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Gasfeder mit variabler Ausschubgeschwindigkeit
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Gasfedern bestenen aus einem pneumatischen, druckgeladenen zylinder
in welchem sich ein Kolben bewegt, der eine auf einer Seit@ herausgerdhrte Kolbenstange
ausschiebt, wobei die Gosenwindigkeit der Bewegung von dem Querschnitt einer Druckausgleichserfung
ab@@@gt, welche dem vorgespannten @as gestattet von einer Seite des @ol@ens auf
die andere zu gel@ng@n.
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@e nach Anw@ndung der Gasfeder wird der Querschnitt der Druckausgleichs@@@hung
und damit die Bewegungsgeschwindigkeit den Er@ordernissen angepasst. Je kleiner
der Querschnitt, umso langsdmer die Aussen@@@ew@gung.
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Da eine der hervorstechen@sten eigenschaften der Gasfeder darin bestcht,
die gespeicherte Ausschubkraft langsam wirken zu lassen um ruckartige Beanspruchungen
und Schlage zu ver-@eiden, werden naturg mäß die Druckausgleichsoffnungen kleingenalten.
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Die Ausschu@geschwindigkeit hängt aber auch von anderen Größen ab.
Die Belastung, einschliesslich Reibung und die Größe der zu Lewegenden @assen, aber
auch die zulässige bzw. gewünschte Dauer der sewegung sind von Fall zu Fall verschieden.
Demge-@@@ ist es nicht möglich mit einem einzigen vor@estimmten @utrschnitt alle
wünsche zu befriedigen. Verschiedene Ausfuhrungen mit unterschiedlichen Druckausgleichsbohrungen
sind die Folge. Aufwendigere Layernaltung und Herstellkosten erhönen den Preis.
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Erfindungsgemäß werden Lösungen dieser Probleme vorgeschlagen, welche
eine universelle Anpassung an alle Forderungen im Nachhinein ermoglichen und for
Sonderfülle sogar gestatten eine ver@nderliche vorprogr@@@ierte Ausschiebegeschwindigkeit
vorzusenen.
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Die einfachste Möglichkeit eine Gasfeder mit variabler Ausschiebegeschwindigkeit
zu bauen, besteht darin, daß arn Kolbe eine verstellDare Blende angeordnet ist,
welche ebenfalls eine Druckausgleicnsöfflluny aufweist, die relativ zur Druckausgleichsöffiiun<j-
des Kolbens um die Zylinderlängsachse derart drehbar ist, daß bei Verdrehung der
Blende der wirksame öffnungsquerschnitt sich veräiidert, wobei die Vers telluncj
der beiden Druckausgleiciisöffnungen zueinander durch Verdrehen dsr Kolbenstangen
erfolgt.
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Um eine möglichst feinstufige Einstellung der Ausschiebegeschwindigkeit
zu erhalten wird vorgeschlagen, daß zumindest ein c der Druck ausgleichsöffnungen
als Spirale mit wechselndem Radius und Querschnitt ausgebildet ist.
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Die Verstellung der beiden bruckausgleichsöffnungen zueilr ander durch
Verdrehen der Kolbenstange, setzt voraus, daß eint der öffnungen drehfest mit der
Kolbenstange verbunden ist und die zweite nicht mitdreht. Dies erreicht man aln
einfachsten dadurch, daß sich die verstellbare Blende über eine Reibungskupplung
an der Innenwand des Zylinders abstützt.
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Da Reibungskupplungen in gewissen Fällen, z.B. bei sehr glatten und
gutgeölten Zylinderinnenwänden nicht zuverlässig greifen wird vorgeschlagen, daß
die verstellbare Blende Klauen aufweist, welche in einer Endlage des Kolbens mit
Gegenklauen im Zylinder in Eingriff kormnen.
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Vorteilhafterweise werden die Klauen und/oder die Gegenklauen als
spitze Kronenverzahnungen ausgebildet.
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Diese Klauenverstellung ist zwar nur in einer der Endlagen wirksam,
aber da es sich ohnedies meist nur um eine einmalige Einstellung beim Einbau der
Gasfeder handelt, ist diese Lösung meist ausreichend. Sie gestattet vor allem eine
Orientierungshilfe, wenn erfindungsgemäß am Kolben bzw. an der
Blende
Anschläge vorhanden sind, welche den Verdrehungswinkel begrenzen. Bei einer solchen
Ausbildung der Einstellung, kann man z.B. zunächst die Kolbenstange jin Gegenuhrzeigersinn
bis zum Anschlag zurückdrehen, wobei diese Stelle einer minimalen Ausschubgeschwindigkeit
entspricht, und dann entsprechend einer Erfahrungstabelle uiu z.B. 60 Grad ini Uhrzeigersinn
die Kolbenstange und mit ihr die Blendeneinstellung auf den gewünschten Wert bringen.
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Sollte der Wunsch bestehen in jeder Ausschublage der Kolbenstange,
also z.B. in halb ausgeschobener Länge, die Querschnittsveränderung herbeiführen
zu können, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen daß der Querschnitt des Zylinders
und des Kolbens oval, ellipsenähnlich ausgebildet ist, wobei die Blende mit der
Kolbenstange fest verbunden und der Kolben drehbar auf der Kolbenstange gelagert
ist.
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Mit dieser Ausbildung ist es sogar möglich, die Blende soweit zu verdrehen,
daß sich die beiden Druckausgleichsöffungen nicht mehr überdecken, sodaß kein Ausgleich
erfolgen kann. In diesem Fall blockiert die Gas feder elastisch in der jeweiligen
Ausschublage.
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Eine weitere Ausbildung der Erfindung besteht darin, die Blenden während
der Ausschubbewegung der Kolbenstange gegeneinander zu verdrehen. Damit ergeben
sich in den einzelnen Bewegungsabschnitten unterschiedliche wirksame Querschnitte,
die bei entsprechender Gestaltung der Blenden eine beliebige Anpassung des Bewegungsablaufes
an die Funktionsbedingungen gestatten. Zum Beispiel kann die Ausschubbewegung extrem
langsam beginnen, steigt auf eine große Geschwindigkeit im mittleren Hubbereich
an, und endet wieder mit extrem starker Dämpfung.
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Dieser programmierte Bewegungsablauf wird erfindungsgemäß dadurch
erreicht, daß der ovale Zylinder in der Längsachse einen Drall aufweist, sodaß bei
der Längsbewegung des Kolbens
eine Drehuny desselben entsprechend
dem Drall erfolgt, wobei die Kolbenstanye nicht mitdreht und sorbit di uruckausgleichsöffnungen
im Kolben und in der Blende gegeneinander sich verdrehen, und dieselben je nach
ihrer Winkellage zueinander einen bestimmten, programmierten wirksamen Querschnitt
besitzell.
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Eine andere Möglichkeit die Blende wahren der Ausschubbewegung zu
verstellten besteht darin, daß die Verstellung der Blende von außen magnetisch erfolgt.
Diese Möglichkeit besteht vorallem bei gasfedern aus Kunststoff, wo es genügt z.B.
in verschiedenen Winkellagen außen am Zylinder Magnete anzuordnen, die einen an
der Blende befestigteii Anker in die jeweilig gewünschte Winkellage drehen.
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Eine weittre Verbesserung des Erfindungsgedankens besteht darin, am
Kolben ein richtungsabhängiges Ventil vorzussIi-n, welches beira Spannen der Gasfeder
einen zusätzlichen Druckausgleichquerschnitt freigibt. Damit kann das Spannen ohne
unnötige Dämpfung und den damit verbundenen Kraftaufwand erfolgen. Eine derartige
Ventilwirkung kann man sciion in einfachster Weise daaurcl erreichen, daß die Kolbendichtung
selbst als richtungsabhängiges Ventil ausgebildet ist, z.B.
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als unsymmetrische Dichtungsmanschette, die in einer Richtung leckt.
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Fig. 1 zeigt eine einfache Schemadarstellung einer Gasfeder mit verstellbarer
Blende (1), welche drehbar hinter dem Kolben (2) auf der Kolbenstange (3) sitzt.
Die schlitzfönnige Druckausgleichsöffnung (4) irn Kolben (2) wird durch die sichelförmige
Druckausgleichsöffnung (5) in der Blende (2) je nach Winkel lage mehr oder weniger
verdeckt und damit der wirksame Querschnitt verändert. Verdreht man die Kolbenstange
(3) und damit den daran befestigten Kolben (2) so äändert sich die Winkellaye von
Kolben (2) und Blende (1), da sich diese mit den Federbeinen (6) an der Zylinderwand
(7) abstützt und nicht mitdreht.
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Fig. 2 zeigt eine. aciisiale Ansicht der Blende vor dem Kolben.
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Fig. 3 zeigt eine beispielsweise Ausführung mit einer Kronenverzahnung
(8) an der Blende (1), welche in der Endlage mit der Gegenverzahnung (9) in Eingriff
Kommt. Auch bei diessr Anordnung kaiiii man aurcn Verdrehen der Kolbenstange (3)
den Kolben (2) gegenüber der Blende (1) verdrehen, sobald dieselbe in der Endlage
gegen mitdrehen geeichert ist.
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In Fig. 4 ist aucn eiii Anschlag ) dargestellt, welcher in einer ltinynut
(11) die Bewegung der Blende (1) begrenzt Fig. 5 und 6 zeigen eine Gasfeder mit
ovalem Zylinderquersciin.tt (12). ei dieser Anordnuliy ist der ovale Kolben (2)
auf der Kolbenstange (3) 1053, d.ll. drehbar gelagert. Diç runde Blende (1) ist
hingegen mit der Kolbenstange (3) fest verbunden. breht man die Kolbenstange (3)
so dreht die Blende (2) mit und verstellt sich gegen den nicht mitdrehenden ovalen
Kolben (2).
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Dreht man die Blende (1) soweit, daß die Druckausgleichsöffnung (4)
im Kolben (2) ganz verschlosseii wird ist die asf'der blockiert, da kein Druckausgleich
mehr stattfinden kain Fig. 6 zeigt die Anordnung des ovalen Kolbens (2) und der
runden blende (1).
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Fig. . 7 zeigt einen ovalen Zylinder (13) welcher einen Drall über
di2 dargestellte Länge von 90 Grau besitzt. Das heisst auf der linken Seite dar
Fig. 7 ist der Zylinder (13) mit seiner größten Ellipsenachse geschnitten und auf
der rechten Seite, nach 90 Grad Drall mit seiner kleinsten Ellipsenachse. Zum besseren
Verständnis sind die beiden ovalen Querschnitte links und rechts in Fig. 7 strichliert
eingezeichnet. Im übrigen eitsprechend die Teile und Bezeichnungen Fig. 5.
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In Fig. 8 ist die Blende (1) mit einem beispielsweisen Schlitz (14)
dargestellt, welcher mit einem kleinen Querschnitt beginnt, zu einem größeren übergeht
und wieder niit einem kleinen endet. Das entspricht einem langsamen Bewegungsbeginn,
einem schnellen Mittelbereich und wieder einem langsamen Bewegungsende.
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In Fig. 1 ist noch ein weiteres Erfindungsmerkmal dargestellt, nämlich
ein Kugelventil (15) welches in einer Bewegungsrichtung einen zusätzlichen Druckausgleich
freigibt, in der Blende (1) ist ein entsprechender Dr@chbruch (16) freigespart.
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Da die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe mit einer großen Zahl von
Konstruktionsvarianten möglich ist, sind die in den Fig. 1 bis 8 dargestellten Lösungsbeispiele
nur als solche aufzufassen ohne den Erfindungsgedanken zu begrenzen.