DE102008053199B4

DE102008053199B4 - Gasfeder

Info

Publication number: DE102008053199B4
Application number: DE200810053199
Authority: DE
Inventors: Harald 56072 Pooschen
Original assignee: Stabilus GmbH
Current assignee: Stabilus GmbH
Priority date: 2008-10-24
Filing date: 2008-10-24
Publication date: 2011-07-07
Anticipated expiration: 2028-10-25
Also published as: DE102008053199A1

Abstract

Gasfeder mit einem an einem ersten Ende verschlossenen Zylinder,
einem in dem Zylinder verschiebbar angeordneten Kolben, der den Zylinder in einen dem ersten Ende nahen ersten Arbeitsraum und einen dem ersten Ende fernen zweiten Arbeitsraum unterteilt und
einer einseitig an dem Kolben angeordneten Kolbenstange, die den zweiten Arbeitsraum durchragt und konzentrisch zur Mittellängsachse des Zylinders an einem dem ersten Ende gegenüberliegenden zweiten Ende durch eine Dichtung und eine Kolbenstangenführung abgedichtet aus dem Zylinder herausgeführt ist, wobei zwischen der Kolbenstangenführung (12) und der Dichtung (11) ein Federelement (16) und ein einen Boden (19) und eine Ringwand (18) umfassendes Stützelement (17) angeordnet sind, wobei sich das Federelement (16) mit einem Ende an der Kolbenstangenführung (12) und mit dem anderen Ende an dem Boden (19) des Stützelements (17) abstützt, die Dichtung (11) an der der Ringwand (18) entgegengesetzten Seite des Bodens (19) an diesem anliegt und an der dem Stützelement...

Description

Die Erfindung betrifft eine Gasfeder nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Derartige Gasfedern sind für Anwendungen bekannt, bei denen der Bewegungsablauf eines zu einem feststehenden Bauteil bewegten Bauteils kraftunterstützt erfolgen muss, beispielsweise bei Heckklappen, Motorhauben, Türen oder dergleichen von Kraftfahrzeugen. Insbesondere für derartige Einsätze besteht Nachfrage nach Gasfedern, die bei einem Druckverlust, ein plötzliches herabfallen der Klappe oder dergleichen verhindern.
Aus der DE 25 40 402 A1 ist eine Gasfeder mit einer mechanischen Blockierung der Kolbenstange bei nachlassendem Innendruck der Gasfeder bekannt. Die Blockiereinrichtung weist eine einseitig vom Innendruck des Zylinders beaufschlagte, axial in dem Zylinder bewegliche Trennwand auf, auf deren dem Innenraum der Gasfeder abgewandten Stirnseite eine Feder angeordnet ist. Die Trennwand ist mit einem Bauteil verbunden, das eine konusförmige Außenfläche aufweist und durch Schlitze spannzangenartig ausgebildet ist. Bei nachlassendem Innendruck wird die Trennwand zum Zylinder-Innenraum hin bewegt, wobei das konusförmige Bauteil gegen ein mit dem Zylinder verbundenes Widerlager trifft und zur Kolbenstange hin gepresst wird, wodurch die Kolbenstange blockiert wird.
Die DE 10 2005 063 308 A1 zeigt in einer Ausführungsform ebenfalls ein konusförmiges mit Schlitzen versehenes Blockierelement, das bei Gasverlust zum Zylinder-Innenraum hin bewegt und über ein mit dem Zylinder verbundenes Widerlager gegen die Kolbenstange gepresst wird. Bei einer zweiten Ausführungsform ist das mit dem Zylinder verbundene Widerlager mit einer Schräge versehen, an die ein Klemmring bewegt wird, durch den die Kolbenstange hindurchgeführt ist. Der Klemmring verkantet sich mit der Kolbenstange und blockiert diese.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Gasfeder zu schaffen, die bei Gasverlust im Innenraum der Gasfeder die Kolbenstange der Gasfeder blockiert.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass ein Blockierelement als Schalter dient und entweder aus einem elektrisch leitfähigen Werkstoff hergestellt ist oder ein Kontaktelement an wenigstens einem Arm umfasst.
Erfindungsgemäß umfasst das Blockierelement eine ringförmige Basis, durch die die Kolbenstange hindurchragt, wobei an der Basis radial mit einem Abstand mehrere Stege ausgebildet sind, die mit einer geringen Haltekraft das Blockierelement in dem Zylinder in zentrierter Lage halten.
In weiterer Ausgestaltung erstreckt sich von der Basis ein konusförmiger Abschnitt in den zweiten Arbeitsraum, wobei in dem konusförmigen Abschnitt mehrere Schlitze ausgebildet sind, die sich von der Basis bis zum Ende des Abschnitts erstrecken, wodurch mehrere federelastische Arme gebildet werden.
Um die Kolbenstange sicher blockieren zu können, weisen die freien Enden der Arme jeweils im Wesentlichen parallel zur Kolbenstange ausgebildete Reibflächen auf.
In weiterer Ausgestaltung ist in der Wand des Zylinders eine radial umlaufende Sicke vorgesehen, durch die an der Innenwand des Zylinders ein Vorsprung gebildet wird.
Vorzugsweise ist die Sicke asymmetrisch ausgebildet, wobei sich die dem Blockierelement zugewandte Fläche in einem stumpfen Winkel bezüglich der Innenwand in den Zylinder erstreckt. Dadurch wird das Verschieben des Blockierelements unter Druckverlust begünstigt.
Damit nur eine bestimmte Klemmkraft von den Armen auf die Kolbenstange wirkt, können in diesem Zusammenhang die Arme an ihren der Innenwand zugewandten Seiten jeweils einen Vorsprung aufweisen, der an den Vorsprung an der Innenwand des Zylinders anstößt, wenn der Gasdruck im Zylinder abgenommen hat.
Bei dem Kontaktelement des als Schalter ausgebildeten Blockierelements kann es sich um einen mit in den einen Arm eingespritzten Kontaktdraht handeln.
Alternativ kann das Kontaktelement auf die Arme geklebt sein.
Ersatzweise kann das Kontaktelement auf die Arme geklipst sein.
Die Aufgabe der Erfindung wird erfindungsgemäß ferner dadurch gelöst, dass das Blockierelement als Schalter dient und aus einem elektrisch leitfähigen Werkstoff hergestellt ist.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
1 eine Schnittdarstellung einer ersten beispielhaften Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Gasfeder mit einem Blockierelement im Normalbetrieb
2 eine detaillierte Darstellung des Blockierelements aus 1
3 eine Schnittdarstellung der Gasfeder gemäß 1 bei Druckverlust
4 eine detaillierte Darstellung eines alternativen Blockierelements der Gasfeder aus 1
5 eine Schnittdarstellung einer zweiten beispielhaften Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Gasfeder mit einem Blockierelement im Normalbetrieb
6 eine detaillierte Darstellung des Blockierelements aus 5
7 eine Schnittdarstellung der Gasfeder gemäß 5 bei Druckverlust
Die in der 1 dargestellte Gasfeder umfasst einem Zylinder 1, in dem ein Kolben 2 axial verschiebbar angeordnet ist, der den mit einem unter Druck stehenden gasgefüllten Innenraum des Zylinders 1 in einen ersten Arbeitsraum 3 und einen zweiten Arbeitsraum 4 unterteilt. Der Kolben 2 kann Überströmöffnungen in Form von Durchgangsbohrungen oder, wie hier dargestellt, einen wenigstens in eine Richtung unterströmbaren Kolbenring 5 aufweisen. Zudem kann in dem Zylinder 1 wenigstens eine Axialnut 6 ausgebildet sein, über die der Kolben 2 von dem Fluid umströmt werden kann.
Auf der Seite des ersten Arbeitsraums 3 weist der Zylinder 1 ein geschlossenes erstes Ende 7 auf, an dem ein Gewindezapfen 8 angeordnet ist. Ein erstes Anschlusselement 9 in Form einer Kugelpfanne ist auf den Gewindezapfen 8 aufgeschraubt.
An dem Kolben 2 ist eine Kolbenstange 10 angeordnet, die sich konzentrisch zur Mittellängsachse A durch den zweiten Arbeitsraum 4 erstreckt und über eine Dichtung 11 und eine Kolbenstangenführung 12 an einem dem ersten Ende 7 gegenüberliegenden zweiten Ende 13 aus dem Zylinder 1 herausgeführt ist. An dem außerhalb des Zylinders 1 liegenden freien Ende der Kolbenstange 10 ist ein Gewindeabschnitt 14 ausgebildet, auf das ein zweites Anschlusselement 15, ebenfalls in Form einer Kugelpfanne, aufgeschraubt ist.
Zwischen der Kolbenstangenführung 12 und der Dichtung 11 sind ein Federelement 16 und ein die Dichtung 11 stützendes Stützelement 17 angeordnet. Das Stützelement 17 kann als Hülse mit einer Ringwand 18 und einem Boden 19 oder als einfache Scheibe ausgebildet sein, wobei sich das Federelement 16 mit einem Ende an der Kolbenstangenführung 12 und mit dem anderen Ende an dem Boden 19 oder der Scheibe abstützt. Die Dichtung 11 liegt an der der Ringwand 18 entgegengesetzten Seite des Bodens 19 an diesem an. Der Boden 19 oder die Scheibe weist eine vorzugsweise kreisrunde Öffnung 20 auf, durch die sich die Kolbenstange 10 erstreckt.
An der dem Stützelement 17 gegenüberliegenden Seite der Dichtung 11 ist ein Blockierelement 21 angeordnet, dessen Aufbau detailliert in der 2 gezeigt wird. Das Blockierelement 21 umfasst eine ringförmige Basis 22, durch die die Kolbenstange 10 hindurchragt. An der Basis 22 sind radial mit einem Abstand mehrere Stege 23 ausgebildet, die mit einer geringen Haltekraft das Blockierelement 21 in dem Zylinder 2 in zentrierter Lage halten, derart, dass sich das Blockierelement 21 in axialer Richtung nicht von alleine bewegen kann. Von der Basis 22 erstreckt sich ein konusförmiger Abschnitt 24 in den zweiten Arbeitsraum 4. In dem konusförmigen Abschnitt 24 sind mehrere Schlitze 25 ausgebildet, die sich von der Basis 22 bis zum Ende des Abschnitts 24 erstrecken, wodurch mehrere federelastische Arme 26 gebildet werden. Die freien Enden der Arme 26 weisen jeweils im Wesentlichen parallel zur Kolbenstange 10 ausgebildete Reibflächen 27 auf.
In der Wand des Zylinders 1 ist eine radial umlaufende Sicke 28 vorgesehen, durch die an der Innenwand 29 des Zylinders 1 ein Vorsprung 30 gebildet wird. Die Sicke 28 kann, wie in den 5 und 7 gezeigt, asymmetrisch ausgebildet sein, wobei sich die dem Blockierelement zugewandte Fläche in einem stumpfen Winkel bezüglich der Innenwand in den Zylinder erstreckt, um somit bei Druckverlust ein leichteres Verschieben des Blockierelements 21 zu ermöglichen, da sich die Reibkräfte an den sich gegenüberliegenden Flächen reduzieren.
Die 3 zeigt die gleiche Gasfeder, jedoch mit Gasverlust im Innenraum des Zylinders 1. Die Federkraft des Federelements 16 ist größer als die durch das Gas erzeugte Kraft gegen die Dichtung 11. Das Federelement 16 drängt das Stützelement 17 zusammen mit der Dichtung 11 und dem Blockierelement 21 in Richtung zweiten Arbeitsraum 4. Die Reibflächen 27 der federelastischen Arme 26 des konusförmigen Abschnitts 24 werden durch den Vorsprung 30 an der Innenwand 29 des Zylinders 1 gegen die Kolbenstange 10 gedrückt und bewirken, dass eine geöffnete Klappe langsam schließt oder in der Offenstellung gehalten wird und nicht unkontrolliert herab fällt.
Die Arme 26 können, wie in 4 zu sehen, an ihren der Innenwand 29 zugewandten Seiten jeweils einen Vorsprung 31 aufweisen, der an den Vorsprung 30 an der Innenwand 29 des Zylinders 1 anstößt, und ermöglicht, dass nur eine bestimmte Klemmkraft von den Armen 26 auf die Kolbenstange 10 wirkt. Dadurch ist es möglich, dass die drucklose oder druckreduzierte Gasfeder manuell über die Klappe mit erhöhtem Kraftaufwand bewegt werden kann.
Bei der in der 5 gezeigten Ausführungsform der Gasfeder ist es möglich, einen Stromkreis zu schließen und somit eine Steigerung der Sicherheit zu erreichen. Dazu ist das Blockierelement 21 entweder aus einem elektrisch leitfähigen Werkstoff hergestellt oder umfasst ein Kontaktelement 32 an wenigstens einem der Arme 26. Ferner ist am ersten Ende 7 des Zylinders 1 ein mit dem Zylinder 1 elektrisch leitend verbundener erster Steckanschluss 33 angeordnet, während die Kolbenstange 10 an ihrem freien Ende ein mit der Kolbenstange 10 elektrisch leitend verbundener zweiter Steckanschluss 34 aufweist.
Die Kolbenstange 10 und der Zylinder 1 können mittels an die Steckanschlüsse 33 und 34 angeschlossene, jedoch nicht dargestellte Leitungen an eine Anzeigevorrichtung oder einen Bordcomputer angeschlossen sein und dem Benutzer anzeigen, dass der Druck in der Gasfeder abgesunken ist. Es ist jedoch auch vorstellbar, dass bei einer zusätzlichen elektrischen Antriebseinrichtung zum Öffnen und Schließen der Klappe, diese mit bestimmten Steuerbefehlen angesteuert wird. Beispielsweise kann die elektrische Antriebseinrichtung bei geschlossener Klappe stromlos geschaltet oder bei geöffneter Klappe mittels einer Kupplung oder einer Bremse blockiert werden. Des Weiteren ist es möglich, eine Schlossverriegelung zu aktivieren.
Wie aus der 6 ersichtlich, kann es sich bei dem Kontaktelement 32 um einen mit in die Arme 26 eingespritzten Kontaktdraht handeln. Es sind jedoch auch andere Möglichkeiten der Verbindung der Kontaktelemente 32 an die Arme 26 denkbar. So könnten die Kontaktelemente 32 beispielsweise auf die Arme 26 geklebt werden oder mittels einer Klipsverbindung an diesen angeordnet werden.
Die 7 zeigt die in der 5 gezeigte Gasfeder jedoch mit Gasverlust im Innenraum des Zylinders 1. Die Arme 26 sind über den Vorsprung 30 geschoben, wobei die Reibflächen 27 in Anlage an die Kolbenstange 10 gelangen und die Kontaktelemente 32 eine elektrische Verbindung zwischen der Kolbenstange 10 und dem Zylinder 1 herstellen.
Bezugszeichenliste

1: Zylinder
2: Kolben
3: erster Arbeitsraum
4: zweiter Arbeitsraum
5: Kolbenring
6: Nut
7: erstes Ende
8: Gewindezapfen
9: erstes Anschlusselement
10: Kolbenstange
11: Dichtung
12: Kolbenstangenführung
13: zweites Ende
14: Gewindeabschnitt
15: zweites Anschlusselement
16: Federelement
17: Stützelement
18: Ringwand
19: Boden
20: Öffnung
21: Blockierelement
22: Basis
23: Steg
24: konusförmiger Abschnitt
25: Schlitz
26: Arm
27: Reibfläche
28: Sicke
29: Innenwand
30: Vorsprung
31: Vorsprung
32: Kontaktelement
33: erster Steckanschluss
34: zweiter Steckanschluss

Claims

Gasfeder mit einem an einem ersten Ende verschlossenen Zylinder, einem in dem Zylinder verschiebbar angeordneten Kolben, der den Zylinder in einen dem ersten Ende nahen ersten Arbeitsraum und einen dem ersten Ende fernen zweiten Arbeitsraum unterteilt und einer einseitig an dem Kolben angeordneten Kolbenstange, die den zweiten Arbeitsraum durchragt und konzentrisch zur Mittellängsachse des Zylinders an einem dem ersten Ende gegenüberliegenden zweiten Ende durch eine Dichtung und eine Kolbenstangenführung abgedichtet aus dem Zylinder herausgeführt ist, wobei zwischen der Kolbenstangenführung (12) und der Dichtung (11) ein Federelement (16) und ein einen Boden (19) und eine Ringwand (18) umfassendes Stützelement (17) angeordnet sind, wobei sich das Federelement (16) mit einem Ende an der Kolbenstangenführung (12) und mit dem anderen Ende an dem Boden (19) des Stützelements (17) abstützt, die Dichtung (11) an der der Ringwand (18) entgegengesetzten Seite des Bodens (19) an diesem anliegt und an der dem Stützelement (17) gegenüberliegenden Seite der Dichtung (11) ein Blockierelement (21) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Blockierelement (21) als Schalter dient und ein Kontaktelement (32) an wenigstens einem Arm (26) umfasst.
Gasfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Blockierelement (21) eine ringförmige Basis (22) umfasst, durch die die Kolbenstange (10) hindurchragt, wobei an der Basis (22) radial mit einem Abstand mehrere Stege (23) ausgebildet sind, die mit einer geringen Haltekraft das Blockierelement (21) in dem Zylinder (2) in zentrierter Lage halten.
Gasfeder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich von der Basis (22) ein konusförmiger Abschnitt (24) in den zweiten Arbeitsraum (4) erstreckt, und dass in dem konusförmigen Abschnitt (24) mehrere Schlitze (25) ausgebildet sind, die sich von der Basis (22) bis zum Ende des Abschnitts (24) erstrecken, wodurch mehrere federelastische Arme (26) gebildet werden.
Gasfeder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die freien Enden der Arme (26) jeweils im Wesentlichen parallel zur Kolbenstange (10) ausgebildete Reibflächen (27) aufweisen.
Gasfeder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Wand des Zylinders (1) eine radial umlaufende Sicke (28) vorgesehen ist, durch die an der Innenwand (29) des Zylinders (1) ein Vorsprung (30) gebildet wird.
Gasfeder nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicke (28) asymmetrisch ausgebildet ist, wobei sich die dem Blockierelement (21) zugewandte Fläche in einem stumpfen Winkel bezüglich der Innenwand (29) in den Zylinder (1) erstreckt.
Gasfeder nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Blockierelement (21) mehrere Arme (26) umfasst, die an ihren der Innenwand (29) zugewandten Seiten jeweils einen Vorsprung (31) aufweisen, der an den Vorsprung (30) an der Innenwand (29) des Zylinders (1) anstößt, wenn der Gasdruck im Zylinder (1) abgenommen hat.
Gasfeder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Kontaktelement (32) um einen mit einen Arm (26) eingespritzten Kontaktdraht handelt.
Gasfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Blockierelement (21) mehrere Arme (26) umfasst und das Kontaktelement (32) auf die Arme (26) geklebt ist.
Gasfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Blockierelement (21) mehrere Arme (26) umfasst und das Kontaktelement (32) auf die Arme (26) geklipst ist.
Gasfeder mit einem an einem ersten Ende verschlossenen Zylinder, einem in dem Zylinder verschiebbar angeordneten Kolben, der den Zylinder in einen dem ersten Ende nahen ersten Arbeitsraum und einen dem ersten Ende fernen zweiten Arbeitsraum unterteilt und einer einseitig an dem Kolben angeordneten Kolbenstange, die den zweiten Arbeitsraum durchragt und konzentrisch zur Mittellängsachse des Zylinders an einem dem ersten Ende gegenüberliegenden zweiten Ende durch eine Dichtung und eine Kolbenstangenführung abgedichtet aus dem Zylinder herausgeführt ist, wobei zwischen der Kolbenstangenführung (12) und der Dichtung (11) ein Federelement (16) und ein einen Boden (19) und eine Ringwand (18) umfassendes Stützelement (17) angeordnet sind, wobei sich das Federelement (16) mit einem Ende an der Kolbenstangenführung (12) und mit dem anderen Ende an dem Boden (19) des Stützelements (17) abstützt, die Dichtung (11) an der der Ringwand (18) entgegengesetzten Seite des Bodens (19) an diesem anliegt und an der dem Stützelement (17) gegenüberliegenden Seite der Dichtung (11) ein Blockierelement (21) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Blockierelement (21) als Schalter dient und aus einem elektrisch leitfähigen Werkstoff hergestellt ist.