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Die Erfindung betrifft eine Gasdruckfeder zur Anwendung in Schmutzatmosphäre, mit einem Zylinderrohr und einem darin laufenden Kolben, an den sich eine nach außen erstreckende Kolbenstange anschließt, wobei im Bereich zwischen dem Zylinderrohr und der Kolbenstange eine gegen Schmutz wirkende Abdichtung vorgesehen ist, wobei die Abdichtung als Faltenbalg ausgeführt ist, der sich zwischen einem kolbenstangenseitigen Ende des Zylinderrohrs und einem freien Ende der Kolbenstange erstreckt.
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Gasdruckfedern der gattungsbildenden Art sind in den unterschiedlichsten Ausführungsformen hinlänglich aus der Praxis bekannt. Problematisch ist dabei stets der Bereich zwischen Zylinderrohr und der sich nach außen erstreckenden Kolbenstange, nämlich aufgrund der die Gasdruckfeder umgebenden Schmutzatmosphäre.
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Im Konkreten ergeben sich im Betrieb einer solchen Gasdruckfeder folgende Probleme:
Zunächst einmal gilt es den Schmutzeinzug über die Kolbenstange in den inneren Dichtungsbereich des Zylinderrohrs zu verhindern. Dazu ist üblicherweise ein Schmutzabstreifer in Form eines Abstreifrings um die Kolbenstange vorgesehen. Durch aggressive Medien wird der Schmutzabstreifer nicht selten beschädigt oder gar zerstört. Dann gelangen Schmutzpartikel in das Innere der Gasdruckfeder und zerstören dort die weiteren Dichtungen. Druckverlust und schließlich Funktionsausfall der Gasdruckfeder ist die Folge.
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Durch unsachgemäße Handhabung der Gasdruckfeder entstehen regelmäßig Riefen und Macken an der Kolbenstange. Dies führt zu Leckagen an den innen liegenden Dichtungen. Folglich ist mit äußerster Sorgfalt auf die Oberflächengüte der Kolbenstange zu achten, was in der Praxis schier unmöglich ist.
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Nicht selten setzen sich an der Oberfläche der sich nach außen erstreckenden Kolbenstange Schmutzpartikel fest, wobei diese Schmutzpartikel zum Beispiel durch Schleifarbeiten im Werkzeug und durch Funkenflug entstehen. Ist die Kolbenstange nicht oder nicht hinreichend abgedeckt, wird aufgrund der an der Oberfläche festgesetzten Partikel der Schmutzabstreifer und schließlich auch die Dichtung oder die Dichtungen im Innern des Zylinderrohrs zerstört.
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Nicht selten werden bei den Werkzeugoperationen Schmieröl/Emulsionen verwendet. Diese Medien werden üblicherweise durch den Schmutzabstreifer abgestreift. Bei aggressiven Medien wird der Schmutzabstreifer – sukzessive – zerstört. Danach gelangt Flüssigkeit ins Innere der Gasdruckfeder. Dies hat wiederum eine Bauraumverkleinerung zur Folge, was im schlimmsten Fall zum Aufplatzen der Gasdruckfeder führen kann. Auch bei nicht aggressiven Medien kann nicht völlig verhindert werden, dass Medien von außerhalb der Gasdruckfeder, beispielsweise bei starker Bedampfung oder Besprühung der Kolbenstange, den Abstreifer passieren, was zu einem ungewollten „Auffüllen” des Innenbereichs der Gasdruckfeder führt. Das zuvor erörterte Problem tritt auf.
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Aus der
DE 202 748 A ist eine gattungsbildende Gasdruckfeder zur Anwendung in Schmutzatmosphäre bekannt. Die Gasdruckfeder weist ein Zylinderrohr und einen darin laufenden Kolben auf, an den sich eine nach außen erstreckende Kolbenstange anschließt. Im Bereich zwischen dem Zylinderrohr und der Kolbenstange ist eine gegen Schmutz wirkende Abdichtung vorgesehen, wobei die Abdichtung als Faltenbalg ausgeführt ist. Dieser Faltenbalg erstreckt sich zwischen einem kolbenstangenseitigen Ende des Zylinderrohrs und einem freien Ende der Kolbenstange.
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Bei der aus der
DE 202 748 A bekannten Gasdruckfeder ist das Zylinderrohr an beiden Enden durch je einen Boden abgeschlossen. Das freie Ende der Kolbenstange ist in einer Kopfplatte eines Zylinders, der an seinem gegenüberliegenden offenen Ende das Zylinderrohr aufnimmt, befestigt. Am kolbenstangenseitigen Ende des Zylinderrohrs ist der Faltenbalg am Boden des Zylinderrohrs, entfernt von der Innenseite des Zylinderrohrs, befestigt. Das dem Zylinderrohr abgewandte Ende des Faltenbalgs ist an der Kopfplatte des Zylinderrohrs befestigt. Zur konkreten Befestigung bzw. Fixierung des Faltenbalgs ist nichts ausgesagt.
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Die
DE 28 22 939 A1 zeigt ebenfalls eine gattungsbildende Gasdruckfeder, wobei dort der Faltenbalg mittels einer Klemme an der das Zylinderrohr kolbenseitig abschließenden Kappe, außerhalb des Zylinderrohrs, befestigt ist.
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Aus der
JP 04-102731 A ist ein Stoßdämpfer mit einem Zylinderrohr und einem darin laufenden Kolben bekannt. An den Kolben schließt sich eine nach außen erstreckende Kolbenstange an, wobei im Bereich zwischen dem Zylinderrohr und der Kolbenstange ein Faltenbalg vorgesehen ist, der sich zwischen einem kolbenstangenseitigen Ende des Zylinderrohrs und einem freien Ende der Kolbenstange erstreckt. Das Zylinderrohr ist an seinem kolbenseitigen Ende durch ein Halteteil abgeschlossen. Das Halteteil ist derart ausgestaltet, dass es außerhalb des Zylinderrohrs an der Kolbenstange anliegt und an seinem Ende einen abgewinkelten Fortsatz aufweist. Ein verdicktes Ende des Faltenbalgs liegt lose am Halteteil an und ist lose und unsicher außerhalb des Zylinderrohrs am abgewinkelten Fortsatz gehalten.
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Aus der
EP 335 201 A1 ist ein passiver Schwingungsdämpfer mit einem Faltenbalg zur mechanischen Verbindung zweier Bauteile bekannt. Der Faltenbalg ist so zwischen der Kolbenstange und dem Spaltring angeordnet, dass er die Kolbenstange schützt und/oder eine teilweise oder vollständige Abdichtung zwischen der Kolbenstange und einem Block bewirkt.
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Die
DE 103 06 121 A1 zeigt einen Faltenbalg für eine Gasdruckfeder. Der Zylinder der Gasdruckfeder ist an seinem kolbenstangenseitigen Ende mit einem Befestigungsteil abgeschlossen. Der Faltenbalg ist an dem Befestigungsteil angebunden, wobei der Faltenbalg aus gummielastischem Material besteht, so dass der durch eigene Vorspannung mit einem Hinterschnitt des Befestigungsteils dichtend zur Anlage kommt. Das Ende des Faltenbalgs dient zur Anbindung am Befestigungsteil und ist im Querschnitt kreisförmig ausgebildet. Somit ist der Faltenbalg entfernt von der Innenseite des Zylinders in den im Querschnitt ebenfalls kreisförmigen Hinterschnitt des Befestigungsteils eingeklemmt.
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Die
DE 27 02 285 A1 zeigt eine höhenverstellbare Stützsäule für Stühle, wobei dort ein Faltenbalg an der Außenseite mittels eines Klemmrings befestigt ist.
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Die
DE 34 10 309 A1 zeigt eine kraftveränderbare Gasfeder für einen Hüpfstab, bei dem zum Schutz der Kolbenstange zwischen einem Puffer und dem unteren Ende eines Rohrteils ein Faltenbalg vorgesehen ist.
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Aus der
DE 687 859 A ist ein Faltenbalg für einen hydraulischen Stoßdämpfer bekannt. Der Faltenbalg ist innerhalb eines ein Zylinderrohr umgebenden Vorratsbehälters befestigt und wird dort durch ein Befestigungsteil gehalten. Außerdem weist das Ende des Faltenbalgs ein langes, abgewinkeltes Endstück auf.
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Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Gasdruckfeder zur Anwendung in Schmutzatmosphäre derart auszugestalten und weiterzubilden, dass insbesondere in Schmutzatmosphäre mit konstruktiven einfachen und komfortablen Mitteln ein hinreichend sicherer Betrieb gewährleistet ist.
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Die voranstehende Aufgabe ist durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Danach ist die gattungsbildende Gasdruckfeder dadurch gekennzeichnet, dass der Faltenbalg an der Innenseite des Zylinderrohrs befestigt ist und ein kragenartiges Ende zum bündigen Einstecken in das Zylinderrohr aufweist, wobei das kragenartige Ende innerhalb des Zylinderrohrs verklemmt oder verrastet ist.
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Erfindungsgemäß ist erkannt worden, dass eine Faltenbalgabdeckung die Gasdruckfeder vor den zuvor beschriebenen negativen Einflüssen schützt. Dabei ist von ganz besonderer Bedeutung, dass sich der Faltenbalg zwischen einem kolbenstangenseitigen Ende des Zylinderrohrs und einem freien Ende der Kolbenstange erstreckt. In vorteilhafter Weise sind zur Anbringung des Faltenbalgs keine äußeren Montagemittel vorgesehen.
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Der Faltenbalg ist an der Innenseite des Zylinderrohrs befestigt, wodurch keine äußeren Befestigungsmittel erforderlich sind.
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Außerdem weist der Faltenbalg ein kragenartiges Ende zum bündigen Einstecken in das Zylinderrohr auf. Dieses kragenartige Ende ist innerhalb des Zylinderrohrs verklemmt oder verrastet. Dadurch ist ein unbeabsichtigtes Herausziehen des Faltenbalgs aus dem Zylinderrohr wirksam vermieden.
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In Bezug auf das kragenseitige Ende des Faltenbalgs sei angemerkt, dass es sich dabei um einen integralen Bestandteil des Faltenbalgs handeln kann, je nachdem, aus welchem Material der Faltenbalg besteht. Sofern der Faltenbalg aus Gummi gefertigt ist, könnte mittels Overmoulding-Verfahren ein härterer Kunststoff angespritzt bzw. angegossen sein. Ebenso ist es denkbar, das kragenseitige Ende aus Metall oder aus Kunststoff zu fertigen, mit dem der Faltenbalg fest verbunden ist.
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Auf der gegenüberliegenden Seite des Faltenbalgs, d. h. an dem dem Zylinderrohr abgewandten Ende des Faltenbalgs, sind besondere Befestigungsmittel vorgesehen, mit denen der Faltenbalg mit der Kolbenstange, vorzugsweise an deren freiem bzw. oberem Ende, verbunden ist.
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Im Konkreten könnte das freie Ende der Kolbenstange einen Einstich zum Eingriff eines Befestigungsmittels aufweisen. Das Befestigungsmittel könnte wiederum als Ringscheibe oder dergleichen ausgeführt sein, gegen die der Faltenbalg drückt und/oder mit der der Faltenbalg verbunden ist. Jedenfalls würde sich im Rahmen einer solchen Ausgestaltung der Faltenbalg zwischen dem Zylinderrohr und dem oberen Ende der Kolbenstange erstrecken, wobei dort das besondere Befestigungsmittel, beispielsweise in Form einer Ringscheibe oder dergleichen, vorgesehen bzw. befestigt ist.
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Im Rahmen einer alternativen Ausgestaltung könnten die Befestigungsmittel eine am freien Ende der Kolbenstange angeordnete Scheibe umfassen, gegen die der Faltenbalg, vorzugsweise über eine Ringdichtung bzw. unter Zwischenschaltung einer geeigneten Dichtung, drückt. Die Scheibe wäre am freien Ende der Kolbenstange befestigt und würde ein Widerlager für das obere Ende des Faltenbalgs bilden.
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Die zuvor genannten Befestigungsmittel können unterschiedlich ausgebildet bzw. ausgeprägt sein, wobei sie den vom Faltenbalg abzudeckenden Bereich begrenzen. Es ist möglich, die Befestigungsmittel aus Kunststoff oder Metall zu fertigen, je nach Bedarf und Schadatmosphäre.
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Des Weiteren ist es von ganz besonderem Vorteil, wenn der Faltenbalg in etwa den Außenmaßen des Zylinderrohrs angepasst ist, wenn nämlich der Faltenbalg maximal den gleichen Durchmesser wie das Zylinderrohr hat. Die dadurch gebildete bauliche Einheit wird somit betont. Ein störendes Herausragen von Befestigungsmitteln ist wirksam vermieden.
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Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und weiterzubilden. Dazu ist einerseits auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche und andererseits auf die nachfolgende Erläuterung zweier bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung zu verweisen. In Verbindung mit der Erläuterung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung werden auch im Allgemeinen bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre erläutert.
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In der Zeichnung zeigen
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1 in einer schematischen Seitenansicht, teilweise geschnitten, ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Gasdruckfeder und
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2 in einer schematischen Seitenansicht, teilweise geschnitten, ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Gasdruckfeder.
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1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Gasdruckfeder, wobei es sich dabei im Konkreten um eine Gasdruckfeder zum Einsatz in Werkzeugen handelt.
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Die Gasdruckfeder umfasst ein Zylinderrohr 1 und einen darin laufenden Kolben 2. An den Kolben 2 schließt sich eine nach außen erstreckende Kolbenstange 3 an. Im Bereich zwischen dem Zylinderrohr 1 und der Kolbenstange 3 ist eine gegen Schmutz wirkende Abdichtung vorgesehen.
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Die Abdichtung ist als Faltenbalg 4 ausgeführt, der sich zwischen einem kolbenstangenseitigen Ende 5 des Zylinderrohrs 1 und einem freien Ende 6 der Kolbenstange 3 erstreckt. Bei dem Faltenbalg 4 kann es sich um einen konventionellen Faltenbalg aus einem elastischen Material, beispielsweise aus Gummi, handeln.
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An dieser Stelle sei angemerkt, dass hier lediglich die erfindungswesentlichen Bestandteile der Gasdruckfeder beschrieben sind. Auf eine Abhandlung nicht zur Erfindung gehörender Merkmale wird aufgrund der Bekanntheit einer üblichen Gasdruckfeder verzichtet.
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1 zeigt deutlich, dass der Faltenbalg 4 an der Innenseite des Zylinderrohrs 1 befestigt ist. Zum bündigen Einstecken des Faltenbalgs 4 in das Zylinderrohr 1 ist ein kragenartiges Ende 7 vorgesehen, mit dem der Faltenbalg 4 innerhalb des Zylinderrohrs 1 verrastet ist. Dazu umfasst das kragenartige Ende 7 eine entsprechende Rastnase 8. An das kragenseitige Ende 7 schließt sich ein Dichtring 9 an, der die Abdichtung in den Innenraum des Zylinderrohrs 1 begünstigt.
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1 zeigt des Weiteren, dass in unmittelbarer Nähe des kragenseitigen Endes 7 des Faltenbalgs 4 ein Abstreifer 10 vorgesehen ist, der gegen die Kolbenstange 3 wirkt.
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Das dem Zylinderrohr 1 abgewandte Ende des Faltenbalgs 4, d. h. auf der dem kragenseitigen Ende 7 gegenüberliegenden Seite des Faltenbalgs 4, ist der Faltenbalg 4 über Befestigungsmittel mit der Kolbenstange 3, vorzugsweise an deren freien Ende 6, verbunden bzw. zwischen dem kolbenstangenseitigen Ende 5 des Zylinderrohrs 1 und dem freien Ende 6 der Kolbenstange 3 eingespannt und dort gehalten. Im Konkreten ist am freien Ende 6 der Kolbenstange 3 ein Einstich 11 vorgesehen, an bzw. in dem eine Ringscheibe 12 befestigt ist, die gegen den Faltenbalg 4 wirkt oder mit diesem befestigt ist. Jedenfalls liefert die Ringscheibe 12 in Bezug auf den Faltenbalg 4 ein Widerlager. Die Ringscheibe 12 kann aus beliebigen geeigneten Materialen hergestellt sein, beispielsweise kann es sich dabei um eine PVC-Scheibe handeln.
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1 zeigt des Weiteren deutlich, dass die Außenmaße des Faltenbalgs 4 in etwa den Außenmaßen des Zylinderrohrs 1 entsprechen. Äußere Montagemittel sind nicht vorgesehen, so dass die erfindungsgemäße Gasdruckfeder kleinstmöglich baut und keine nach außen ragenden störenden Elemente aufweist.
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2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Gasdruckfeder, wobei sich dieses von dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel lediglich am freien Ende 6 der Kolbenstange 3 unterscheidet. Im Gegensatz zu dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist gemäß 2 eine Abdeckscheibe 12 vorgesehen, die mit dem freien Ende 6 der Kolbenstange 3 fest verbunden ist.
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Der Faltenbalg 4 stützt sich gegen die Abdeckscheibe 13 über einen geeigneten Dichtring 9, so dass die kolbenseitige Befestigung des Faltenbalgs 4 über ein O-Ringprofil und die Abdeckscheibe 13 erfolgt. Die Abdeckscheibe 13 kann aus Kunststoff oder Metall, beispielsweise aus Stahl, hergestellt sein. Bei dem O-Ringprofil kann es sich um einen herkömmlichen Dichtring 9 aus Gummi handeln.
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Für beide Varianten einer erfindungsgemäßen Gasdruckfeder ist wesentlich, dass als Abdichtung ein Faltenbalg 4 vorgesehen ist, der sich zwischen dem Zylinderrohr 1 und der Kolbenstange 3 erstreckt, ohne über die Außenmaße des Zylinderrohrs 1 hinauszuragen. Störende äußere Befestigungsmittel zur Befestigung des Faltenbalgs 4 einerseits und dem Zylinderrohr 1 und andererseits am Kolben 2 bzw. an der Kolbenstange 3 sind nicht vorgesehen, woraus sich ein ganz besonderer Vorteil in Bezug auf die kleine Bauweise und die Handhabung im Einsatz innerhalb eines Werkzeugs ergibt. Ein optimaler Schutz gegen das Eindringen von Schmutz ins Innere des Zylinderrohrs 1 ist geschaffen.
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Hinsichtlich weiterer vorteilhafter Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Gasdruckfeder wird zur Vermeidung von Wiederholungen auf den allgemeinen Teil der Beschreibung sowie auf die beigefügten Patentansprüche verwiesen.
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Schließlich sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die voranstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Gasdruckfeder lediglich zur Erörterung der beanspruchten Lehre dienen, diese jedoch nicht auf die Ausführungsbeispiele einschränken.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Zylinderrohr
- 2
- Kolben
- 3
- Kolbenstange
- 4
- Faltenbalg
- 5
- kolbenstangenseitiges Ende des Zylinderrohrs
- 6
- freies Ende der Kolbenstange
- 7
- kragenartiges Ende des Faltenbalgs
- 8
- Rastnase
- 9
- Dichtring
- 10
- Abstreifer
- 11
- Einstich
- 12
- Ringscheibe
- 13
- Abdeckscheibe
