DE2638929B2 - Gedampfte Gasfeder mit elastischem Endanschlag - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine gedämpfte Gasfeder bestehend aus einem durch einen Boden und einen Deckel abgeschlossenen gasgefüllten Zylinder, einer den Deckel nach außen durchdringenden Kolbenstange, einem am inneren Ende der Kolbenstange befestigten, in dem Zylinder verschieblich geführten und mit dem Zylinder einen Umfangsspalt bildenden Kolben, der den Zylinder in zwei Arbeitsräume unterteilt, und aus einem in einer Ringnut im Bereich des Kolbens angeordneten, an der Zylinderwand dicht anliegenden und gegenüber dem Kolben einen freien Rückenraum aufweisenden Steuerring aus gummielastischem Werkstoff, wobei der Steuerring zwischen den Flanken der Ringnut axial beweglich ist und als Steuermittel für Dämpfungskräfte erzeugende Strömungsverbindungen der beiden Arbeitsräume dient, indem er bei druckbedingter Anlage an der einen Nutflanke eine Strömungsverbindung durch den Umfangsspalt und den Rückenraum freigibt und bei druckbedingter Anlage an der anderen, durch den Kolben gebildeten Nutflanke den Umfangsspalt dichtet, wobei im dem Kolben zugewandten Endbereich des Zylinders Hubbegrenzungsflächen vorgesehen sind. Eine derartige Gasfeder dient beispielsweise als Tragfeder für Büromöbel oder als Feder zum öffnen eines Kofferraumdeckels für Kraftfahrzeuge.

Eine Gasfeder der vorstehend beschriebenen Gattung ist aus der AT-PS 2 45 952 grundsätzlich bekannt Bei dieser bekannten Gasfeder erfolgt jedoch beispielsweise beim Ausfahren der Kolbenstange am Hubende ein metallisch harter Anschlag des Kolbens am Deckel, wobei in nachteiliger Weise hohe Stoßkräfte auftreten und die Gasfeder zerstören können, wenn im Moment des Anschlages die Gasfeder Geschwindigkeitsenergie bewegter Massen aufnehmen muß, wie z. B. beim öffnen eines Kofferraumdeckels.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache und wirksame gedämpfte Gasfeder der eingangs beschriebenen Gattung zu schaffen, welche mit einfachen Mitteln einen elastischen Endanschlag zwischen Kolben und Deckel bzw. Boden an den Hubenden der Gasfeder ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die eine Nutflanke durch eine Stirnfläche einer relat^;v zum Kolben axial beweglichen, von Teilen der Kolbenstange hubbegrenzten Stützscheibe und die andere Nutflanke durch die benachbarte Stirnfläche des Kolbens gebildet ist Erreicht die Stützscheibe eine der Hubbegrenzungsflächen des Zylinders, so drückt die Stützscheibe den Steuerring axial zusammen.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die Stützscheibe dem Deckel zugewandt. Bei einer anderen Ausbildung der Erfindung ist die Stützscheibe dem Boden zugewandt. Bei der zuletzt genannten Ausbildung ist es von Vorteil, wenn die Stützscheibe einen zentralen Stift mit einem Kopf aufweist, der in eine Bohrung der Kolbenstange eintaucht und durch einen Vorsprung der Bohrung gegen Herausfallen gesichert ist

Durch die Erfindung wird mit besonders einfachen Mitteln, nämlich lediglich einer zusätzlichen hubbegrenzten Stützscheibe, welche die eine der beiden Nutflanken bildet, erreicht, daß der gummielastische Steuerring außer als Steuereinrichtung für die Dämpfungskrätte gleichzeitig auch als Einrichtung zur Endlagendämpfung wirkt und damit den gewünschten elastischen Endanschlag ermöglicht. Diese Doppelfunktion des gummielastischen Steuerrings ergibt eine äußerst wirtschaftliche Gasfederkonstruktion. Außer dem Vorteil der Wirtschaftlichkeit ist noch die Tatsache hervorzuheben, daß bei der Erfindung keinerlei zusätzliche Baulänge benötigt wird, was gerade im Automobilbau besonders wichtig ist. Die bewegliche Stützscheibe schränkt den maximal möglichen Kolbenhub nicht ein, sondern der Kolbenhub kann genau so groß ausgelegt werden wie bei der bekannten Gasfeder gemäß der AT-PS 2 45 952, wenn die axiale Länge des Steuerrings der erfindungsgemäßen Gasfeder im zusammengedrückten Zustand mit der des Kolbenringes der bekannten Gasfeder übereinstimmt. Ferner bietet die Erfindung die Möglichkeit, ohne irgendwelche konstruktive Änderungsmaßnahmen einfach durch Veränderung des Werkstoffes des Steuerrings bzw. durch Variation der Härte des vorzugsweise eingesetzten Elastomer-Werkstoffs unterschiedliche Endlagen-

dämpfungs-Kennlinien zu erzielen. Der elastische Endanschlag nach der Erfindung kann sowohl in Zugrichtung als auch in Druckrichtung vorgesehen werden.

Aus dem von der Anmelderin ebenfalls ursprünglich zitierten DE-GM 75 35 393 ist eine Gasfeder bekannt, welche im wesentlichen dem Oberbegriff des neuen Anspruchs 1 entspricht wobei jedoch insbesondere der Steuerring nicht aus einem gummielastischen Werkstoff besteht Aus dieser LiteratursteUe ist es zwar grundsätzlieh bekannt daß die Gasfeder eine Endlagendämpfung aufweist Bei dieser Endlagendämpfungs-Einrichtung weist die Kolbenstange am kolbenseitigen Ende eine als Sackbohmng ausgebildete Axialbohrung mit einer in den Zylinder mündenden Radialbohrung auf, und eine im Bereich der Kolbenstangenführung im Zylinder befestigte Hülse bildet mit ihrer Bohrung und der Außenfläche der Kolbenstange einen Ringraum, in welchen ab einem bestimmten Ausfahrweg der Kolbenstange die Radialbohrung eintaucht Diese Konstruktion ist aufwendig und benötigt für die Hülse eine bestimmte feste Länge, die bei vorgegebener Baulänge der Gasfeder den maximal möglichen Hub des Kolbens in nachteiliger Weise einschränkt

Ferner ist aus der DE-OS 23 11 201 ein hydraulischer Einrohrstoßdämpfer bekannt, bei welchem ein gummielastischer Anschlag im Bereich des Kolbens vorgesehen ist, der am Zylinderdeckel anschlagen kann, wenn die Kolbenstange voll ausgefahren wird. Bei dieser Vorrichtung handelt es sich zum einen nicht um eine Gasfeder der zur Rede stehenden Gattung mit einem Steuerring. Zum anderen würde eine Verwendung des von diesem Stoßdämpfer bekannten gummielastischen Anschlags lediglich ein zusätzliches an der Kolbenstirnfläche anzubringendes Teil ergeben, welches überdies den maximal möglichen Hub des Kolbens in nachteiliger Weise einschränkt.

Schließlich beschreibt die GB-PS 2 33 132 einen Einrohrstoßdämpfer, bei welchem ein Kolbenbauteil, das der Erzeugung von je nach Bewegungsrichtung verschieden hohen Dämpfungskräften dient, mit elastischen Endanschlägen zusammenwirken kann. Bei den elastischen Endanschlägen handelt es sich um mechanische Anschläge mittels Schraubenfedern. Abgesehen von dem durch diese mechanischen elastischen Anschläge bedingten zusätzlichen konstruktiven Aufwand ergibt sich jedoch durch die Schraubenfedern, daß dieser verglichen mit der Erfindung den maximal möglichen Hub des Kolbens insbesondere um die Blockhöhe der Schraubenfedern in nachteiliger Weise einschränken.

Die vorstehend abgehandelten Literaturstellen konnten nicht Lehre für die Erfindung sein. Die aus diesen Schriften bekannten Endlagen-Dämpfungs- bzw. Federungsmittel sind jeweils als zusätzliche separate Einrichtungen ausgebildet. Hingegen hat bei der Erfindung der Steuerring gleichzeitig die Funktion der Steuerung der Kolbendämpfung sowie als Endlagen-Dämpfungs- und Federungsmittel.

Auf der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Gasfeder dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 eine Gasfeder mit einem Kolben in Mittelstellung bei einer gedachten Bewegung in Druckrichtung,

F i g. 2 die Gasfeder nach F i g. 1 bei einer gedachten Bewegung in Zugrichtung, wobei die Hinweiszeichen für gleiche Teile auf die F i g. 1 und 2 verteilt sind,

F i g. 3 einen Ausschnitt der Gasfeder nach F i g. 2 bei einem elastischen Anschlag in Zugrichtung,

F i g. 4 einen Ausschnitt einer Gasfeder mit einem für einen elastischen Anschlag in Druckrichtung ausgerüsteten Kolben.

Die Gasfeder nach den F i g. 1 und 2 besteht aas einem durch einen Boden 2 und einen Deckel 3 abgeschlossenen Zylinder 1, einer Kolbenstange 4 und einem Kolben 5, der den Zylinder 1 in einen oberen Arbeitsraum 6 und einen unteren Arbeitsraum 7 trennt und mit dem Zylinder 1 einen Umfangsspalt 30 bildet. Die Kolbenstange 4 durchdringt den aus zwei Ringen 13 und 14 bestehenden und durch eine Sicke 15 des Zylinders gehaltenen Deckel 3 nach außen, wobei von innen nach außen ein Dichtring 10, ein Lager 11 und ein vorzugsweise mit öl getränkter Filzring 12 angeordnet sind und die Reihenfolge dieser Teile auch beliebig anders sein kann. Ein Befestigungsstift 16 am äußeren Ende der Kolbenstange 4 und ein Befestigungsstift 17 am Boden 2 dienen zur Verbindung mit den von der Gasfeder getragenen oder gefederten Teilen. Der Kolben 5 ist auf einen fliegenden Zapfen 18 am inneren Ende der Kolbenstange 4 geschoben, mittels einer Nietung 19 gegen eine Schulter 20 einer abgesetzten Stufe 21 gepreßt und so mit der Kolbenstange 4 fest verbunden. Die Stufe 21 bildet mit der Kolbenstange 4 eine Schulter 22. Auf der Stufe 21 ist eine deckelseitige Stützscheibe 9 beweglich angeordnet die gegenüber dem Zylinder 1 Spiel aufweist und deren Hub in axialer Richtung durch die Schulter 22 und eine Schulter 23 des Kolbens 5 begrenzt ist. Zwischen dem Kolben 5 und der Stützscheibe 9 ist eine Ringnut 24 gebildet deren eine Nutflanke 25 zur Stützscheibe 9 und deren andere Nutflanke 26 zum Kolben 5 gehört. In der Nut 24 ist ein O-ringartiger Steuerring 8, der auch eine andere Querschnittsform haben kann, beweglich angeordnet. Der Steuerring 8 liegt dichtend an der Wand des Zylinders 1 an und weist am inneren Umfang einen freien Rückenraum 27 auf, der mit dem unteren Arbeitsraum 7 durch eine enge Drosselöffnung 28 des Kolbens 5 und mit dem oberen Arbeitsraum 6 durch verhältnismäßig weite öffnungen 29 der Stützscheibe 9 verbunden ist.

Bei der Funktion der Gasfeder in Druckrichtung nach F i g. 1 kann Gas mit geringem Widerstand aus dem unteren Arbeitsraum 7 durch den Umfangsspalt 30, den Rückenraum 27 und die öffnungen 29 in den oberen Arbeitsraum 6 strömen, wobei der Steuerring 8 an der einen Nutflanke 25 anliegt und eine geringe Dämpfungskraft erzeugt wird. Bei einer Funktion der Gasfeder in Zugrichtung nach F i g. 2 kann das Gas mit hohem Widerstand aus dem oberen Arbeitsraum 6 durch die öffnungen 29, den Rückenraum 27 und die Drosselöffnung 28 in den unteren Arbeitsraum 7 strömen, wobei der Steuerring 8 an der anderen Nutflanke 26 anliegt und eine große Dämpfungskraft erzeugt wird.

Bei einem Anschlag der Gasfeder in Zugrichtung liegt gemäß F i g. 3 die Stützscheibe 9 an einer Stirnfläche 31 des Deckels 3 an und wird der Steuerring 8 zwischen der StUtzscheibe 9 und dem Kolben 5 zusammengedrückt, wobei er eine ovale Form annimmt und elastische Anschlagkräfte erzeugt.

Bei einer Gasfeder nach F i g. 4 mit einem Zylinder IC! und einem Boden 102 trennt ein einen Umfangsspalt 130 aufweisenden Kolben 105 einen unteren Arbeitsraum 1U7 von einem oberen Arbeitsraum 106. Der Kolben 105 ist auf einem Zapfen 118 einer Kolbenstange 104 durch eine Nietung 119 befestigt. Die Kolbenstange 104 ist mit einer Bohrung 132 von

geringer Tiefe versehen. Ein elastischer Steuerring 108 ist in einer Ringnut 124 zwischen dem Kolben 105 und einer mit einem zentralen Stift 133 versehenen bodenseitigen Stützscheibe 109 axial beweglich gehalten. Die Stützscheibe 109 bildet die eine Nutflanke 125 der Ringnut 124, der Kolben 105 die andere Nutflanke 126. Der Stift 133 weist einen Kopf 134 auf, der in der Bohrung 132 geführt ist und zusammen mit einem in der Bohrung 132 eingespannten Segerring 135 den Auswärtshub der Stützscheibe 109 begrenzt. Der Kolben 105 weist eine Drosselöffnung 128 auf, die einen freieq Rückenraum 127 des Steuerrings 108 mit dem oberen Arbeitsraum 106 verbindet.

Die Stützscheibe 109 weist öffnungen 129 auf, die den Rückenraum 127 mit dem unteren Arbeitsraum !07 verbinden.

Der Kolben 105 möge in der Stellung nach Fig.4 eine gedachte Bewegung in Druckrichtung ausführen. Dann liegt der Steuerring 108 — wie gezeich-

■> net — an der Nutflanke 126 an und dichtet den Umfang», palt 130 ab, und das Gas strömt aus dem unteren Arbeitsraum 107 durch die öffnungen 129, den Rückenraum 127 und die Drosselöffnung 128 in den oberen Arbeitsraum 106, wobei große Dämpfungskräfte

ίο erzeugt werden können. Wenn die Stützscheibe 109 bei einer weiteren Bewegung des Kolbens 105 in Druckrichtung an einer Stirnfläche 136 des Bodens 102 anstößt, wird der Steuerring 108 zusammengedrückt, wobei elastische Anschlagkräfte erzeugt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Gedämpfte Gasfeder bestehend aus einem durch einen Boden und einen Deckel abgeschlossenen gasgefüllten Zylinder, einer den Deckel nach außen durchdringenden Kolbenstange, einem am inneren Ende der Kolbenstange befestigten, in den? Zylinder verschieblich geführten und mit dem Zylinder einen Umfangsspalt bildenden Kolben, der den Zylinder in zwei Arbeitsräume unterteilt, und ι ο aus einem in einer Ringnut im Bereich des Kolbens angeordneten, an der Zylinderwand dicht anliegenden und gegenüber dem Kolben einen freien Rückenraum aufweisenden Steuerring aus gummielastischem Werkstoff, wobei der Steuerring zwisehen den Flanken der Ringnut axial beweglich ist und als Steuermittel für Dämpfungskräfte erzeugende Strömungsverbindungen der beiden Arbeitsräume dient, indem er bei druckbedingter Anlage an der einen Nutflanke eine Strömungsverbindung durch den Umfangsspalt und den Rückenraum freigibt und bei druckbedingter Anlage an der anderen, durch den Kolben gebildeten Nutflanke den Umfangsspalt dichtet, wobei im dem Kolben zugewandten Endbereich des Zylinders Hubbegrenzungsflächen vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Nutflanke (25, 123) durch eine Stirnfläche eines relativ zum Kolben (5, 105) axial beweglichen, von Teilen (Schulter 22, Segerring 135) der Kolbenstange (4, 104) hubbegrenzten Stützscheibe (9, 109) und die andere Nutflanke (26, 126) durch die benachbarte Stirnfläche des Kolbens (5, 105) gebildet ist

2. Gasfeder nach Anspruch 1, wobei eine Stirnfläche des Deckels eine Hubbegrenzungsfläche bildet, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützscheibe (9) dem Deckel (3) zugewandt ist.

3. Gasfeder nach Anspruch 1, wobei eine Stirnfläche des Bodens eine Hubbegrenzungsfläche bildet, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützscheibe (109) dem Boden (102) zugewandt ist.

4. Gasfeder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützscheibe (109) einen zentralen Stift (133) mit einem Kopf (134) aufweist, der in eine Bohrung (132) der Kolbenstange (104) eintaucht und durch einen Vorsprung (Segerring 135) der Bohrung (132) gegen Herausfallen gesichert ist.