DE19740143C2 - Teleskopgasfeder - Google Patents

Description

Die bekannten Gasfedern bestehen aus einem Zylinder­ rohr, das beidends mit Verschluss-Stücken versehen ist. Durch eines der Verschluss-Stücke führt abgedichtet eine Kolbenstange in das Zylinderrohr hinein. An dem im Zylin­ derrohr befindlichen Ende ist ein Kolben befestigt. Dieser Kolben bewegt sich mit reichlich Spiel im Gasfederrohr und ist im klassischen Sinne eigentlich kein Kolben, sondern hat nur die Funktion eines Endanschlags, der die Kolbens­ tange daran hindert, aus dem Rohr herausgeschleudert zu werden. Der Gasdruck auf beiden Seiten des Kolbens ist gleich und der Ringspalt zwischen dem Kolben und dem Zylin­ derrohr reicht aus, damit das Gas hinreichend schnell zwi­ schen den beiden Zylinderkammern hin- und herströmen kann, wenn die Kolbenstange bewegt wird.

Die Kraft zum Ausschieben der Kolbenstange ist denn auch nicht proportional der Kolbenfläche, sondern hat ihre Ursache in dem auf dem Querschnitt der Kolbenstange lasten­ den Gasdruck.

Wegen des relativ großen Durchmesserunterschieds zwi­ schen der lichten Weite des Zylinderrohrs und der Kolbens­ tange ist die Volumenänderung relativ klein, wenn das In­ nenvolumen des Zylinderrohrs bei ausgeschobener Kolbens­ tange mit dem freien Volumen verglichen wird, wenn die Kol­ benstange vollständig eingefahren ist. Deswegen tritt bei eingefahrener Kolbenstange nur eine verhältnismäßig geringe Druckerhöhung ein. Die Ausschubkraft der Kolbenstange ist demzufolge bei eingeschobener Kolbenstange nur unwesentlich größer als bei vollständig ausgeschobener Kolbenstange.

Eine Gasdruckfeder hat, verglichen mit einer Schrau­ bendruckfeder, eine vergleichsweise sehr flache Federkenn­ linie, weil die Federkraft nur in geringem Maße vom Hub abhängig ist.

Diesem Vorteil steht allerdings ein wesentlicher Nach­ teil gegenüber, der in dem verhältnismäßig kleinen Nutzhub, verglichen mit der Einbaulänge, liegt. Der nutzbare Hub bei den Gasfedern ist zwangsläufig kleiner als die Einbaulänge der Gasfeder bei eingeschobener Kolbenstange.

Aus der DE 28 16 761 A1 ist eine teleskopartige Gasfe­ der bekannt. Die Kolbenstange dieser Gasfeder besteht aus teleskopartig ineinander steckenden Rohren. Die Rohre sind nach außen gegeneinander abgedichtet, stehen jedoch im In­ neren strömungsmäßig in Verbindung. Dadurch ändert sich die Ausschubkraft bei der bekannten teleskopartigen Gasfeder sprungartig immer dann, wenn beim Ausfahren der Rohr­ abschnitt mit dem jeweils größeren Durchmesser an seinem Ausschubanschlag ankommt. Abgesehen von dem dadurch sich stark veränderten Innendruck, ändert sich auch sprungartig der wirksame Querschnitt für Kolbenstange, wodurch eine sprungartige Abnahme der Ausschubkraft zustande kommt.

Aus der FR 1372 781 ist eine Gasfeder bekannt, mit de­ ren Hilfe unterschiedliche Kennlinienabschnitte realisiert werden sollen. Das äußere Zylinderrohr hat eine Länge ent­ sprechend der Länge der Kolbenstange, womit die Baulänge größer ist als der maximale ausnutzbare Hub, den die Kol­ benstange vollführen kann.

Im Inneren des äußeren Zylinderohrs sind mit dem innen liegenden Ende der Kolbenstange weitere Rohre kombiniert, die gegenüber dem äußeren Zylinderrohr abgedichtet sind, so dass unterschiedliche Federkennlinien längs der Bewegung der Kolbenstange erzeugt werden können.

Über die spezielle Druckverteilung in den einzelnen Zylinderräumen ist nichts ausgeführt.

Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der Erfindung, eine Gasfeder zu schaffen, bei der der mögliche Hub größer ist als die Einbaulänge im zusammengeschobenen Zustand.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Teleskop­ gasfeder mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Gasfeder stecken gleichsam zwei pneumatisch voneinander getrennte Gasfedern ineinan­ der. Hierdurch ist es möglich, die Druckverhältnisse in den einzelnen Gasfedern so einzustellen, dass die Ausschubkräf­ te der Kolbenstangen praktisch gleich werden, obwohl die Durchmesser der Kolbenstangen sich zwangsläufig stark von­ einander unterscheiden. Immerhin ist die Kolbenstange der einen Gasfeder gleichzeitig das Zylinderrohr der anderen Gasfeder, hat also einen sehr viel größeren Durchmesser als die weitere Kolbenstange. Dementsprechend muss der Druck in dieser Gasfeder mit der Kolbenstange, die selbst wiederum Gasfeder ist, entsprechend niedrig sein.

Es ist nicht möglich, beide Gasräume miteinander strömungsmäßig im Betrieb zu verbinden. Wegen des starken Durchmesserunterschiedes würde bei gleichem Gasdruck zu­ nächst einmal die Kolbenstange mit dem kleineren Durchmes­ ser einfahren. Bei weiterer Krafterhöhung würde sich an­ schließend nichts verändern und erst dann, wenn die Kraft so weit angestiegen ist, dass sie gleich dem Druck in der weiteren Gasfeder multipliziert mit der wesentlich größeren Kolbenstangenquerschnittsfläche wird, stellt sich eine wei­ tere Einschubbewegung ein.

Die Fertigung der neuen Gasfeder lässt sich verein­ fachen, wenn wenigstens eine der beiden teleskopisch inein­ ander steckenden Gasfedern mit einer nach der vollständigen Montage zugänglichen Fülleinrichtung versehen ist. Vorzugs­ weise weist diese Fülleinrichtung ein Rückschlagventil auf, so dass gegebenenfalls bei Druckverlust ein Nachfüllen mög­ lich ist.

Diese Fülleinrichtung sitzt bei der äußeren Gasfeder vorzugsweise in dem Kopfstück, durch das ihre Kolbenstange nicht hindurch verläuft.

Bei der inneren Gasfeder kann das Füllventil entweder in einer ebenfalls rohrförmig ausgebildeten Kolbenstange sitzen oder es kann im Bodenstück untergebracht werden.

Wenn das Füllventil der inneren Gasfeder in der Kolbenstange sitzt, können beide Gasfedern vollkommen un­ abhängig voneinander auf den entsprechenden Betriebsdruck gebracht werden. Nachteilig dafür ist, dass zwei Füllein­ richtungen von außen her zugänglich sind und gegen Verun­ reinigung geschützt werden sollten.

Falls dagegen die Fülleinrichtung der zweiten Gasfeder in deren Bodenstück und somit im Kolben der ersten Gasfeder sitzt, ist diese Fülleinrichtung geschützt. Dafür muss eine zweistufige Füllung in Kauf genommen werden. In der ersten Stufe wird die äußere Gasfeder zunächst auf den Druck der inneren Gasfeder gebracht, wodurch das Gas aus der äußeren Gasfeder in die innere Gasfeder überströmt. Sodann wird der Druck der äußeren Gasfeder abgesenkt, um die Kräftegleich­ heit für beide Kolbenstangen herzustellen.

Auf diese Weise kann zwar gegebenenfalls das Füllven­ til für die innere Gasfeder vereinfacht werden, dafür muss beim Füllen ein Gasverlust aus der äußeren Gasfeder in Kauf genommen werden.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Gegen­ standes der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Teleskopgasfeder mit un­ abhängiger Befüllung der Zylinderräume, in einem Längs­ schnitt,

Fig. 2 die Teleskopgasfeder nach Fig. 1, in einer Aus­ führung mit Befüllung über die äußere Gasfeder, in einem Längsschnitt, und

Fig. 3 die Teleskopgasfeder nach Fig. 1, in einer nicht wiederbefüllbaren Ausführung, in einem Längsschnitt.

Fig. 1 zeigt eine Teleskopgasfeder, die dazu vorgese­ hen ist, einen Federhub zu verwirklichen, der größer ist als die Einbaulänge. Die Teleskopgasfeder besteht im Grunde genommen aus zwei teleskopisch ineinander steckenden Gasfe­ dern 2 und 3, die einen ähnlichen Aufbau und annähernd gleiche Kennlinien haben.

Zu der Gasfeder 2 gehört ein beispielsweise aus Stahl bestehendes Zylinderrohr 4, das zusammen mit endseitig ein­ gesetzten Verschluss-Stücken, nämlich einem Bodenstück 5 und einem Kopfstück 6 einen Zylinderraum 7 begrenzt. Durch das ringförmige Kopfstück 6 ragt eine selbst wieder rohr­ förmige Kolbenstange 8 in den Zylinderraum 7. Die Kolbens­ tange 8 besteht ebenfalls aus Stahl und bildet das Zylin­ derrohr der Gasfeder 3. Das Zylinderrohr/Kolbenstange 8 ist an seinem in den Zylinderraum 7 ragenden Ende mit einem Kolben 9 versehen.

Das Bodenstück 5 ist eine zylindrische dicke Scheibe, deren Durchmesser der lichten Weite des Zylinderrohrs 4 entspricht. Sie ist von einer innenliegenden Stirnseite 11 sowie einer außenliegenden Stirnseite 12 begrenzt, aus der einstückig ein Gewindezapfen 13 koaxial hervorsteht. Das Bodenstück 5 ist an seiner Außenumfangsfläche mit einer umlaufenden Ringnut 14 versehen, in die ein in der Figur nicht dargestellter O-Ring eingelegt ist. Mittels einer in Umfangsrichtung verlaufenden Sicke 15, die in das Zylinder­ rohr 4 eingeprägt ist und sich in die Ringnut 14 hinein­ wölbt, ist das Bodenstück 5 in dem Zylinderrohr 4 axial gesichert. Dabei wird gleichzeitig die nicht veranschau­ lichte Dichtung zusammengedrückt, um eine gasdichte Abdich­ tung zu erhalten.

Zum Füllen der Gasfeder 2 ist in dem Bodenstück 5 ein schematisch angedeutetes Füllventil 17 vorhanden. Zu dem Füllventil 17 gehört eine koaxial durch das Bodenstück 5 führende Bohrung 18, die sich aus zwei Abschnitten 19 und 21 zusammensetzt. Der Abschnitt 21, der dem Zylinderraum 7 zugekehrt ist, hat einen größeren Durchmesser als der Ab­ schnitt 19 und geht an einer Kegelfläche 22 in den Ab­ schnitt 19 über. Die Kegelfläche 22 bildet einen Ventilsitz der Fülleinrichtung. Auf der Kegelfläche 22 liegt ein Rundschnur-O-Ring 23, der das eigentliche Dichtglied dar­ stellt.

In der Bohrung 18 steckt ein Ventilverschlussglied 24, das eine Gestalt ähnlich einer Flachkopfsenkschraube hat und aus einem kegelförmigen Kopf 25 sowie einem zylindri­ schen Schaft 26 besteht. Der kegelförmige Kopf 25 befindet sich in dem Bohrungsabschnitt 21, und zwar so, dass die Kegelfläche auf die Kegelfläche 22 zu zeigt, während der zylindrische Schaft 26, der im Wesentlichen Führungsauf­ gaben hat, in dem Bohrungsabschnitt 19 sitzt. Die kegelför­ mige Fläche des kegelförmigen Kopfes 25 wirkt mit dem Rundschnur-O-Ring 23 zusammen. Die Fülleinrichtung 17 ar­ beitet als Rückschlagventil.

Im gefüllten Zustand wird der kegelförmige Kopf 25 gegen die Kegelfläche 22 angepresst gehalten. Lediglich im drucklosen Zustand sind Vorkehrungen zu treffen, damit das Ventilverschlussglied 24 nicht in den Zylinderraum 7 fällt. diese Vorkehrungen sind, da sie nicht Bestandteil der Er­ findung sind, in den Figuren nicht veranschaulicht, um die Figuren nicht mit überflüssigen Details zu überladen.

Das Kopfstück 6 hat die Form einer zylindrischen Lagerbüchse, die von einer äußeren planen Stirnfläche 27 und einer innenliegenden planen Stirnfläche 28 begrenzt ist.

Auch das Kopfstück 6 enthält in seiner Außenumfangs­ fläche eine umlaufende Ringnut 29, in die ein nicht ver­ anschaulichter Rundschnur-O-Ring eingelegt ist. Mittels einer in das Zylinderrohr 4 eingeprägten umlaufenden Sicke 31, die sich in die Ringnut 29 vorwölbt, ist das Kopfstück 6 in dem Zylinderrohr 4 abgedichtet gesichert. Durch die Sicke 31 wird der nicht gezeigte O-Ring in der Ringnut 29 abdichtend zusammengequetscht.

Durch das Kopfstück 6 führt konzentrisch eine zylin­ drische Bohrung 32 hindurch, durch die mit geringem Spiel die Kolbenstange 8 hindurchgleitet. Zum Abdichten der Kol­ benstange 8 ist eine Dichtungspackung 33 vorgesehen, die ringförmig gestaltet ist und vor der Stirnfläche 28 liegt. Mittels einer Haltebüchse 34 wird die Dichtungspackung 33 an der Stirnfläche 28 angepresst gehalten. Die Lage der Haltebüchse 34 fixiert eine weitere, in das Zylinderrohr 4 eingeprägte umlaufende Sicke 35.

Der Zweck der Haltebüchse 34 besteht darin, mit Hilfe nur einer Sicke, nämlich der Sicke 35, sowohl die Dich­ tungspackung 33 festzuhalten als auch den Ausschubhub der Kolbenstange 8 so weit zu begrenzen, dass die weiter unten im Einzelnen beschriebenen Maßnahmen zum Verbinden der Kol­ benstange 8 mit dem Kolben 9 die Dichtungspackung 33 nicht beschädigen.

Die Kolbenstange 8 ist, wie oben bereits erläutert, ein Rohr, das aus der Sicht der Gasfeder 2 tatsächlich deren Kolbenstange ist, während es aus der Sicht der Gasfeder 3 deren Zylinderrohr darstellt. Sein in dem Zylinderraum 7 befindliche Ende ist mit dem Kolben 9 verbunden. Der Kolben 9 ist gleichzeitig das Bodenstück der Gasfeder 3. Er ist eine kreiszylindrische dicke Scheibe 36 mit zwei planen Stirnseiten 37 und 38. Aus der planen Stirnseite 37 steht einstückig und koaxial ein zylindrischer kurzer Zapfen 39 vor, der in seiner Außenumfangsfläche eine umlaufende Ring­ nut 40 enthält. In dieser Ringnut 40 liegt wiederum ein nicht gezeichneter O-Ring, der der Abdichtung der Kolbens­ tange 8 gegenüber dem Kolben 9 dient. Mittels einer in die Kolbenstange 8 eingewalzten Sicke 41, die sich in die Ring­ nut 40 vorwölbt, ist der Kolben 9 abgedichtet formschlüssig mit der Kolbenstange 8 verbunden. Da zum Zwecke einer mög­ lichst guten Führung des innenliegenden Endes der Kolbens­ tange 8 in dem Zylinderrohr 4 der Ringspalt zwischen der Außenumfangsfläche des Kolbens 9 und der Innenwand des Zy­ linderrohrs 4 vergleichsweise sehr klein ist und die Um­ strömung des Kolbens bei seiner Bewegung durch den Zylin­ derraum 7 behindern würde, ist zusätzlich eine Bohrung 42 angebracht, die die beiden Räume, die sich angrenzend an die Stirnseiten 37 und 38 befinden, strömungsmäßig mitein­ ander verbindet.

An ihrem anderen Ende wird die Kolbenstange/das Zylin­ derrohr 8 von einem Kopfstück 43 verschlossen. Das Kopf­ stück 43 hat die Form einer zylindrischen Lagerbüchse mit zwei planen Stirnflächen 44 und 45 sowie einer in Umfangsrichtung umlaufenden Ringnut 46 in seiner Außensei­ te. In dieser Ringnut 46 liegt ein nicht veranschaulichter O-Ring. Mittels einer in das Zylinderrohr/Kolbenstange 8 eingewalzten umlaufenden Sicke 47, die sich wiederum in die Ringnut 46 vorwölbt, ist das Kopfstück 43 in dem Zylinderrohr 8 axial gesichert und abgedichtet.

Zwischen dem Kopfstück 43 und dem Kolben 9 wird somit innerhalb der Kolbenstange/des Zylinderrohrs 8 ein Zylin­ derraum 48 der Gasfeder 3 abgedichtet begrenzt.

Durch das Kopfstück 43 führt eine durchgehende zylin­ drische Bohrung 49, durch die abgedichtet eine Kolbenstange 50 hindurchführt. Die Dichtmittel zum Abdichten der Kol­ benstange 50 gegenüber dem Kopfstück 43 sind der Übersicht­ lichkeit halber nicht veranschaulicht. Es können O-Ringe sein, die in einer entsprechenden Innennut in der Bohrung 49 eingelegt sind oder auch eine Dichtungspackung, ähnlich der Dichtungspackung 33.

Die Kolbenstange 50 ist wiederum ein Rohr, das an sei­ nem innerhalb des Zylinderraumes 48 liegenden Ende mit ei­ nem Kolben 51 versehen ist. Der Kolben 51 trägt auf seiner planen Stirnseite 52 eine rohrförmigen Fortsatz 53, während seine gegenüberliegende Stirnseite 54 glatt ist. Durch den Kolben 51 führt eine Durchgangsbohrung 55, die zu dem rohr­ förmigen Fortsatz 53 konzentrisch ist, der wiederum konzen­ trisch zu dem Kolben 51 angeordnet ist. In den rohrförmigen Fortsatz 53 ist die Kolbenstange 50 eingesteckt, die dort eine Ringnut 56 enthält, in die eine Sicke 57 eingreift, die in den rohrförmigen Fortsatz 53 eingewalzt ist. Die Verbindung zwischen dem Kolben 51 und der Kolbenstange 50 braucht nicht abgedichtet zu sein, weshalb in der Ringnut 56 auch keine O-Ringe eingelegt sind.

Aufgrund der Bohrung 55 besteht eine strömungsmäßige Verbindung zwischen dem Zylinderraum 48 und dem Inneren der Kolbenstange 50.

Der Außendurchmesser des Kolbens 51 ist so gewählt, dass er sich mit reichlich Spiel in dem Zylinderrohr 8 be­ wegen kann, damit das in dem Zylinderraum 48 enthaltene Gas frei an dem Kolben 51 vorbeiströmen kann.

Um die Gasfeder 3 zu füllen, sitzt auf dem außenlie­ genden Ende der Kolbenstange 50 eine Fülleinrichtung 58, die gleichzeitig auch einen Befestigungsfortsatz darstellt, um die Kolbenstange 50 mit anderen Maschinenbauteilen zu verbinden.

Die Fülleinrichtung 58 besteht aus einer becherförmi­ gen Kappe 59, die mit ihrem Kragen 60 auf die Kolbenstange 50 aufgesteckt ist. Aus einem Boden der becherförmigen Kap­ pe 59 steht ein Gewindezapfen 61 hervor.

Durch die becherförmige Kappe 59 verläuft eine Durch­ gangsbohrung 62, die sich aus einem im Durchmesser kleine­ ren, in dem Gewindezapfen 61 befindlichen Abschnitt und dem von dem Kragen 60 umgrenzten zylindrischen Abschnitt zu­ sammensetzt. An einer Planschulter 63 gehen diese beiden Abschnitte ineinander über. Auch die Fülleinrichtung 58 hat die Charakteristik eines Rückschlagventils.

Die Befestigung der Kappe 59 geschieht, wie bereits mehrfach beschrieben, mit einer in der Kolbenstange 50 an­ gebrachten umlaufenden Nut 64, in die sich eine in den Kra­ gen 60 eingewalzte umlaufende Sicke 65 vorwölbt. Diese Ver­ bindung muss gasdicht sein, weshalb in der Ringnut 64 ein nicht veranschaulichter O-Ring befindet, der durch die Si­ cke 65 zusammengequetscht wird, um die gasdichte Abdichtung sicherzustellen.

Die becherförmige Kappe 59 ist so aufgesetzt, dass zwischen dem Stirnende der Kolbenstange 50 und der Schulter 63 ein Axialspalt besteht, in dem ein scheibenförmiger Kopf 66 eines Ventilverschlussgliedes beweglich ist. Zwischen der planen Unterseite des Kopfes 66 und der Schulter 63 liegt eine in der Zeichnung nicht erkennbare ringförmige Flachdichtung, um den Kopf 66 gegen die Schulter 63, die einen Ventilsitz bildet, abzudichten.

Zur Führung des scheibenförmigen Kopfes 66 ist das Ventilverschlussglied mit einem koaxialen zylindrischen Zapfen 67 versehen, der mit Spiel in den Abschnitt der Boh­ rung 62 im Bereich des Gewindezapfens 61 hineinragt.

Die Montage und Funktionsweise der gezeigten Gasfeder ist wie folgt:
Als erstes wird die Kolbenstange 50 mit ihrem Kolben 51 verbunden, indem nach dem Zusammenstecken die Sicke 57 eingewalzt wird. Sodann wird die Kolbenstange 50 mit ihrem später außenliegenden Ende voraus in die Bohrung 49 des Kopfstücks 43 eingeführt. Daraufhin wird die becherförmige Kappe 59 auf die Kolbenstange 50 aufgesteckt, nachdem zuvor das Ventilverschlussglied sowie die zugehörige Dichtung eingelegt wurden. Nach dem Zusammenstecken wird die Sicke 65 eingewalzt, um die mechanische und gasdichte Verbindung der becherförmigen Kappe 59 mit der Kolbenstange 50 herzu­ stellen. Die so erhaltene Einheit wird in das Zylinderrohr 8 eingesteckt, wobei das Kopfstück 43, wie gezeigt, plat­ ziert wird. Nach Einwalzen der Sicke 47 ist das Kopfstück 43 in dem Zylinderrohr 8 abgedichtet fixiert. Es kann nun auf das Zylinderrohr 8, das Kopfstück 6, die Dichtungspac­ kung 33 sowie die Haltebüchse 34 aufgeschoben werden. Nachdem dies erfolgt ist, wird in das noch freie Ende des Zy­ linderrohres 8 der Kolben 9 eingesteckt und mit Hilfe der Sicke 41 befestigt.

Als weiterer Montageschritt wird die jetzt bereits fertig montierte Gasfeder 3 mit dem Kolben 9 voraus in das Zylinderrohr 4 eingeführt und es wird an der gewünschten Stelle des Zylinderrohrs 4 die Sicke 35 angebracht. Sodann wird das Haltebüchse 34, die Dichtungspackung 33 und das Kopfstück 6 in das Zylinderrohr 4 eingeschoben, soweit, bis die Haltebüchse 34 an der Sicke 35 anstößt. Anschließend wird die Sicke 31 hergestellt.

Als letzte Montagemaßnahme wird das Bodenstück 5 ein­ gesetzt und dort mittels der Sicke 15 fixiert. Es versteht sich, dass zuvor das Füllventil 17 montiert wurde.

Nachdem die Gasfeder mechanisch zusammengebaut ist, wird die Gasfeder 2 über das Füllventil 17 mit Gas, vor­ zugsweise Stickstoff, gefüllt. Bei dieser Maßnahme füllt sich ausschließlich der Zylinderraum 7. Der Zylinderraum 48 ist gegenüber dem Zylinderraum 7 hermetisch abgedichtet. Er wird über die Fülleinrichtung 58 separat ebenfalls vorzugs­ weise mit Stickstoff gefüllt.

Die Drücke in den beiden Zylinderräumen 7 und 48 sind angenähert umgekehrt proportional dem Verhältnis der Quer­ schnittsfläche der Kolbenstange 50 zu der Querschnittsflä­ che der Kolbenstange 8. Hierdurch wird erreicht, dass die Kraft, die zum Verschieben der Kolbenstange 8 erforderlich ist, etwa genau so groß ist wie die Kraft, die benötigt wird, um die Kolbenstange 50 der Gasfeder 3 zu bewegen.

Die Druckwerte in den Zylinderkammern 7 und 48 werden vorzugsweise wie folgt gewählt:
In der vollständig ausgeschobenen Stellung liegt der Kolben 51 an der Stirnfläche 44 des Kopfstücks 43 an. Au­ ßerdem stößt die plane Stirnseite 37 des Kolbens 9 an der Sicke 35 an. Wenn, ausgehend von dieser vollständig ausge­ fahrenen Stellung die Gasfeder mit einer von außen wirken­ den Kraft beaufschlagt wird, soll der Druck in dem Zylin­ derraum 48 im Verhältnis zu dem Druck in dem Zylinderraum 7 so gewählt sein, dass zunächst die Kolbenstange 50 beginnt, einzufahren. Nach etwa drei Viertel ihres Einfahrwegs soll­ te in dem Zylinderraum 48 ein Druck erreicht werden, der eine Kraft erzeugt, die jetzt größer ist als die Kraft, die erforderlich ist, um die Kolbenstange 8 der Gasfeder 2, ausgehend von der ausgeschobenen Endlage, in Richtung auf das Bodenstück 5 zu bewegen.

Bei einer solchen Druckbemessung wird eine vollständig glatte durchgehende Federkennlinie erreicht, die frei von Absätzen ist am Übergang zwischen der Bewegung der Gasfeder 3 zur Einschubbewegung der Gasfeder 2.

Mit Hilfe der gezeigten Anordnung wird eine Gasfeder geschaffen, deren Hub größer ist als die Einbaulänge. Dabei soll unter Einbaulänge der Abstand des Gewindezapfens 13 von dem Gewindezapfen 61 verstanden werden, wenn die An­ ordnung vollständig zusammengefahren ist. In dieser Stel­ lung verschwindet die Gasfeder 3 praktisch vollständig in der Gasfeder 2. Ausgehend von dieser Stellung wird eine Gesamtlänge erreicht, die sich zusammensetzt näherungsweise aus der Länge der ausgefahrenen Gasfeder 2 zuzüglich der Länge der ausgefahrenen Gasfeder 3, was näherungsweise mehr als das 2,8-fache der Einbaulänge ist.

Bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel der Teleskopgasfeder 1 werden die beiden einzelnen Gasfedern 2 und 3 völlig unabhängig voneinander gefüllt. Deswegen wer­ den zwei von außen zugängliche Füllventile benötigt. Wenn dies unerwünscht ist, kann die Ausführungsform nach Fig. 2 verwendet werden. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der Ausführungsform nach Fig. 1 dadurch, dass die be­ cherförmige Kappe 59 massiv und ohne Durchgangsbohrung aus­ geführt ist, so dass sie nur den Gewindezapfen 61 aufweist. Im Übrigen ist sie in der gleichen Weise befestigt wie bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1, weshalb insoweit die­ selben Bezugszeichen verwendet werden. Abweichend kann au­ ßerdem die Kolbenstange 50 massiv sein, da sie bei dem ge­ zeigten Ausführungsführungsbeispiel zum Füllen der Gasfeder 3 nicht benötigt wird.

Der wesentliche Unterschied besteht in der Struktur des Kolbens 9. Während dieser bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 vollständig massiv gewesen ist, enthält er bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 eine Fülleinrichtung 71, die ähnlich aufgebaut ist wie das Füllventil 17. Durch den Kolben 9 führt eine Durchgangsbohrung 72, die sich aus einem Abschnitt 73 und einem Abschnitt 74 zusammensetzt. Der Abschnitt 74 hat einen größeren Durchmesser als der Abschnitt 73 und die beiden Abschnitte 73 und 74 gehen in einer kegelförmigen Schulter 75 ineinander über. In der so gestalteten Bohrung 72 sitzt ein Ventilverschlussglied 76, bestehend aus einem zylindrischen Schaft 77, der sich in dem Bohrungsabschnitt 73 befindet und einem kegelförmigen Kopf 78, der sich in Richtung auf den Schaft 77 verjüngt. Zwischen dem kegelförmigen Kopf 78 und der kegelförmigen Schulter 75 liegt eine O-Ring-Dichtung 79. Die Fülleinrich­ tung 71 ist ein Rückschlagventil, das so angeordnet ist, das es ein Entweichen von Gas aus dem Zylinderraum 48 ver­ hindert, wenn dort der Druck höher ist als in dem Zylinder­ raum 7.

Im Übrigen ist die Teleskopgasfeder 1 nach Fig. 2 ge­ nauso aufgebaut wie die Teleskopgasfeder 1 nach Fig. 1, weshalb für die übrigen Bauteile dieselben Bezugszeichen verwendet sind und nicht mehr erneut beschrieben werden.

Die Montage der Teleskopgasfeder nach Fig. 2 erfolgt wie oben beschrieben. Die Füllung geschieht jedoch in einer etwas anderen Weise:
Über das Füllventil 17 wird unter Druck stehender Stickstoff in den Zylinderraum 7 eingefüllt. Da die Füll­ einrichtung 71 so angeordnet ist, dass die Rückschlagven­ tilwirkung ein Ausströmen von Gas aus dem Zylinderraum 48 verhindert, wird das über das Füllventil 17 eingefüllte Gas über die Fülleinrichtung 71 auch in die Gasfeder 3 einströ­ men. Der Druck wird so weit erhöht, bis in den beiden Zy­ linderräumen 7 und 48 jener Druck herrscht, der in dem Zy­ linderraum 48 schließlich enthalten sein soll. Sodann wird ein weiteres Füllen unterbrochen. Der Druck in dem Zylin­ derraum 7 wäre jetzt zu hoch, um die gewünschte kontinuier­ liche Federkennlinie zu erhalten. Es wird deswegen mit ei­ nem Werkzeug das Füllventil 17 geöffnet und Druck aus dem Zylinderraum 7 abgelassen, soweit, bis sich dort ein Druck einstellt, der sich zu dem Druck in dem Zylinderraum 48 verhält, wie das reziproke Verhältnis der beiden Kolbens­ tangenquerschnitte.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 ist nach außen hin lediglich eine Fülleinrichtung zugänglich.

Fig. 3 zeigt schließlich eine Anordnung, bei der die als Rückschlagventil arbeitenden Fülleinrichtungen 58, 71 bzw. 17 durch Bohrungen ersetzt sind, die anschließend mit einem Pfropfen gasdicht verschlossen werden. Da im Übrigen der Aufbau der Teleskopgasfeder 1 nach Fig. 3 sich von den vorherigen Ausführungsbeispielen nicht unterscheidet, be­ schränkt sich die nachfolgende Erläuterung allein auf diese Unterschiede.

Zum Füllen der Teleskopgasfeder 1 nach Fig. 3 ist die becherförmige Kappe 59 gestaltet wie die Kappe 59 nach Fig. 1 und lediglich so aufgesetzt, dass sie mit ihrer Schulter 63 unmittelbar auf dem Stirnende der Kolbenstange 50 auf­ liegt.

Das Bodenstück 5 enthält anstelle der Stufenbohrung 18 eine durchgehend glatte zylindrische Bohrung 81; auch das Ventilverschlussglied fehlt.

Das Füllen der Teleskopgasfeder 1 nach Fig. 3 ge­ schieht, indem über die Bohrung 62 unter Druck stehendes Gas in die Gasfeder 3 eingefüllt wird. Dieses Gas strömt durch die hohle Kolbenstange 50 und die Bohrung 55 in dem Kolben 51 in den Zylinderraum 48 ein. Nachdem der gewünsch­ te Druck erreicht ist, wird zum Verschließen der Bohrung 62 in diese ein Stahlkugel 82 eingepresst, um den Zylinderraum 48 strömungsmäßig von der Außenatmosphäre abzutrennen.

In ähnlicher Weise wird der Zylinderraum 7 über die Bohrung 81 unter Druck gesetzt, bis der gewünschte Druck erreicht ist. Sodann wird auch die Bohrung 81 durch eine eingepresste Stahlkugel 83 gasdicht verschlossen. Die Drü­ cke in den beiden Zylinderräumen 7 und 48 verhalten sich wie oben beschrieben.

Anstelle der durchbohrten Kappe 59 kann auch eine Kap­ pe 59 verwendet werden, wie sie in Fig. 2 gezeigt ist, d. h. eine Kappe, die keine Durchgangsbohrung enthält. In diesem Falle ist auch die Kolbenstange 50 massiv. Bei einer sol­ chen Anordnung enthält der Kolben 9, wie in Fig. 3 gestri­ chelt angedeutet, eine zylindrische glatte Durchgangsboh­ rung 84, die von der Stirnfläche 38 ausgeht und bis in den Zylinderraum 48 reicht, also den Befestigungszapfen 39 durchsetzt.

Bei einer solchen Anordnung wird zunächst die Gasfeder 3 vollständig montiert, einschließlich der Befestigung des Kolbens 9. Sodann wird über die Bohrung 84 mit dem entspre­ chenden Gas bis zu dem gewünschten Druck eingefüllt. Da­ raufhin wird die Bohrung 84 durch das Einpressen einer Stahlkugel 85 gasdicht nach außen verschlossen. Anschlie­ ßend erfolgt die weitere Montage der Gasfeder 2, wie dies eingangs beschrieben wurde. Nach der vollständigen Montage auch der Gasfeder 2 erfolgt deren Füllung über die Bohrung 81 mit dem anschließenden Verschließen durch die Stahlkugel 83.

Wie sich aus den Ausführungsbeispielen ergibt, kommt es bei der neuen Teleskopgasfeder 1 lediglich darauf an, dass nach dem Füllen im Betriebszustand die beiden Zylin­ derräume der Gasfedern 2 und 3 strömungsmäßig voneinander getrennt sind, damit in der Gasfeder mit der im Querschnitt kleineren Kolbenstange ein wesentlich höherer Gasdruck eingestellt werden kann als in der äußeren Gasfeder mit der im Querschnitt größeren Kolbenstange. Nur so lässt sich eine durchgehende Federkennlinie, die frei von Knick- oder Rast­ stellen ist, erreichen.

Wie im Einzelnen die Gasfedern ausgestaltet sind, um die beiden Gasfedern 2 und 3 auf unterschiedliche Drücke zu bringen, ist eine Frage der weiteren konstruktiven Ausge­ staltung und der Ausnutzung von Vorteilen, die mit den unterschiedlichen Ausführungen zum Füllen verbunden sind. So ist die Variante nach Fig. 3 mit den durch Stahlkugeln verschlossenen Kanälen fertigungstechnisch sehr einfach, gestattet aber kein Nachfüllen, wohingegen die Variante nach den Fig. 1 oder 2 ein Nachfüllen ermöglicht. Außerdem ist das Werkzeug zum Füllen etwas einfacher, weil keine Stahlkugeln eingepresst werden müssen.

Aus der oben gegebenen Figurenbeschreibung ist ver­ ständlich, dass anstelle einer zweistufigen Teleskopgasfe­ der auch eine drei- oder mehrstufige Teleskopgasfeder her­ gestellt werden kann. Dabei kommt es ausschließlich darauf an, dass die Zylinderräume der teleskopisch ineinander­ steckenden Gasfedern strömungsmäßig voneinander abgetrennt sind, damit die Gasfedern mit der im Durchmesser kleinsten Kolbenstange den höchsten Druck enthält und der Druck in Richtung auf die Gasfeder mit dem größten Kolbenstangen­ durchmesser abnehmen kann.

Eine Teleskopgasfeder besteht aus wenigstens zwei te­ leskopartig ineinander steckenden Gasfedern. Dabei bildet die Kolbenstange der äußeren Gasfeder gleichzeitig das Zy­ linderrohr der weiter innen liegenden Gasfeder. Die beiden Gas- oder Zylinderräume der Gasfeder sind zumindest nach dem Füllen strömungsmäßig voneinander getrennt und enthal­ ten Gas mit unterschiedlichem Druck. Die Drücke in den Gas­ federn sind so eingestellt, dass die zustandekommenden Aus­ schubkräfte näherungsweise gleich sind, um eine kontinuier­ liche Bewegungsübernahme von einer Kolbenstange auf die nächste zu erreichen. Aus Gründen der Stabilität wird zweckmäßigerweise dafür gesorgt, dass als erste Kolbens­ tange diejenige mit dem kleinsten Durchmesser beginnt, ein­ zufahren, wenn von außen eine Druckkraft auf die Teleskop­ gasfeder einwirkt.

Mit der Teleskopgasfeder lassen sich Federhübe erzie­ len, die größer sind als die Einbaulänge der zusammenge­ schobenen Gasfeder.

Claims (11)

1. Teleskopgasfeder (1)
mit einer ersten Gasfeder (2), die ein erstes einen zugehörigen ersten Zylinderraum (7) bildendes Zylinderrohr (4) aufweist, das einends mit einem Bodenstück (5) und anderenends mit einem Kopfstück (6) verschlossen ist und das mit unter Druck stehendem Gas gefüllt ist,
mit einer ersten rohrförmigen Kolbenstange (8), die ei­ nends mit einem Bodenstück (9), das einen Kolben (9) für die erste Gasfeder (2) bildet, und anderenends mit einem Kopfstück (43) verschlossen ist, die längsverschieblich durch das Kopfstück (6) des ersten Zylinderrohrs (4) abge­ dichtet in den ersten Zylinderraum (7) hineinragt und darin verschieblich ist, die einen zweiten Zylinderraum (48) bil­ det und die mit unter Druck stehendem Gas gefüllt ist, wo­ bei die beiden Zylinderräume (7, 48) zumindest nach dem Fül­ len strömungsmäßig voneinander getrennt sind,
mit einer zweiten Kolbenstange (50), die längsver­ schieblich durch das Kopfstück (43) der ersten rohrförmigen Kolbenstange (8) abgedichtet in die erste rohrförmige Kolbenstange (8) hineinragt und darin verschieblich ist und zusammen mit der ersten Kolbenstange (8) eine zweite Gasfe­ der (3) bildet, deren Kolbenstange (50) zu derselben Seite der Anordnung ausfährt, wie die erste Kolbenstange (8),
wobei der Druck in der ersten Gasfeder (2) kleiner ist als der Druck in der zweiten Gasfeder (3).

2. Teleskopgasfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß sich die Drücke in den beiden Gasfedern (2, 3) zu­ mindest angenähert umgekehrt proportional wie die Quer­ schnittsflächen der beiden Kolbenstangen (8, 50) verhalten.

3. Teleskopgasfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der ersten Gasfeder (2) eine erste Fülleinrichtung (17, 81, 83) zugeordnet ist.

4. Teleskopgasfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der zweiten Gasfeder (3) eine zweite Fülleinrich­ tung (58, 62, 72, 82) zugeordnet ist.

5. Teleskopgasfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die erste und/oder zweite Fülleinrichtung (17; 58, 72) zur Wiederbefüllung der ersten und/zweiten Gas­ feder (2, 3) eingerichtet sind.

6. Teleskopgasfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die erste und/oder zweite Fülleinrichtung (81, 83; 62, 84) zur Einmalbefüllung der ersten und/zweiten Gasfeder (2, 3) eingerichtet sind.

7. Teleskopgasfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die erste und/oder zweite Fülleinrichtung (17, 58, 72) ein Rückschlagventil aufweist.

8. Teleskopgasfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die erste Fülleinrichtung (17, 81) in dem Bodens­ tück (5) der ersten Gasfeder (2) angeordnet ist.

9. Teleskopgasfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die zweite Fülleinrichtung (72, 84) in dem Boden­ stück (9) der zweiten Gasfeder (3) angeordnet ist.

10. Teleskopgasfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die zweite Kolbenstange (50) rohrförmig und die zweiten Fülleinrichtung (58, 62) an der zweiten Kolbenstange (50) vorgesehen ist.

11. Teleskopgasfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß ihr äußeres Zylinderrohr (8) die Kolbenstange ei­ ner weiteren Gasfeder (2) ist und dass die radial am weite­ sten innen liegende Kolbenstange (50) aus der radial am weitesten außen liegenden Gasfeder (2) hervorsteht.