DE2414457A1

DE2414457A1 - Gasfeder mit enddaempfung

Info

Publication number: DE2414457A1
Application number: DE2414457A
Authority: DE
Inventors: Werner Moelders
Original assignee: Stabilus GmbH
Current assignee: Stabilus GmbH
Priority date: 1974-03-26
Filing date: 1974-03-26
Publication date: 1975-10-23
Also published as: DE7410489U; DE2414457C2; JPS5741618B2; FR2279981A1; FR2279981B1; US3963227A; GB1495409A; JPS50128067A

Description

STABILUS GMBH- KOBLENZ -NFUF Π DO R F

PATENT- UND GEBRAUCHSrWST¹RRiIILPSANMELDTTNa Gasfeder mit Enddämpfung

Die Erfindung betrifft eine Gasfeder, bestehend aus einem Zylinder, welcher zumindest teilweise mit unter Druck stehendem Gas gefüllt ist und im Zylinderinnenraum ein mit einer Kolbenstange fest verbundener Kolben angeordnet ist, der den Zylinderinnenraum in zwei Teilräume unterteilt und mittels einer Drosselöffnung verbindet, während sich am einen Ende des Zylinders die Führung und Abdichtung für die Kolbenstange befindet und eine geringe Menge Flüssigkeit vorhanden ist.

Beim Einbau von Oasfedern als Gewichtsausgleich für Heckklappen, Motorhauben und sonstige um eine waagerecht angeordnete Drehachse schwenkbar ausgebildeten Türen besteht häufig der Wunsch, daß die Gasfeder beim öffnen der Klappe mit dieser nach oben schwingt, um einen ungehinderten Zugang zu dem geöffneten Raum zu gewährleisten. Durch das Mitschwenken der Gasfeder tritt in geschlossener Stellung der Klappe bzw. Haube die Kolbenstange nach unten aus dem Zylinder, während in geöffneter Stellung die Kolbenstange nach oben aus dem Zylinder ragt. Beim Einbau der Gasfeder in der vorbeschriebenen Weise ist von Nachteil, daß beim öffnen der Klappe ein harter Endanschlag vorhanden ist, denn die geringe ölmenge im Zylinderinnenraum sammelt sich am Boden des Zylinders.

Die bekannten Gasfedern besitzen bei nach unten austretender Kolbenstange den Effekt der Enddämpfung, indem der Kolben kurz vor Hubende in das im Bereich der Kolbenstangenführung und -dichtung angesammelte öl taucht. Da bei derartigen Gasfedern beim Mitschwenken beispielsweise mit der Heckklappe eines Kraftfahrzeuges keine Enddämpfung vorhanden ist, werden die Anlenkpunkte an Karosserie und Heckklappe sowie die Scharniere sehr stark beansprucht. Es ist ein sehr harter Anschlag vorhanden, denn die Ausfahrgeschwindigkeit der Kolbenstange wird bei voll geöffneter Klappe plötzlich auf

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null abgebremst.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Nachteile der bekannten Konstruktionen zu vermeiden und eine Gasfeder zu schaffen, welche auch beim Schwenken eine Enddämpfung besitzt, einfach im Aufbau ist und eine hohe Funktionssicherheit aufweist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß in an sich bekannter Weise eine als hydraulischer oder hydropneumatischer Anschlag wirkende Einrichtung angeordnet ist. Durch diese Einrichtung wird verhindert, daß bei nach oben austretender Kolbenstange die ölfüllung durch die im Kolben angeordnete Drosselbohrung vollständig in den unteren Zylinderraum abfließen kann, ohne daß weitere federnde Elemente anzuordnen sind.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung besteht die als Anschlag wirkende Einrichtung aus einem topfförmigen Behälter, welcher mit der Kolbenstange verbunden ist und dessen Öffnung zur Kolbenstangenführung weist, während am kolbenstangenaustrittsseitigen Ende ein Verdrängerkolben angeordnet ist. Beim Schwenken der Gasfeder, d. h. beim öffnen der Keckklappe, wird zumindest ein Teil des unten angesammelten Öles durch den topfförmigen Behälter aufgenommen, während kurz vor Ende der Ausfahrbewegung die dann nach oben austretende Kolbenstange mit diesem topfförmigen Behälter zum Eingriff mit dem Verdrängerkolben kommt. Auf diese V/eise wird ein sehr einfacher hydraulischer oder hydropneumatischer Anschlag gebildet und die Ausfahrgeschwindigkeit der Kolbenstange langsam auf null abgebremst. Die axiale Ausdehnung des Behälters und des Verdrängerkolbens ist dabei ein Maß für den Bremsweg.

Entsprechend der Erfindung ist zwischen dem Außendurchmesser des Verdrängerkolbens und dem Innendurchmesser des topfförmigen Behälters ein Ringspalt angeordnet, über diesen Ringspalt wird das im topfförmigen Behälter befindliche Gas bzw. die ölfüllung verdrängt, wobei der Ringspaltquerschnitt das Maß für die Enddämpfung ist. Dieser Ringspalt kann entsprechend dem Verwendungszweck und der gewünschten Dämpfung, wie die Erfindung zeigt, einen gleich-

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bleibenden Querschnitt aufweisen oder entsprechend einem weiteren Merkmal mit zunehmender Eintauchtiefe des Verdrängerkolbens in den Behälter einen abnehmenden Querschnitt besitzen.

Rinen sehr einfachen Aufbau der Gasfeder mit Erdd^mpfung erhält man, wie die Erfindung aeigt, indem sur Verbindung des topfförmigen Behälters mit der Kolbenstange der Behälterboden eine Bohrung aufweist, deren Durchmesser dem zur Aufnahme des Kolbens ausgebildeten Kolbenstangenansatz angepaßt ist. Dadurch, daß zur Aufnahme von Kolben und Behälter die Kolbenstange einen zylindrischen Ansatz aufweist, wie dies ein weiteres Merkmal der Erfindung zeigt, ist auch die Montage der Gasfeder sehr einfach, denn Kolben und Behälter werden in einem Arbeitsgang mit der Kolbenstange verbunden.

Um eine metallische Berührung des Verdrangerkolbens auf dem Behälterboden zu vermeiden.* wird erfindungsgemäß auf dem Behälterboden ein elastischer Körper angeordnet. Dieser elastische Körper kann entsprechend^ der .Erfindung durch einen O-Ring gebildet werden, der mit Vorspannung am Außendurchmesser der Kolbenstange angeordnet ist. Vor der Montage von Kolben und Behälter wird dieser O-Ring auf die Kolbenstange geschoben und anschließend der Kolben mitsamt dem Behälter durch Vernieten auf der Kolbenstange befestigt. Beim ersten vollständigen Ausfahren der Kolbenstange wird dann der CD-Ring in die gewünschte Position gebracht und in dieser Lage festgehalten.

Weitere Ausbildungsmöglichkeiten und vorteilhafte Wirkungen ergeben sich aus der Beschreibung des Aufbaues und der Wirkungsweise der im nachfolgenden beispielsweise dargestellten Ausführungsform der Erfindung. Es zeigt:

Fig.= 1 die Anordnung einer Gasfeder an einer um eine waagerechte Drehachse schwenkbaren Heckklappe in schematischer Darstellung und

Fig. 2 einen Längsschnitt durch die erfindungsgemäße Gasfeder.

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Bei der schematischen Darstellung nach Fig. 1 ist die Gasfeder 3 mit einem auf der Kolbenstange 7 befestigten Auge schwenkbar mit einer Heckklappe 1 verbunden. Ebenfalls schwenkbar ist das andere Ende der Gasfeder 3 an einem karosseriefesten Teil angeordnet, welches den Schwenkpunkt 4 bildet. Um die Drehachse 6 läßt sich die Klappe 1 schwenken. In der ausgezogenen Darstellung liegt die Klappe 1 am Anschlag 2 der Karosserie an, wobei der mit der Kolbenstange 7 verbundene Schwenkpunkt 5 unterhalb des Schwenkpunktes 4 liegt.

Beim öffnen der Klappe 1 drückt die Gasfeder infolge des auf die Kolbenstange wirkenden Gasdruckes die Klappe nach oben, wobei sich der Schwenkpunkt 5 auf dem strichpunktierten Kreisbogen bewegt. Die geöffnete Stellung der Klappe ist gestrichelt eingezeichnet und der vorher unterhalb des Schwenkpunktes 4 angeordnete Schwenkpunkt liegt nun oberhalb des Schwenkpunktes 4. Dabei schwingt die Gasfeder 3 mit der Klappe 1 nach oben und ermöglicht so ein ungehindertes Be- und Endladen.

Fig. 2 zeigt die Gasfeder 3 ungefähr in der Stellung, in der die Klappe geschlossen ist, also bei eingefahrener Kolbenstange 7. Am kolbenstangenaustrittsseitigen Ende ist die Führung 11 und die Dichtung 12 für die Kolbenstange 7 im Zylinder 8 angeordnet. Zur Anlenkung beispielsweise an der Heckklappe eines Fahrzeuges trägt die Kolbenstange 7 an ihrem freien Ende das Kolbenstangenauge 9, während der Zylinderboden mit dem Zylinderauge 10 einteilig ausgebildet ist und zur schwenkbaren Befestigung am Fahrzeugaufbau dient. Auf dem Kolbenstangenansatz 13 ist der Kolben 14, die Scheibe 16 und der topfförmige Behälter 17 befestigt. Zwischen dem Kolben 14 und der mit Durchbrechungen versehenen Scheibe 16 befindet sich ein Ringraum, in welchen die Drosselöffnung 18 mündet. Ferner ist in diesem Ringraum der Kolbendichtring 15 axial beweglich angeordnet. Der O-Ring 19 sitzt mit Vorspannung auf der Kolbenstange 7 und legt sich gegen den Boden des topfförmigen Behälters 17. Im Bereich der Kolbenstangendichtung 12 und der Führung 11 ist der Verdrängerkolben 20 im Zylinder 8 befestigt und ragt mit der Kolbenstirnfläche in den Arbeitsraum, der eine unter Druck stehende Gasfüllung und eine geringe Menge öl aufweist. Die

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- 5 ölfüllung ist mit 21 bezeichnet.

Beim öffnen der Heckklappe schwingt die Gasfeder 3 mit dem Zylinderauge 10 um den karosseriefesten Schwenkpunkt 4, wie dies Pig. I zeigt. Dabei ändert sich die Lage der Gasfeder, denn in geschlossenem Zustand der Klappe 1 befindet sich der mit dem Kolbenstangenauge 9 verbundene, an der Klappe 1 befindliche Schwenkpunkt 5 unterhalb des Schwenkpunktes 4 und unterhalb der Drehachse 6. Infolge der unter Druck stehenden Gasfüllung; im Arbeitsraum wird beim Öffnen eine Ausschubkraft entsprechend der Querschnittsfläche der Kolbenstange 7 auf die Klappe ausgeübt, wobei Gas durch die Drosselöffnung 18 im Kolben 14 strömt. Beim Ausfahren der Kolbenstange 7 aus dem Zylinder 8 legt sich der axial bewegliche Kolbendichtring 15 gegen die Stirnfläche des Kolbens 14 und vermeidet so einen Gasdurchfluß zwischen Zylinderinnenfläche und Kolben 14.

Bedingt durch das Mitschwenken der Gasfeder 3 mit der Klappe, fließt die im Bereich des Verdrängerkolbens 20 befindliche ölfüllung 21 an der Innenwand des Zylinders 8 in Richtung auf den topfförmigen Behälter 17 und wird von diesem zumindest größtenteils aufgefangen. Vor Erreichen der voll ausgefahrenen Stellung taucht dann der Verdrängerkolben 20 in diesen wenigstens teilweise mit öl gefüllten topfförmigen Behälter 17, wobei der Ringspalt zwischen der Innenfläche des topfförmigen Behälters 17 und dem Verdrängerkolben 20 den Drosselquerschnitt für die Abbremsung bildet. Die axiale Länge des topfförmigen Behälters 17 und des Verdrängerkolbens 20 sind für den Hub maßgebend, in dem die Kolbenstangenbewegung verzögert wird. Bei voll ausgefahrener Kolbenstange 7 legt sich dann der Verdrängerkolben 20 mit der Stirnfläche am O-Ring 19 an und drückt diesen gegen die Bodenfläche des topfförmigen Behälters 17₃ wodurch ein metallisches Anschlagen vermieden wird.

Zum Schließen der Klappe wird diese entgegen der Federkraft der Gasfeder 3 nach unten gedrückt. Dabei legt sich der Kolbendichtring 15 gegen die mit Durchbrechungen versehene Scheibe 16, wobei

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das Gas außer durch die Drosselöffnung 18 im Kolben 14 auch zwischen Kolben 14 und der Innenwand des Zylinders 8 strömen kann. Dadurch wird für die Schließbewegung der Gesamtdrosselquerschnitt wesentlich vergrößert und die Klappe kann schnell geschlossen werden, da für die Schließbewegung im wesentlichen nur die Gasfederkraft überwunden werden muß.

Selbstverständlich beschränkt sich die Erfindung nicht nur auf die in Fig. 2 dargestellte Ausfuhrungsform. Beispielsweise kann der topfförmige Behälter 17 oder der Verdrängerkolben 20 ohne weiteres konisch ausgebildet werden, so daß sich ein über den Hub veränderlicher Drosselquerschnitt beim Einfahren des Verdrangerkolbens 20 in den topfförmigen Behälter 17 ergibt. Ebenso ist es ohne weiteres möglich, anstelle des hydraulischen oder hydropneumatischen Anschlages diesen auch als reinen pneumatischen Anschlag auszubilden, indem der Drosselquerschnitt entsprechend gewählt wird.

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Claims

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PATENTANSPRÜCHE

1. gasfeder, bestehend aus einem Zylinder,, welcher zumindest teilweise mit unter Druck stehendem Gas gefüllt ist und im Zylinderinnenraum ein mit einer Kolbenstange fest verbundener Kolben angeordnet ist, der den Zylinderir.nenraum in zwei Teilräume unterteilt und mittels einer Drosselöffnung verbindet> während sich am einen Ende des Zylinders die Führung und Abdichtung für die Kolbenstange befindet und eine geringe Menge Flüssigkeit vorhanden ist, dadurch ifek-annseichnet, daß in an sich bekannter Weise eine als hydraulischer oder hydropneumatischer Anschlag wirkende Einrichtung angeordnet ist.

2. Gasfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die als Anschlag wirkende Einrichtung aus efneir. topfförmigen Behälter (17) besteht, welcher mit der Kolbenstange (7) verbunden ist und dessen öffnung zur Kolbenstansenftthrung (11) weist, während am kolbenstangenaustrittsseitigen Ende ein Verdrängerkolben (20) angeordnet ist.

3. Gasfeder nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Außendurchmesser des Verdrängerkolbens (20) und dem Innendurchmesser· des topfförmigen Behälters (17) ein Ringspalt angeordnet ist.

4. Gasfeder nach den Ansprüchen 1 bis 3_} dadurch gekennzeichnet, daß der Ringspalt längs der Mantellinie von Verdrängerkolben (20) und Behälter (17) einen gleichbleibenden Querschnitt aufweist.

5. Gasfeder nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringspalt mit zunehmender Eintauchtiefe des Verdrsngerkolbens (20) in den Behälter (17) einen abnehmenden Querschnitt aufweist.

6. Gasfeder nach den Ansprüchen 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß zur Verbindung des topfförmigen Behälters (17) mit der Kolbenstange (7) der Behälterboden eine Bohrung aufweist, deren

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Durchmesser dem zur Aufnahme des Kolbens (14) ausgebildeten Kolbenstangenansatz (13) angepaßt ist.

7. Gasfeder nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Aufnahme von Kolben (1*0 und Behälter (17) die Kolbenstange (7) einen zylindrischen Ansatz (13) aufweist.

8. Gasfeder nach den Ansprüchen 1 bis I₃ dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Boden des topfförmigen Behälters (17) ein elastischer Körper angeordnet ist.

9. Gasfeder nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der elastische Körper durch einen O-Ring (19) gebildet wird, der mit Vorspannung am Außendurchmesser der Kolbenstange (7) angeordnet ist.

21. 2. 1974

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