DE2421007A1 - Gasfeder - Google Patents

Description

• "Gasfeder" Die Erfindung betrifft eine Gasfeder, bestehend aus einem an einem Ende verschlossenen, mit Druckgas gefüllten, als Außenrohr ausgebildeten Behälter, aus dessen anderem Ende ein koaxial verschiebbarer, gegenüber dem Innenraum des Außenrohres abgedichteter und gegen ein vollständiges Herausschieben durch einen Anschlag gesicherter Verdrängerkörper herausgeführt ist.
• Derartige Gasfedern sind in großer Zahl, beispielsweise aus der US-PS 168 980t bekannt. Der Verdrängerkörper besteht hierbei regelmäßig aus einer an der Innenwand des Außenrohres geführten Kolbenplatte, an der konzentrisch eine Kolbenstange befestigt ist, die in einer Führung und Dichtung geführt ist, die am Ende des Außenrohres unverschiebbar angebracht ist. Derartige Gasfedern haben sich seit langem außerordentlich bewährt. Ihr Nachteil liegt in einem verhältnismäßig hohen Fertigungsaufwand aufgrund der zahlreichen notwendigen Bearbeitungsschritte und weiterhin darin, daß aufgrund des in ihnen herrschenden hohen Gasdruckes, der wegen des geringen Querschnitts der Kolbenstange zur Erzeugung einer ausreichenden Ausschubkraft erforderlich ist, außerordentlich hochwertige Materialien erforderlich sind.
• Aus der DT-OS 2 116 699 ist ein hydraulisch blockierbares Hubaggregat, bestehend aus einem Außenrohr, einer an dessen Innenwand innerhalb eines verschließbaren, mit Flüssigkeit gefüllten Arbeitsraumes geführten Kolbenplatte, an der konzentrisch eine Kolbenstange befestigt ist, die an einer Führung und Dichtung geführt ist, die am Ende des Außenrohres unverschiebbar angebracht ist.
• In der Kolbenstange ist ein druckgasgefüllter, gegenüber dem flüssigkeitsgefüllten Arbeitsraum mit einem Schiebekolben völlig abgediehteter Ausgleichsraum vorgesehen, der ein Einfedern der Kolbenstange gegen die Flüssigkeitsfüllung zuläßt.
• Der Erlindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Gasfeder der eingangs beschriebenen Art so auszugestalten, daß bei Einhaltung gleicher Ausschubkräfte wie bei konventionellen Gasfedern eine erhebliche Verringerung des Fertigungsaufwandes ermoglicht wird.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der als an seinem freien Ende geschlossenes und an seinem inneren Ende zumindest teilweise offenes Innenrohr ausgebildete Verdrängerkörper ausschließlich im Bereich eines dem offenen Ende benachbarten Teils seiner Außenwand an der Innenwand des Außenrohres geführt ist und daß Dichtungen ausschließlich am Innenrohr im Bereich seines gefthrten Teiles axial gegenüber dem Innenrohr unverschiebbar angebracht sind. Durch diese Ausgestaltung der Gasfeder wird erreicht, daß sie - bei Fortfall der Trennung von Kolbenplatte und Kolbenstange - praktisch nur noch aus zwei jeweils an einem Ende gasdicht geschlossenen Rohren besteht, deren Führungsflächen jeweils durch ihre Außen- bzw. Innenwand gebildet wird, wobei die (gasdichten) Dichtungen axial mit dem Innenrohr in das Außenrohr hineingeschoben bzw. aus diesem herausgeschoben werden. In Abkehr von der konventionellen Technik sind die Dichtungen also nicht mehr ortsfest im Außenrohr angebracht. Uberraschenderweise hat sich gezeigt, daß bei dieser Ausbildung, bei der Führung und Dichtung räumlich zusammenfällt, eine weitere Abdichtung am offenen Ende des Außenrohres nicht mehr erforderlich ist. Uberraschenderweise hat sich weiterhin gezeigt, daß gemäß einem vorteilhaften Merkmal der Erfindung das Außenrohr an seiner Innenwand unbearbeitet bleiben kann, wenn es aus einem nahtlos gezogenen, insbesondere mehrfach nachgezogenen Rohr, zweckmäßigerweise aus Metall, mit zugblanker Innenwand besteht. Weiterhin ist es im Rahmen der Erfindung völlig ausreichend und auch von Vorteil, wenn das Innenrohr dünnwandig ausgebildet ist. Da die durch das Produkt aus Gasdruck und wirksamen Querschnitt des Verdrängerkörpers gebildete Ausschubkraft bei der Gasfeder gemäß der Erfindung etwa vier- bis sechsmal so groß ist wie bei konventionellen Gasfedern kann der Gasdruck in der Gasfeder erheblich niedriger sein, als-in konventionellen Gasfedern. Dies hat wiederum zur Folge, daß gemäß einem weiteren vorteilhaften Merkmal der Erfindung das Innenrohr einstückig aus spritzfähigem Kunststoff gebildet sein kann.
• Gemäß einem weiteren vorteilhaften Merkmal der Erfindung ist der geführte Teil des Innenrohres durch mindestens zwei mit axialem Abstand voneinander auf dessen Außenfläche angebrachte flache Führungsringe mit Führungsflächen gebildet, wobei die als Dichtungsringe ausgebildeten Dichtungen in ringnutförmigen Ausnehmungen der Führungsringe angeordnet sind. Hierbei dienen die zwischen den Führungsringen verbliebenen Ringräume zweckmäßigerweise als Fettkammern.
• Weiterhin kann es - wenn gewünscht - von Vorteil sein, im Bereich des inneren, zumindest teilweise offenen Endes des Innenrohres Dämpfungseinrichtungen vorzusehen.
• Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung, die in Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Gasfeder gemäß der Erfindung und in Fig. 2a bis 2c eine Gasfeder mit Schleifkontakten in Längs- und Querschnitten zeigt.
• Die in der Zeichnung dargestellte Gasfeder weist ein verhältnismäßig dünnwandiges, nahtlos gezogenes Außenrohr 1 aus Metall, insbesondere Stahl auf, das an einem - in der Zeichnung unteren - Ende verschlossen ist. Unter dünnwandig wird verstanden, daß sich die Wanddicke des Außenrohres zum Außendurchmesser des Rohres verhält wie etwa 1 : lo bis 1 : 25. An dem dem verschlossenen Ende 2 gegenüberliegenden Ende 3 ist das Außenrohr offen. Durch das offene Ende ist ein ebenfalls dünnwandiges Innenrohr 4, das ebenso wie das Außenrohr 1 kreisringförmigen Querschnitt aufweist, in das Außenrohr eingeführt. Das Innenrohr 4 ist an seinem freien - in der Zeichnung oberen -Ende durch eine Abschlußplatte gasdicht verschlossen.
• Auf der Abschlußplatte 5 kann noch ein Auge 6 zur Befestigung der Gasfeder angebracht sein. An seinem anderen, in das Außenrohr 1 eingeführten Ende 7 ist das Innenrohr 4, zumindest teilweise offen, so daß sein Innenraum 8 ständig mit dem Innenraum 9 des Außenrohres 1 in Verbindung steht.
• Das Innenrohr 4 ist im Bereich seines inneren Endes 7 über einen Teil seiner Länge abgedichtet im Außenrohr 1 geführt. Hierzu sind auf dem Innenrohr 4 flache - in der Zeichnung übertrieben hoch dargestellte - zylinderringförmige Führungsringe lo angebracht oder einstückig angeformt, deren Außendurchmesser nur geringfügig kleiner ist als der Innendurchmesser des Außenrohres 1, so daß ihre Führungsflächen 11 mit leichtem Spiel gegen die Innenwand des Außenrohres 1 anliegen. Der am weitesten innerhalb des Außenrohres 1 liegende Führungsring 10 ist zweckmäßigerweise dem inneren Ende 7 des Innenrohres 4 unmittelbar benachbart, um keinen unnötigen Verlust an Hubweg der Gasfeder zu erleiden. In den Führungsringen lo sind ringförmige, zu den Führungsflächen 11 hin offene Nuten bzw.
• Ausnehmungen 12 angebracht, in die Dichtungsringe 13, beispielsweise O-Ringe eingelegt sind, die mit einem entsprechenden Anpreßdruck gegen die Innenwand des Außenrohres dichtend anliegen. Die Dichtungsringe 15 sind gleichzeitig axial gegenüber dem Innenrohr 4 unverschiebbar.
• Der axiale Abstand der beiden äußersten Führungsringe 10 voneinander und damit der Abstand der in sie eingebetteten Dichtungsringe 15 ist so groß, daß das Innenrohr 4 eine ausreichende Führungslänge L im Außenrohr ist. Die notwendige Führungslänge L hängt im wesentlichen vom Durchmesser des Innenrohres 4 und seiner freien, aus dem Außenrohr herausragenden Länge ab.
• Die zwischen den Führüngsringen lo verbleibenden flachen zylinderringförmigen Räume werden zweckmäßigerweise als Fettkammern 14 verwendet, so daß die Innenwand des Außenrohres 1 stets ausreichend gefettet ist. Das Außenrohr 1 ist an seinem offenen Ende 3 mit einer Einbördelung oder Einsickung 15 versehen, gegen deren innere Schrägfläche 16 der benachbarte Führungsring lo anliegt, so daß das Innenrohr 4 nicht aus dem Außenrohr 1 herausgezogen oder herausgeschoben werden kann.
• Das Außenrohr 1 kann an seinem verschlossenen Ende 2 ebenfalls mit einem Auge 17 versehen sein. Hierzu ist das Außenrohr durch einen entsprechenden Rollvorgang im Bereich des Auges verjüngt und anschließend flachgepreßt worden, wie sich anschaulich aus der Zeichnung ergibt.
• Nach dem Einschieben des bereits mit den Dichtungsringen 15 versehenen Innenrohres 4 in das offene Ende 3 des Außenrohres 1 werden die Sicken oder Einbördelungen 15 angebracht und dann die Gasfeder durch das noch nicht endgültig verschlossene Ende 2 mit einem inerten Druckgas, vorzugsweise Stickstoff, gefüllt. Dies geschieht zweckmäßigerweise auf einer Stumpfschweißmaschine, wobei am Ende des Gasfüllvorganges die beiden flachgepreßten, das Auge 17 bildenden Wandungsteile des Außenrohres entlang der Schweißnaht 18 stumpf miteinander verschweißt werden.
• Hierbei dient die bereits in der Gasfeder befindliche Gasfüllung gleichzeitig als Schutzgas gegen eine Verzunderung des Außenrohres in diesem Bereich.
• Da der Querschnitt des als Tauchkolben dienenden Innenrohres 4 im Verhältnis zu den üblicherweise verwendeten Kolbenstangen sehr groß ist - er ist fast so groß wie der Innenquerschnitt des Außenrohres 1 - kann der Gasdruck erheblich kleiner sein, als es üblicherweise bei Gasfedern der Fall ist, die vergleichbare Rückstellkräfte aufbringen sollen. Aus diesem Grunde kann das Innenrohr einschließlich der Abschlußplatte 5, gegebenenfalls des Auges 6 und der Führungsringe lo einstückig aus Kunststoff gespritzt werden. Das Verhältnis der Wanddicke des Innenrohres 4 zu seinem Außendurchmesser beträgt dann, wenn es aus Kunststoff besteht etwa 1 : 5 bis 1 : 10.
• Beim Zusammendrücken der Gasfeder strömt die im Innenraum 9 des Außenrohres 1 befindliche Gasfüllung im wesentlichen in den Innenraum 8 des Innenrohres 4 und umgekehrt. Um eine über die Reibungsdämpfung zwischen Dichtungsringen 13 und Innenwand des Außenrohres 1 hinausgehende Dämpfung zu erzielen, kann es daher zweckmäßig sein, im Bereich des inneren Endes 7 des Innenrohres eine Platte 19 anzubringen, die ein oder mehrere Drosselbohrungen 20 aufweist und gegebenenfalls noch mit einem Rückschlagventil 21 versehen ist, das bei einer Auswärtsbewegung des Innenrohres 4 aus dem Außenrohr 1 heraus oder eine Einwärtsbewegung des Innenrohres 4 in das Außenrohr 1 hineinschließt, so daß auch noch eine bewegungsrichtungsabhängige Dämpfung erzielt wird. Alternativ oder kumulativ hierzu kann in einem oder mehreren der zylinderförmigen Räume 14 ein gegebenenfalls fettgetränkter Reibungs- bzw. Dämpfungsbelag 22, beispielsweise aus geschäumtem Polyurethan, Filz od. dgl. angeordnet sein. Außerdem kann in einem der zylinderringförmigen Räume 14 ein an der Innenwandung des Außenrohres 1 anliegender elektrischer Schleifkontakt 23 angeordnet sein, der mit einer in einer entsprechenden Außenlängsnut 24 des Innenrohres 4 geführter und beispielsweise durch Einkleben oder Vergießen befestigten Leitung 25 verbunden ist. Da das Außenrohr 1 aus elektrisch leitendem Material (Metall) besteht, kann ein Anschlußkontakt 26 im Bereich des verschlossenen Endes 2 auf die Außenwand des Außenrohres 1 aufgelötet oder in sonstiger Weise, elektrisch leitend aufgebracht sein.
• Wenn die Gasfeder zusätzlich noch als elektrischer Leiter für einen zweiten, vom ersten Stromkreis isolierten Stromkreis dienen soll, der beispielsweise für einen Heckscheibenwischer an der Heckklappe eines Automobils benötigt wird, dann wird in einer zweiten achsparallelen Außennut am Innenrohr 4 eine Schiene 28 aus elektrisch leitendem Material befestigt. Auf deren Außenfläche liegt ein Schleifkontakt 29 an, der auf der Außenseite des Außenrohres 1 befestigt und mit einem achsparallel am Außenrohr bis zu dessen verschlossenem Ende 2 hin verlaufenden Leiter 30 verbundenist, der gegenüber dem Außenrohr 1 isoliert in einer Ummantelung 51 des Außenrohres gehalten wird. Bei dieser in den Fig. 2a bis 2c dargestellten Ausführungsform ist zweckmäßigerweise in den gegen die Schrägfläche 16 der Einbördelung oder Einsickung 15 anliegenden Führungsring lo kein Dichtring angeordnet.
• Aus diesem Grunde sind bei diesem Ausführungsbeispiel außer dem - in der Zeichnung oberen - Führungsring noch drei weitere Führungsringe lo mit Dichtungsringen 13 vorgesehen.

Claims (13)

Ansprüche

1.) Gasfeder, bestehend aus einem an einem Ende verschlossenen, mit Druckgas gefüllten, als Außenrohr ausgebildeten Behälter, aus dessen anderem Ende ein koaxial verschiebbarer, gegenüber dem Innenraum des Außenrohres abgedichteter und gegen ein vollständiges Herausschieben durch einen Anschlag gesicherter Verdrängerkörper herausgeführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der als an seinem freien Ende geschlossenes und an seinem inneren Ende (7) zumindest teilweise offenes Innenrohr (4) ausgebildete Verdrängerkörper ausschließlich im Bereich eines, dem offenen Ende benachbarten Teils seiner Außenwand.

an der Innenwand des Außenrohres (1) geführt ist und daß Dichtungen (13) ausschließlich am Innenrohr im Bereich seines geführten Teils axial gegenüber dem Innenrohr unverschiebbar angebracht sind.

2.) Gasfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Außenrohr (1) aus einem nahtlos gezogenen an seiner Innenwand unbearbeiteten Rohr aus Metall besteht.

3.) Gasfeder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenrohr (4) dünnwandig ausgebildet ist.

4.) Gasfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der geführte Teil des Innenrohres (4) durch mindestens zwei mit axialem Abstand voneinander auf dessen Außenfläche angebrachte flache Führungsringe (lo) mit Führungsflächen (11) gebildet ist.

5.) Gasfeder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Führungsring (lo) dem inneren, zumindest teilweise offenen Ende (7) des Innenrohres (4) unmittelbar benachbart ist.

6.) Gasfeder nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die als Dichtungsringe (13) ausgebildeten Dichtungen in ringnutförmigen Ausnehmungen (12) der Führungsringe (10) angeordnet sind.

7.) Gasfeder nach einem der Ansprüche 1 oder 5 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenrohr (4) einstückig aus spritzfähigem Kunststoff gebildet ist.

8.) Gasfeder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen den Führungsringen (lo) befindlichen Ringräume als Fettkammern (14) dienen.

9.) Gasfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des inneren zumindest teilweise offenen Endes (7) des Innenrohres (4) Dämpfungseinrichtungen (19, 20, 21; 22) vorgesehen sind.

10.) Gasfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß in mindestens einem Ringraum (14) ein Reibungs- bzw. Dämpfungsbelag (22) angeordnet ist.

11.) Gasfeder nach einem der Ansprüche 1 bis lo, dadurch gekennzeichnet, daß in mindestens einem Ringraum (14) ein Innenrohr (4) und Außenrohr (1) elektrisch leitend verbindender Schleifkontakt (25) vorgesehen ist.

12.) Gasfeder nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Schleifkontakt (2)) mit einer in einer Außen-Längsnut (24) des Innenrohres (4) befestigten elektrischen Leitung (25) verbunden ist.

13.) Gasfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 12, gekennzeichnet durch einen gegenüber dem Außenrohr (1) elektrisch isolierten Schleifkontakt (29), der gegen eine an der Außenseite des Innenrohres (4) befestigten Stromschiene (28) elektrisch leitend anliegt.