DE19714882A1 - Gasfeder - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Gasfeder mit einem Druckrohr und einer Kolbenstange, wobei die Kolbenstange in dem Druckrohr teleskopartig geführt und in Aus­ schub- oder in Einschubrichtung mittels eines in dem Druckrohr gefangenen inkompressiblen Strömungsmediums blockierbar ist und wobei an das inkompressible Strömungsme­ dium ein kompressibles Strömungsmedium angrenzt.

Gasfedern der in Rede stehenden Art sind seit langem aus der Praxis bekannt und existieren in den unterschiedlichsten Ausführungsformen. Bei den blockierbaren Gasfedern ist grundsätzlich zwischen federnd blockierten und starr blockierten Gas­ federn zu unterscheiden. Diese unterschiedliche Art der Blockierung ergibt sich aus den Eigenschaften des zur Blockierung verwendeten Strömungsmediums. Im Falle eines kompressiblen Strömungsmediums ergibt sich eine federnde und im Falle ei­ nes inkompressiblen Strömungsmediums eine starre Blockierung der Kolbenstange in dem Druckrohr. Bei der vorliegenden Erfindung werden starr blockierende Gasfe­ dern betrachtet.

Ein beispielhaft beschriebener Blockiermechanismus umfaßt einen am inneren Ende der Kolbenstange angeordneten zylindrischen Kolben, dessen äußere Umfangsflä­ che an der ebenfalls zylinderförmigen Innenfläche des Druckrohrs abgedichtet ent­ langgleiten kann. Der Kolben teilt den Innenraum des Druckrohrs in zwei jeweils mit dem Strömungsmedium gefüllte Druckräume. Zur Bewegung des Kolbens und damit der Kolbenstange in dem Druckrohr weist der Kolben ein Ventil zur Strömungsver­ bindung der beiden Druckräume auf. Bei geschlossenem Ventil ist eine Bewegung des Kolbens und damit der Kolbenstange bei Vorliegen eines inkompressiblen Strö­ mungsmediums nicht und bei Vorliegen eines kompressiblen Strömungsmediums nur begrenzt möglich. Bei geöffnetem Ventil ist dagegen bei beiden Arten des Strö­ mungsmediums eine im wesentlichen nur durch den Strömungsquerschnitt des Ven­ tils begrenzte Bewegung des Kolbens und damit der Kolbenstange in dem Druckrohr möglich.

Wie bereits oben erwähnt, ist bei Verwendung eines kompressiblen Strömungsme­ diums eine federnde Blockierung erreichbar, so daß trotz einer Positionsvorgabe der Kolbenstange in dem Druckrohr ein Federeffekt erhalten bleibt. Zum Erhalt dieses Federeffekts bei Verwendung eines inkompressiblen Strömungsmediums ist bei einer bekannten Gasfeder ein zusätzliches kompressibles Strömungsmedium in dem Druckrohr vorgesehen, welches an das inkompressible Strömungsmedium angrenzt. Die Trennung der beiden Medien kann über einen Trennkolben erfolgen, was eine lageunabhängige Funktion der Gasfeder gewährleistet. Auf einen derartigen Trenn­ kolben kann verzichtet werden, wenn die Separierung der beiden Medien aufgrund der Einbaulage der Gasfeder und damit aus physikalischen Gründen von selbst er­ halten bleibt. Dies ist beispielsweise dann der Fall, wenn eine in Einschubrichtung blockierte Gasfeder derart angeordnet ist, daß die Kolbenstange nach oben aus dem Druckrohr heraus zeigt. Dabei ist das kompressible Strömungsmedium in Form bei­ spielsweise eines Gases oberhalb des inkompressiblen Strömungsmediums in Form beispielsweise eines Öles angeordnet, wobei die Trennung zwischen Öl und Gas ohne Trennkolben erhalten bleibt. Dasselbe gilt für eine in Ausschubrichtung blockierte Gasfeder, bei der die Kolbenstange nach unten aus dem Druckrohr herausragt.

Die Bezeichnung einer Gasfeder als starr blockierte Gasfeder bedeutet demnach, daß die Kolbenstange lediglich in eine Richtung starr und in die andere Richtung fe­ dernd blockiert ist. Bei einer federnd blockierten Gasfeder liegt dagegen eine fe­ dernde Blockierung sowohl in Ausschub- als auch in Einschubrichtung vor.

Bei den bekannten Gasfedern werden die Federeigenschaften bereits bei der Her­ stellung der Gasfeder festgelegt und hängen im wesentlichen von dem Fülldruck des kompressiblen Strömungsmediums ab. Wird eine Gasfeder der in Rede stehenden Art des weiteren zur Höhenverstellung eines Schreibtischstuhls oder eines Schreibti­ sches verwendet, so ist es zur Höhenverstellung jeweils erforderlich, die Blockierung zu entarretieren und den Sitzbereich bzw. die Tischplatte im wesentlichen mit eigener Kraft anzuheben. Dies ist sehr unbequem und insbesondere im Falle von schweren Tischplatten für bereits rückengeschädigte Personen zusätzlich äußerst gesundheits­ schädlich.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Gasfeder der eingangs genannten Art anzugehen, bei der eine Variierung einerseits der Federcha­ rakteristik und andererseits der Blockierstellung der Kolbenstange relativ zu dem Druckrohr auf bequeme Weise und mit konstruktiv einfachen Mitteln erreicht ist.

Erfindungsgemäß wird die voranstehende Aufgabe durch die Merkmale des Pa­ tentanspruches 1 gelöst. Danach ist die in Rede stehende Gasfeder derart ausgebil­ det, daß das kompressible Strömungsmedium druckbeaufschlagbar und druckent­ lastbar ist.

In erfindungsgemäßer Weise ist erkannt worden, daß eine Druckbeaufschlagung bzw. eine Druckentlastung des kompressiblen Strömungsmediums die obige Aufgabe auf überraschend einfache Weise insgesamt löst. Durch eine derartige Druckbeauf­ schlagung oder -entlastung läßt sich einerseits die Federcharakteristik der Gasfeder in gewünschter Weise variieren und andererseits eine Positionsänderung der Blockierstellung der Kolbenstange erreichen. Hierzu ist es lediglich erforderlich, daß während oder im Anschluß an die Druckbeaufschlagung oder Druckentlastung die Gasfeder entblockiert bzw. ausgelöst wird. Ein wesentlicher Krafteinsatz durch eine Person ist bei einer derartigen Positionsänderung nicht mehr erforderlich.

Insbesondere bei der Höhenverstellung eines Büroschreibtisches, der oftmals mit schweren Gegenständen wie beispielsweise einem Computermonitor oder schweren Büchern beladen ist, ist der Einsatz der erfindungsgemäßen Gasfeder besonders vorteilhaft.

Folglich ist mit der erfindungsgemäßen Gasfeder eine Gasfeder realisiert, bei der eine Variierung einerseits der Federcharakteristik und andererseits der Blockierstel­ lung der Kolbenstange relativ zu dem Druckrohr auf bequeme Weise und mit kon­ struktiv einfachen Mitteln erreicht ist.

Im Hinblick auf ein besonders gut handhabbares und dabei gleichzeitig preiswertes in kompressibles Strömungsmedium könnte das inkompressible Strömungsmedium ein Öl sein. Im gleichen Sinne könnte das kompressible Strömungsmedium ein Gas sein, wobei hier Stickstoff besonders vorteilhaft ist.

Zur Realisierung einer Gasfeder, die unabhängig von ihrer Einbaulage ausschub- oder einschubblockiert ist, könnte zwischen dem inkompressiblen und dem kompres­ siblen Strömungsmedium ein Trennkolben vorgesehen sein. Je nach Einbaulage der Gasfeder wäre damit ein Vermischen der Strömungsmedien in Form von beispiels­ weise Öl und Gas vermieden.

In konstruktiv besonders einfacher Weise könnten die Druckbeaufschlagung und die Druckentlastung von der dem inkompressiblen Strömungsmedium abgewandten Seite des kompressiblen Strömungsmedium aus erfolgen. Hierzu könnte an der dem inkompressiblen Strömungsmediums abgewandten Seite des kompressiblen Strö­ mungsmediums ein gegebenenfalls zweiter Trennkolben vorgesehen sein. Damit wäre in besonders einfacher Weise eine Druckbeaufschlagung des kompressiblen Strömungsmediums möglich, indem der gegebenenfalls zweite Trennkolben von außerhalb des Druckrohrs aus bewegt wird. Hierbei wäre ein besonders homogener Aufbau der Gasfeder realisiert.

Mit der oben beschriebenen Ausgestaltung wären somit zwei Trennkolben innerhalb des Druckrohrs vorgesehen, die das kompressible Medium gegen den übrigen Be­ reich des Innenraums des Druckrohrs abdichten.

In besonders komfortabler Weise könnte die Bewegung des zweiten Trennkolbens über einen Elektromotor erfolgen. Des weiteren wäre auch eine Bewegung über einen Kurbel- oder Drehspindelantrieb denkbar.

Hinsichtlich eines besonders kompakten Aufbaus der Gasfeder könnte der Elektro­ motor oder der Kurbel- oder Drehspindelantrieb in das Druckrohr integriert sein.

Alternativ zu den oben beschriebenen Bewegungsarten des gegebenenfalls zweiten Trennkolbens könnte die Bewegung auch über ein gegebenenfalls weiteres, dem Druckrohr zuführbares und aus dem Druckrohr abführbares inkompressibles Strö­ mungsmedium erfolgen. Hierbei könnte ein Teilbereich des Innenraums des Druck­ rohrs als Aufnahme- und/oder Ausgleichsbehälter für das inkompressible Strö­ mungsmedium dienen, welcher durch den gegebenenfalls zweiten Trennkolben von dem kompressiblen Strömungsmedium separiert wäre.

Im Hinblick auf eine einfache Zu- und/oder Abfuhr des gegebenenfalls weiteren in­ kompressiblen Strömungsmediums könnte das Druckrohr einen seitlichen Anschluß aufweisen. Ein derartiger seitlicher Anschluß würde einer Behinderung des Einbaus der Gasfeder an ihren Enden verhindern.

Hinsichtlich einer besonders komfortablen Ausgestaltung könnte die Zu- und/oder Abfuhr des gegebenenfalls weiteren inkompressiblen Strömungsmediums über eine elektrische Pumpe oder alternativ hierzu über eine Fußpedalpumpe erfolgen. Dabei ist in jedem Falle gewährleistet, daß bei einer Höhenveränderung der Blockierstel­ lung der Gasfeder ein nur minimaler Kraftaufwand durch den Benutzer erforderlich ist.

Das gegebenenfalls weitere inkompressible Strömungsmedium könnte in besonders einfacher Weise ein Öl sein.

Zur Höhenverstellung der Blockierposition ist es erforderlich, daß die Gasfeder wäh­ rend oder nach der Druckbeaufschlagung oder Druckentlastung ausgelöst wird. Diesbezüglich könnte die Druckbeaufschlagung bzw. -entlastung gleichzeitig mit der Entblockierung bzw. Auslösung der Gasfeder erfolgen. Eine Kopplung der beiden Vorgänge wäre denkbar. Die Entblockierung bzw. Auslösung könnte dabei durch Öff­ nen eines Ventils eines am inneren Ende der Kolbenstange angeordneten Kolbens erfolgen.

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 Ansprüche, andererseits auf die nachfol­ gende 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 allge­ meinen bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 in einer schematischen Seitenansicht ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Gasfeder, wobei die Gasfeder in Ein­ schubrichtung starr blockiert ist, und

Fig. 2 in einer schematischen Seitenansicht ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Gasfeder, wobei die Gasfeder in Aus­ schubrichtung starr blockiert ist.

Fig. 1 zeigt in einer schematischen Seitenansicht ein erstes Ausführungsbeispiel ei­ ner erfindungsgemäßen Gasfeder. Die Gasfeder weist ein Druckrohr 1 und eine Kol­ benstange 2 auf, wobei die Kolbenstange 2 in dem Druckrohr 1 teleskopartig geführt und in Einschubrichtung starr blockiert ist. Zur Blockierung wird ein in dem Druckrohr 1 gefangenes inkompressibles Strömungsmedium 3 in Form von Öl verwendet. Auf­ grund der Inkompressibilität des Strömungsmediums 3 ist eine Bewegung der Kol­ benstange 2, welche an ihrem inneren Ende einen Kolben 11 mit einem Ventil auf­ weist, in Einschubrichtung und bei geschlossenem Ventil nicht möglich. Eine in Ein­ schubrichtung verlaufende Bewegung der Kolbenstange 2 ist lediglich bei geöffnetem Ventil durchführbar.

Zur Gewährleistung der Federfunktion der Gasfeder grenzt an das inkompressible Strömungsmedium 3 ein kompressibles Strömungsmedium 4 an, welches durch einen Trennkolben 5 von dem inkompressiblen Strömungsmedium 3 getrennt ist. Folglich ist bei der in Fig. 1 gezeigten Gasfeder eine Bewegung der Kolbenstange 2 in Einschubrichtung nicht möglich und in Ausschubrichtung durch das kompressible Strömungsmedium 4 gefedert.

An der dem inkompressiblen Strömungsmedium 3 abgewandten Seite 6 des kom­ pressiblen Strömungsmediums 4 ist ein zweiter Trennkolben 7 vorgesehen. Mittels des Trennkolbens 7 erfolgt eine Druckbeaufschlagung oder eine Druckentlastung von der dem inkompressiblen Strömungsmedium 3 abgewandten Seite 6 des kompressiblen Strömungsmediums 4 aus. Hierzu ist der zweite Trennkolben 7 von außerhalb des Druckrohrs 1 aus bewegbar. Zur Druckbeaufschlagung bzw. Druck­ entlastung und damit Bewegung des Trennkolbens 7 weist das Druckrohr 1 einen seitlichen Anschluß 9 für ein weiteres inkompressibles Strömungsmedium 8 in Form von Öl auf. Bei dem in der Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiels erfolgt die Zu- und Abfuhr des weiteren inkompressiblen Strömungsmediums 8 über eine elektrische Pumpe 10. Alternativ hierzu könnte auch eine Fußpedalpumpe vorgesehen sein.

Durch die Druckbeaufschlagung und Druckentlastung des kompressiblen Strö­ mungsmediums 4 über das inkompressible Strömungsmedium 8 läßt sich bei ge­ schlossenem Ventil bzw. bei nicht ausgelöster Gasfeder die Federcharakteristik der Gasfeder variieren und gegebenenfalls ein Vordruck erzeugen. Wird nach erfolgter Druckbeaufschlagung oder Druckentlastung die Gasfeder ausgelöst bzw. das Ventil geöffnet, so läßt sich die Position der Kolbenstange verändern. Hierdurch ist eine Höhenverstellung beispielweise eines Schreibtisches ermöglicht.

Zur Auslösung der Gasfeder ist ein Ventilstößel 12 vorgesehen. Die Druckbeauf­ schlagung bzw. -entlastung und die Auslösung könnten hinsichtlich eines besonders einfachen Veränderns der Blockierstellung gleichzeitig erfolgen. Hierzu wäre eine Kopplung dieser beiden Vorgänge denkbar.

Fig. 2 zeigt in einer schematischen Seitenansicht ein zweites Ausführungsbeispiel ei­ ner erfindungsgemäßen Gasfeder, wobei gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel gleiche Bauteile mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet sind. Die Gasfeder ist in Aus­ schubrichtung starr blockiert.

Fig. 2 zeigt die Gasfeder in einer Einbaulage, in der die Kolbenstange 2 aus dem Druckrohr 1 nach unten herausragt. Aufgrund der Dichteunterschiede zwischen dem inkompressiblen Strömungsmedium 3 und dem kompressiblen Strömungsmedium 4 ist bei dieser Einbaulage kein Trennkolben 7 erforderlich. Hinsichtlich der Einbaulage ist lediglich wesentlich, daß der Kolben 11 stets mit dem inkompressiblen Strö­ mungsmedium 3 bedeckt ist.

Zusammenfassend ist mit der erfindungsgemäßen Gasfeder eine Gasfeder realisiert, bei der eine Variierung einerseits der Federcharakteristik und andererseits der Blockierstellung der Kolbenstange 2 relativ zu dem Druckrohr 1 auf bequeme Weise und mit konstruktiv einfachen Mitteln erreicht ist.

Hinsichtlich weiterer vorteilhafter Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfin­ dungsgemäßen Lehre wird einerseits auf den allgemeinen Teil der Beschreibung und andererseits auf die beigefügten Patentansprüche verwiesen.

Abschließend sei ganz besonders hervorgehoben, daß die zuvor rein willkürlich ge­ wählten Ausführungsbeispiele lediglich zur Erörterung der erfindungsgemäßen Lehre dienen, diese jedoch nicht auf diese Ausführungsbeispiele einschränken.

Claims (16)

1. Gasfeder mit einem Druckrohr (1) und einer Kolbenstange (2), wobei die Kol­ benstange (2) in dem Druckrohr (1) teleskopartig geführt und in Ausschub- oder in Einschubrichtung mittels eines in dem Druckrohr (1) gefangenen inkompressiblen Strömungsmediums (3) blockierbar ist und wobei an das inkompressible Strömungs­ medium (3) ein kompressibles Strömungsmedium (4) angrenzt, dadurch gekennzeichnet, daß das kompressible Strömungsmedium (4) druckbeaufschlagbar und druckentlastbar ist.

2. Gasfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das inkompressible Strömungsmedium (3) ein Öl ist.

3. Gasfeder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das kom­ pressible Strömungsmedium (4) ein Gas ist.

4. Gasfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem inkompressiblen und dem kompressiblen Strömungsmedium (3, 4) ein Trennkolben (5) vorgesehen ist.

5. Gasfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckbeaufschlagung und die Druckentlastung von der dem inkompressiblen Strömungsmedium (3) abgewandten Seite (6) des kompressiblen Strömungsme­ diums (4) aus erfolgen.

6. Gasfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß an der dem inkompressiblen Strömungsmedium (3) abgewandten Seite (6) des kom­ pressiblen Strömungsmediums (4) ein ggf. zweiter Trennkolben (7) vorgesehen ist.

7. Gasfeder nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der ggf. zweite Trennkolben (7) von außerhalb des Druckrohrs (1) aus bewegbar ist.

8. Gasfeder nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung über einen Elektromotor erfolgt.

9. Gasfeder nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung über einen Kurbel- oder Drehspindelantrieb erfolgt.

10. Gasfeder nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektro­ motor oder der Kurbel- oder Drehspindelantrieb in das Druckrohr (1) integriert sind.

11. Gasfeder nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung über ein ggf. weiteres, dem Druckrohr (1) zuführbares und aus dem Druckrohr (1) abführ­ bares inkompressibles Strömungsmedium (8) erfolgt.

12. Gasfeder nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckrohr (1) einen seitlichen Anschluß (9) für das ggf. weitere inkompressible Strömungsmedium (8) aufweist.

13. Gasfeder nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß zur Zu- und/oder Abfuhr des ggf. weiteren inkompressiblen Strömungsmediums (8) eine elektrische Pumpe (10) oder eine Fußpedalpumpe vorgesehen ist.

14. Gasfeder nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das ggf. weitere inkompressible Strömungsmedium (8) ein Öl ist.

15. Gasfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckbeaufschlagung bzw. -entlastung gleichzeitig mit der Entblockierung bzw. Auslösung der Gasfeder erfolgt.

16. Gasfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Entblockierung bzw. Auslösung durch Öffnen eines Ventils eines am inneren Ende der Kolbenstange (2) angeordneten Kolbens (11) erfolgt.