtungs-Einheit 6 flüssigkeitsdicht befestigt, die zur Führung und Abdichtung einer im Gehäuse 1 konzentrisch zu dessen Mittel-Längs- Achse 7 verschiebbar angeordneten Kolbenstange 8 dient. Am außerhalb des Gehäuses 1 befindlichen freien Ende 9 der Kolbenstange 8 ist ebenfalls ein Befestigungselement 10 vorgesehen.
Am im Gehäuse 1 befindlichen Ende 11 der Kolbenstange 8 ist ein Kolben 12 angebracht, der an der Innenwand 13 des Gehäuses 1 geführt ist und gegenüber dieser mittels einer Dichtung 14 flüssigkeitsdicht abgedichtet ist. Der Kolben 12 teilt den Innenraum des Gehäuses in ein zwischen Kolben 12 und Führungs- und Dichtungs-Einheit 6 befindlichen Teil- Gehäuseraum 15 und einen hiervon abgewandten Teil-Gehäuseraum 16. Der Teil-Gehäuseraum 16 wiederum wird durch einen Schiebekolben 17 begrenzt, der an der Innenwand 13 des Gehäuses 1 geführt verschiebbar und gegenüber dieser mittels einer Dichtung 18 gas- und flüssigkeitsdicht abgedichtet ist. Zwischen dem Schiebekolben 17 und dem Boden 3 wiederum ist eine Druckgas-Kammer 19 angeordnet, in der sich Gas unter Druck befindet. Die Teil-Gehäuseräume 15, 16 sind mit einer Flüssigkeit, beispielsweise Hydrauliköl, gefüllt.
Im Kolben 12 ist ein Ventil 20 ausgebildet, mittels dessen die Teil- Gehäuseräume 15, 16 miteinander verbunden beziehungsweise voneinander getrennt werden können. Es weist einen Ventilkörper 21 auf, der sich auf der der Dichtungs- und Führungs-Einheit 6 zugewandten Seite des Kolbens 12 befindet. Im hohl ausgebildeten Ventilkörper 21 ist eine zweiteilig ausgebildete, einen Uberströmraum 22 begrenzende Büchse 23angeordnet, die von einem koaxial zur Achse 7 angeordneten und verschiebbaren Ventilstift 24 durchsetzt wird. Der Ventilstift 24 ist zwischen der Büchse 23 und der hohl ausgebildeten Kolbenstange 8 mittels einer Dichtung 25 nach außen abgedichtet. Der Überströmraum 22 ist mittels einer in der Büchse 23 ausgebildeten Drosselöffnung 26 einem im Ventilkörper 21 ausgebildeten Überströmkanal 27 mit dem Teil-Gehäuseraum 15 ständig verbunden.
Der Ventilstift 24 weist an seinem zum Teil-Gehäuseraum 16 weisenden Ende einen Ventilteller 28 auf, der in der Verbindungsöffnung 29 des Ventils 20 zum Teil-Gehäuseraum 16 angeordnet ist. Er liegt mit seiner der Büchse 23 zugewandten Dichtfläche 30 gegen die Dichtung 31 an. Diese Dichtung 31 liegt wiederum gegen eine sich zur Verbindungsöffnung 29 hin verjüngende Anlagefläche 32 des Ventilkörpers 21 an. Die Dichtung 31 wiederum stützt sich über einen Zwischenring 33 gegen eine Feder-Einheit 34 ab, die beispielsweise aus mehreren Tellerfedern 35 besteht. Diese Feder-Einheit 34 stützt sich wiederum über einen im wesentlichen ringförmigen Abstandshalter 36 gegenüber der Büchse 23 ab. Der Durchmesser d des Ventiltellers 28 ist kleiner als der Durchmesser D der Verbindungsöffnung 29.
Der Ventilstift 24 weist im Bereich zwischen dem Überströmraum 22 und dem Ventilteller 28 einen verjüngten Abschnitt 37 auf, zwischen dem und den benachbarten Teilen, nämlich der Büchse 23, dem Abstandshalter 36, der Feder-Einheit 34, dem Zwischenring 33 und der Dichtung 31 ein bis zum Ventilteller 28 führender ringförmiger Kanal 38 ausgebildet ist. In der hohl ausgebildeten Kolbenstange 8 ist eine in Richtung der Achse 7 verschiebbare, vom Ende 11 her durch Verschieben betätigbare Ventil- Betätigungs-Stange 39 angeordnet, die gegen den Ventilstift 24 anliegt.
Wenn diese Stange 39 gemäß Fig. 3 in Ventil-Öffnungs-Richtung 40 in die Kolbenstange 8 eingeschoben wird, dann wird der Ventilstift 24 aus der Schließstellung in Richtung zum Teil-Gehäuseraum 16 in eine Ventil- Öffnungs-Stellung verschoben, wodurch die Dichtfläche 30 des Ventiltellers 28 von der Dichtung 31 abhebt, so daß der Teil-Gehäuseraum 1 S über den Überströmkanal 27, die Drosselöffnung 26, den Überströmraum 22, den Kanal 38 und die Verbindungsöffnung 29 mit dem Teil-Gehäuseraum 16 verbunden ist, so daß beim Einschieben der Kolbenstange 8 in das Gehäuse 1 Hydrauliköl vom Teil-Gehäuseraum 16 zum Teil-Gehäuseraum 1 S fließen kann. Dieses Einschieben erfolgt gegen die vom Druckgas in der Druckgas-Kammer 19 erzeugten Gegenkraft, wobei bei dieser Bewegung der Schiebekolben 17 unter weiterem Zusammendrücken des Druckgases in Richtung zum Boden 3 hin verschoben wird. Wenn dagegen bei geöffnetem Ventil die Kolbenstange 8 entlastet ist, wird sie aufgrund der vom Druckgas ausgeübten Kraft aus dem Gehäuse 1 ausgeschoben; der Schiebekolben 17 wird vom Boden 3 wegbewegt. Die Gasfeder ist also eine Druck-Gasfeder. Wenn die Betätigungs-Stange 39 losgelassen wird, dann wird der Ventilstift 24 wieder aufgrund des im Teil-Gehäuseraum 16 wirkenden Drucks in seine Schließstellung gedrückt. Der Kolben 12 mit der Kolbenstange 8 ist dann relativ zum Gehäuse 1 mit diesem hydraulisch starr verriegelt.
Außen um die Dichtung 31, den Zwischenring 33, die Feder-Einheit 34 und den Abstandshalter 36 herum sind parallel zur Achse 7 verlaufende Überlastkanäle 41 im Ventilkörper 21 ausgebildet, die über den Abstandshalter 36 mit dem Überströmraum 22 verbunden sind. Sie schließen sich an einen Ringkanal 42 an, der anschließend an die Anlagefläche 32 im Ventilkörper 21 ausgebildet ist und die Dichtung 31 umgibt. Wenn die Kolbenstange 8 mit einer einen vorgegebenen Wert übersteigenden Kraft belastet, also in Kolbenstangen-Einschub-Richtung 43 in das Gehäuse 1 hineingedrückt wird, dann steigt die auf den Ventilteller 28 vom Teil-Gehäuseraum 16 her wirkende Kraft über einen durch die Dimensionierung der Feder-Einheit 34 vorgegebenen Wert, das heißt, die Feder-Einheit 34 wird - gleichermaßen wie die Dichtung 31 - soweit zusammengedrückt, daß die Dichtung 31 von der Anlagefläche 32 abhebt, wodurch der Teil-Gehäuseraum 16 über die Verbindungsöffnung 29, den Ringkanal 42 und die Überlastkanäle 41 mit dem Überströmraum 22 und damit mit dem Teil-Gehäuseraum 15 verbunden wird, wie Fig. 4 entnehmbar ist. Der Ventilstift 24 befindet sich jetzt in einer Überlast-Öffnungs-Position. Es kann also Hydrauliköl vom Teil- Gehäuseraum 16 zum Teil-Gehäuseraum 15 fließen, obwohl das Ventil 21 selber nicht über die Betätigungs-Stange 39 geöffnet worden ist. Wenn die Überlast zwischen Kolbenstange 8 und Gehäuse 1 abgebaut ist, schließt das Ventil 20 wieder.
Grundsätzlich ist es auch denkbar, daß die Feder-Einheit ausschließlich durch eine entsprechend groß gestaltete Dichtung 31 gebildet wird. Weiterhin kann die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Ventils auch bei sogenannten Zwei-Rohr-Gasfedern eingesetzt werden, bei denen das Ventil an dem der Führungs- und Dichtungs-Einheit entgegengesetzten Ende des Gehäuses angeordnet ist, wobei die beiden Teil-Gehäuseräume 15, 16 über einen zwischen den beiden Rohren ausgebildeten Ringraum und das Ventil miteinander verbindbar sind. Derartige längenverstellbare Gasfedern sind in großer Zahl bekannt, und zwar beispielsweise aus der DE-PS 18 12 282 (entsprechend US-PS 3,656,593).

Claims

1. Längenverstellbare Gasfeder, die
ein mit einem fließfähigen Druck-Medium gefülltes Gehäuse (1) mit einer Mittel-Längs-Achse (7),
eine das Gehäuse (1) an einem ersten Ende (5) abschließende Führungs- und Dichtungs-Einheit (6),
eine abgedichtete durch die Führungs- und Dichtungs-Einheit (6) aus dem ersten Ende (5) des Gehäuses (1) herausgeführte, ein äußeres Ende (9) aufweisende Kolbenstange (8),
einen mit der Kolbenstange (8) verbundenen, im Gehäuse (I) abgedichtet geführten Kolben (12),
einen zwischen dem Kolben (12) und der Führungs- und Dichtungs-Einheit (6) gebildeten ersten Teil-Gehäuseraum (15),
einen durch den Kolben (12) begrenzten, dem ersten Teil- Gehäuseraum (15) abgewandten zweiten Teil-Gehäuseraum (16) und
ein Ventil (20) zum Miteinander-Verbinden der Teil- Gehäuseräume (15, 16) aufweist, das einen Ventilstift (24) aufweist, der von außerhalb des Gehäuses (I) betätigbar ist und bei Einschieben in einer Ventil-Öffnungs-Richtung (40) in Richtung der Mittel-Längs-Achse (7) in eine Öffnungsstellung des Ventils (20) und durch den Druck des Druck-Mediums entgegen der Ventil-Öffnungs-Richtung (40) in eine Schließstellung verbracht wird, dadurch gekennzeichnet,
daß bei einer einen vorgegebenen Wert übersteigenden, in einer Kolbenstangen-Einschub-Richtung (43) der Kolbenstange (8) wirkenden Kraft zwischen der Kolbenstange (8) und dem Gehäuse (I) der Ventilstift (24) aus der Schließstellung entgegen der Ventil-Öffnungs- Richtung (40) gegen eine Feder-Einheit (34) in eine Überlast- Öffnungs-Position verschiebbar ist.

2. Gasfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Ventil (20) einen Ventilkörper (21) aufweist, in dem der Ventilstift (24) angeordnet ist,
daß der Ventilstift (24) einen Ventilteller (28) mit einer gegen eine Dichtung (31) anliegenden Dichtfläche (30) aufweist und
daß die Dichtung (31) in der Schließstellung des Ventilstiftes (24) abdichtend gegen den Ventilkörper (21) anliegt und in der Überlast- Öffnungs-Position einen die Teil-Gehäuseräume (15, 16) miteinander verbindenden Überlastkanal (41) freigibt.

3. Gasfeder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtfläche (30) des Ventiltellers (28) in der Öffnungsstellung des Ventilstiftes (24) von der Dichtung (31) abgehoben ist und einen die Teil-Gehäuseräume (15, 16) miteinander verbindenden Kanal (38) freigibt.

4. Gasfeder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (31) gegen eine Feder-Einheit (34) anliegt.

5. Gasfeder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder-Einheit (34) durch mindestens eine Tellerfeder (35) gebildet ist.