DE2755816A1

DE2755816A1 - Gasfeder

Info

Publication number: DE2755816A1
Application number: DE19772755816
Authority: DE
Inventors: Toshiro Nagase
Original assignee: Tokico Ltd
Current assignee: Tokico Ltd
Priority date: 1976-12-20
Filing date: 1977-12-14
Publication date: 1978-06-22
Also published as: FR2374563A1; FR2374563B1; GB1592518A; JPS5376271A; BR7708440A

Description

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München 22 SteiηsdorfstraBe 2 1 2 2 Telefon 089 / 29 84 62

TOKICO Ud. 6-3, Fujimi 1-chome, Kawasaki-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa-ken, Japan

Gasfeder

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Gasfeder

Die Erfindung betrifft eine Gasfeder, insbesondere eine solche, die sich zur Verwendung für Türschließer, Lüftungsfenster oder dgl. eignet.

In jüngster Zeit werden Gasfedern häufig verwendet, um die öffnungs- oder Schließgeschwindigkeit von Fenstern, Lüftungsfenstern, Schließeinrichtungen und dgl. zu steuern. Hierbei wird bei einer Anlage, bei der beispielsweise ein Fenster an einem Gebäude angelenkt und eine Gasfeder gelenkig sowohl am Fenster als auch am Gebäude befestigt ist, üblicherweise derart vorgegangen, daß die Gasfeder bei vollständig geöffnetem Fenster die voll ausgefahrene Stellung und bei vollständig geschlossenem Fenster (oder Tür oder dgl. ) die ganz eingefahrene Stellung einnimmt. Das in den üblichen Gasfedern eingeschlossene Gas weist jedoch die Tendenz auf, die Gasfeder auszudehnen, weswegen sich auch das Fenster aufgrund der von der Gasfeder ausgeübten Kraft mit einer außerordentlich hohen Geschwindigkeit zu öffnen sucht, so daß dadurch am Ende der Öffnungsbewegung des Fensters eine große Aufschlagskraft bzw. Stoßkraft in der Gasfeder erzeugt wird. Diese Stoßkraft zerstört in manchen Fällen die Gasfeder sowie die Bauteile < bzw. Montagestücke zwischen der Gasfeder und dem Fenster oder dem Gebäude oder auch die Bauteile zwischen dem Fenster und dem Gebäude. Es ist daher erforderlich, auf das Fenster irgendeine Kraft von außen aufzubringen, um dessen Öffnungsgeschwindigkeit zu verlangsamen. Um die vorerwähnten Nachteile zu vermeiden, ist es möglich, den Druck des in der Gasfeder eingeschlossenen Gases zu verringern, was es ermöglicht, auch die beim Schließen des Fensters auf die Gasfeder aufgebrachte Kraft zu reduzieren, jedoch ist es nicht möglich, in solch einem Fall beim Öffnen des Fensters die gewünschte Anfangsgeschwindigkeit des Fensters zu erzielen.

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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde . xur Beseitigung der geschilderten Nachteile mit geringen Herstellungskosten eine Gasfeder zu schaffen, bei der zur Vermeidung einer Zerstörung der Gusfeder diejenige Stoßkraft, die beim Überführen der Gasfeder bzw. des hieran angeschlossenen Teils in die voll ausgefahrene Stellung auftritt, gemildert ist und bei der im ausgefahrenen Zustand der Gasdruck im Vergleich zu bekannten Gasfedern reduziert werden kann, so daß auch die zum Schließen des an die Gasfeder angeschlossenen Teils erforderliche Kraft wesentlich reduziert werden kann.

Die Merkmale der zur Lösung dieser Aufgabe geschaffenen Erfindung ergeben sich aus Anspruch 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen hiervon sind in den weiteren Ansprüchen enthalten.

Bei der erfindungsgemäßen Gasfeder sind zwei gesonderte Gaskammern vorgesehen, die miteinander zusammenwirken, um in eingefahrenem Zustand der Gasfeder Druck auf den Kolben aufzubringen, während lediglich eine dieser Gaskammern derart wirkt, daß sie in der ausgefahrenen Stellung der Gasfeder Druck auf den Kolben aufbringt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt in:

Fig. 1 schematisch eine Gasfeder, die lediglich des Beispiels halber zwischen einem Gebäude und einem Fenster angelenkt ist;

Fig. 2 im Längsschnitt eine bekannte Gasfeder;

Fig. 3 im Längsschnitt eine Gasfeder gemäß der Erfindung, in der vollständig eingefahrenen Stellung und

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Fig. 4 in der vollständig ausgefahrenen Stellung;

Fig. 5 im Diagramm die auf den Kolben ausgeübte Yr i"t. über dem Hub oder der Stellung des Kolbens im Zylinder;

Fig. 6 im Längsschnitt einen Teil einer abgewandelten Ausführungsform der Gasfeder und

Fig. 7 im Schnitt einen Teil einer weiteren abgewandelten Ausführungsform.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein Fenster 2 mittels eines an seinem unteren Ende vorgesehenen Schwenkzapfens 3 an einem Gebäude 1 angelenkt. Am oberen Endteil des Fensters 2 ist eine Rastklinke 4 oder dgl. geeigneter Ausbildung befestigt, die mit dem Gebäude 1 in Eingriff kommen kann, um das Fenster 2 in seiner Schließstellung zu halten. Am Fenster 2 sowie am Gebäude 1 ist eine Gasfeder, die einen Zylinder 5 und einen Kolben 6 aufweist, angelenkt, wobei die Gasfeder bei geschlossenem Fenster 2 die mit vollausgezogenen Linien dargestellte vollständig eingefahrene Stellung einnimmt und in die strichpunktiert gezeichnete Stellung ausgefahren werden kann, wenn das Fenster (bzw. die Tür oder dgl.) geöffnet wird. Eine bei der Anordnung gemäß Fig. 1 verwendete typische Gasfeder der bekannten Art weist die aus Fig. 2 ersichtliche Ausbildung auf. In solch einer Gasfeder ist, wie aus Fig. 2 ersichtlich, im Zylinder 5 ein Freikolben 7 angeordnet, der im Zylinder 5 eine Gaskammer 8 von einer Ölkammer 9 abgrenzt. In die ölkammer 9 des Zylinders 5 ist verschieb lieh ein Kolben 6* eingepaßt, an dem eine Kolbenstange 6 befestigt ist. Das Gas, das in der Gaskammer bei einem Druck D (in der vollständig ausgefahrenen Stellung der Gasfeder) eingeschlossen ist, wirkt derart, daß es auf den Kolben 6' in Ausfahrrichtung eine Kraft P χ a ausübt, wobei a = Querschnittsfläche der Kolbenstange 6 bzw. des Kolbens 6'.

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Wenn sich das Fenster 2 in seiner SchließsteM-U!^ befindet, erhält der die Kolbenstange 6 eine Kraft a(P + AP), wobei Ap- der durch das Einfahren der Kolbenstange bewirkte Druckanstieg. Aut> diesem Grund wirkt beim Öffnen des Fensters 2 auf dieses eine große Öffnungskraft, die durch die Ausfahrkraft a (P + ΔP) plus einer durch das Gewicht des Fensters 2 bewirkten Kraft hervorgerufen wird, so daß dadurch das Fenster 2 mit sehr hoher Geschwindigkeit bewegt wird und der Kolben 6' am Ende des Hubes mit voller Kraft auf das untere Endteil des Zylinders aufschlägt. Dadurch werden Jie Bauteile zwischen der Gasfeder und dem Fenster 2 oder dem Gebäude 1 oder dem Schwenkzapfen 3 zerstört. Weiterhin muß beim Schließen des Fensters 2 eine große Kraft aufgebracht werden, um die Ausfahrkraft a (P + Δ P) zu überwinden.

Wie demgegenüber aus Fig. 3 und 4 ersichtlich, weist die Gasfeder gemäß der Erfindung einen Zylinder 10 sowie eine Kolbenstange 19 auf, die an einem Kolben 14 befestigt ist und aus dem unteren Ende des Zylinders 10 nach außen herausragt. In den Zylinder 10 ist verschieblich ein Freikolben 13 eingepaßt, der im oberen Endteil des Zylinders 10 eine erste Gaskammer 11 begrenzt. Der Freikolben 13 begrenzt weiterhin an seiner Unterseite eine zweite Gaskammer 23, wobei im Zylinder 10 in der dargestellten Weise eine an die Gaskammer 23 angrenzende Ölkammer 12 vorgesehen ist. Der verschieblich in den Zylinder 10 eingepaßte Kolben 14 teilt die ölkammer 12 in zwei Kammern 15, 16. An der Innenwand des Zylinders 10 ist durch Einrollen, Einstemmen oder dgl. ein Anschlag 24 derart gebildet, daß er radial nach innen ins Zylinderinnere ragt und die nach unten erfolgende Bewegung des Freikolbens 13 begrenzt. Der Druck des in den Gaskammern 11, 23 eingeschlossenen Gases ist derart bestimmt, daß in der vollständig ausgefahrenen Stellung der Gasfeder gemäß Fig. 4 der Druck in der Gaskammer 11 höher ist als der Druck in der Gaskammer 23.

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Zur Verbindung der ÖlkaniiDorn 15, 16 mitein.m.i^j-sind im Kolben 14 ein Durchlaß 17 jiiit gioiJei wiiksamei· C^ui ?>; i. , Lt.,fläch.' and ein 'Durchlaß 18 mit kleiner wirksamer Quersrhnittsflache vorgesehen. An der Unterseite de.s Kolbens 14 i&i mittels eines Ilallegliedi.a H, das ein gestuites Teil aufweist, ein ausbiegbares VentilplieH 20 gelagei't, Dieses Ventilglied 20 wirkt derart, daß es den Durchlaß 17 verschließt, wenn sich der Kolben 14 narh unten in Ausfahrrichtung der Gasfeder bewegt. Im Lagerglied 21 ist eine Nut oder ein Durchlaß 22 gebildet, umdie Kammern 15, 16 ständig über den Durchlaß 18 zu verbinden.

Wenn die Gasfeder gemäß Fig. 3 und 4 am Fenster 2 gemäß Fig. 1 angelenkt ist, wirkt sie folgendermaßen:

Wenn sich das Fenster 2 in seiner mit vollen Linien in Fig. 1 dargestellten geschlossenen Stellung befindet, nimmt die Gasfeder ihre vollständig eingefahrene Stellung ein, wie aus Fig. 3 ersichtlich. Hierbei ist der Freikolben 13 vom Anschlag 24 aus um eine Strecke e nach oben bewegt. Wenn angenommen wird, daß P₂- Gasdruck der ersten Gaskammer 11, P₀ = Gasdruck in der zweiten Gaskammer 23 und a = Querschnittsfläche der Kolbenstange 19, wird die Beziehung P₀ = p_ erhalten, da die auf die beiden gegenüberliegenden Seiten des Freikolbens 13 wirkenden Drücke gegeneinander ausgeglichen sind. Weiterhin folgt die auf die Kolbenstange wirkende Ausfahrkraft F₀ im geschlossenen Zustand des Fensters 2 der Beziehung F₀ = aP₀ = ap_.

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Wenn der Riegel bzw. die Klinke 4 des Fensters 2 entriegelt wird, wirkt die Ausfahrkraft F₀ derart, daß sie die Gasfeder ausdehnt, so daß dadurch das Fenster 2 im Uhrzeigersinn gemäß Fig. 1 um den Schwenkzapfen 3 verschwenkt und aus diesem Grund sehr schnell geöffnet wird. In der Gasfeder steigt das Volumen in den Gaskammern 11, 23 gemäß der Ausfahrbewegung der Kolbenstange 19 an, weswegen der Druck in diesen Gaskammern 11, 23 abfällt. Wenn sich die Kolbenstange 19 über eine vorbe-

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stimmte Strecke S. aus dem Zylinder 10 herausbewegt, schlägt der Freikolben 13 an den Anschlag 24 an, wobei die Drücke in den Gaskammern 11 bzw. 23 jeweils p. bzw. P₁ (P- = pj betragen was durch die Linie Ι-Π gemäß Fig. 5 dargestellt ist.

Danach fährt die Kolbenstange 19 mit ihrer nach unten erfolgenden Bewegung gemäß Fig. 3 fort, wobei der Druck und das Volumen der ersten Gaskammer 11 konstant gehalten werden. Es wird daher eine sich aufgrund der Ausfahrbewegung der Kolbenstange 19 ergebende Änderung des Volumens des Zylinders 10 ausschließlich durch die zweite Gaskammer 23 kompensiert, so daß die auf die Kolbenstange 19 wirkende Ausfahrkraft durch den Gasdruck in der Gaskammer 23 bestimmt ist. Hierbei ändert sich der Druck in der Gaskammer 23 in einem größeren Ausmaß bzw. einer größeren Geschwindigkeit als bei der vorerwähnten Zustandbedingung bzw. beim vorerwähnten Fall, bei dem sich die Gaskammern 11, 23 aufgrund des Ausfahrens der Kolbenstange 19 ausdehnten. Die LinieII-IV gemäß Fig. 5 zeigt die Charakteristiken in diesem Zustand, nämlich dahingehend, daß der Druck in der Gaskammer 23 in dem die maximale Länge aufweisenden, vollständig ausgefahrenen Zustand der Gasfeder P_ß beträgt und daß die auf die Kolbenstange 19 wirkende Ausfahrkraft in diesem Zustand F_Q = aP~ beträgt.

In Fig. 5 ist ein Ausführungsbeispiel der Charakteristiken einer bekannten Gasfeder durch die Linie Ι-Π-ΙΠ gezeigt, wobei die Bewegung des Freikolbens 7 nicht durch einen Anschlag begrenzt ist. Beim Vergleich der Zustandspunkte m und IV wird deutlich, daß durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung die auf die Kolbenstange wirkende Ausfahrkraft in der vollständig ausgefahrenen Stellung der Gasfeder beträchtlich reduziert

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werden kann. Es ist daher möglich, die Gasfeder am Ende des Ausfahrhubes wirkende Stoßkraft zu reduzieren und dadurch die sich ansonsten ergebenden Probleme der Zerstörung der Gasfeder oder deren mit ihr verbundener Bauteile zu lösen, wobei gleichzeitig eine hohe Fenster- bzw.

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Türöffnungsgeschwindigkeit im Anfangsstadium erzielt wird. Weiterhin kann das Fenster oder die Tür mit relativ kleiner Kraft geschlossen werden.

Wenn sich die Kolbenstange 19 in Ausfahrrichtung bewegt, wird der im Kolben 14 vorgesehene Durchlaß 17 durch das Ventilglied 20 verschlossen, so daß dadurch die Kolbengeschwindigkeit verringert wird; wenn sich demgegenüber die Kolbenstange 19 in entgegengesetzter Richtung, d. h. in Einfahrrichtung bewegt, wird das Ventilglied 20 durch den in der Kammer 15 herrschenden Druck vom Durchlaß 17 wegbewegt, so daß dadurch die Aufwärtsbewegung des Kolbens 14 bzw. der Kolbenstange 19 möglich ist, ohne daß eine große Widerstandskraft erzeugt wird.

Bei der abgewandelten Ausführungsform gemäß Fig. 6 bilden ein innerer Zylinder 25 und ein äußerer Zylinder 26 den Zylinder 10 der ersten Ausführungsform. Der die Kolbenstange 19 aufweisende Kolben 14 ist verschieblich in den inneren Zylinder 25 eingepaßt und weist ebenfalls den Durchlaß 17 großer wirksamer Querschnittsfläche sowie den Durchlaß 18 kleiner wirksamer Querschnittsfläche auf, um Ölkammern 27, 28 miteinander zu verbinden, die innerhalb des Zylinders 25 gebildet und durch den Kolben 14 unterteilt sind. An der Oberseite des Kolbens 14 bzw. an der Seitenfläche der Kolbenstange 19 ist das aus elastisch federndem Material bestehende Ventilglied 20 angeordnet und durch das Ventillagerglied 21 gelagert, um den Durchlaß 17 normalerweise zu verschließen. Im Lagerglied 21 ist ebenfalls ein Durchlaß oder eine Nut 22 gebildet, um die Kammern 27, 28 ständig über den Durchlaß 18 zu verbinden. Der Durchlaß 17 öffnet sich, wenn sich die Kolbenstange 19 in den inneren Zylinder 25 hineinbewegt.

In einen zwischen den Zylindern 25, 26 gebildeten Ringraum ist verschieb lich der Freikolben 13 eingepaßt, auf dessen beiden gegenüberliegenden Seiten eine erste Gaskammer 29 und eine zweite Gaskammer 23 gebildet

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sind. In dem Ringraum ist außerdem eine ölkammcr 30 gebildet, die an die zweite Gaskammer 23 angrenzt. An der Innenfläche des äußeren Zylinders 26 ist ein Anschlag 24 befestigt, der die Bo ν jr·^ des Freikolbens 13 begrenzt und hierdurch das maximale Volumen der ersten Gaskammer 29 bestimmt. Ein Durchlaß 31 verbindet die Ölkammern 28,30 ständig miteinander.

Die Gasfeder gemäß Fig. 6 wirkt in ähnlicher Weise wie diejenige der ersten Ausführungsform, obwohl die Kolbenstange 19 nach oben aus dem Zylinder 25 bzw. 26 herausragt.

Bei der weiterhin abgewandelten Ausführungsform gemäß Fig. 7 ist die erste Gaskammer 11 durch ein verformbares Glied 32, beispielsweise einen Balg, eine flexible Membran oder dgl. begrenzt, wobei weiterhin der Anschlag 24 der ersten Ausführungsform durch ein Plattenglied 33 ersetzt ist. Dieses Plattenglied 33 ist vorzugsweise aus porösem Material gefertigt, um einen freien Durchlaß des Gases in die zweite Gaskammer zu ermöglichen. Statt dessen kann auch eine Vielzahl von kleinen Bohrungen im Plattenglied 33 vorgesehen sein, wenn dieses aus Vollmaterial, d. h. ansonsten undurchlässigem Material besteht. Das Plattenglied 33 ist an der Innenwand des Zylinders 10 befestigt. Da bei dieser Ausführungsform der Freikolben nicht vorgesehen ist, ist es möglich, den Dichtungsring am Freikolben wegzulassen, wobei auch an der gegenüber dem Zylinder verschieb liehen Gleitfläche des (nicht vorhandenen) Freikolbens ein Bearbeitungsvorgang überflüssig wird. Weiterhin folgt das Volumen der Gaskammer 11 sanft und gleichförmig der Bewegung der Kolbenstange.

Wenn die beschriebene Gasfeder beispielsweise in Verbindung mit einem drehbaren oder schwenkbaren Fenster zur Anwendung gelangt, wird die in der vollen Öffnungsstellung des Fensters wirkende Stoßkraft gemildert und dadurch eine Zerstörung der Gasfeder, des Fensters oder der dazwischen vorgesehen Bauteile verhindert. Weiterhin kann der Gasdruck im

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ausgefahrenen Zustand der Gasfeder iin Verg < k. ι bekannten Gasfedern reduziert und dadurch auch die zum Schließen i?.- Fensters erforderliche Kraft beträchtlich verringert werden. Wenn zur Bildung von Gaskammern ein Freikolben vorgesehen ist, ist es möglich, leicht und einfach den Zeitraum bzw. Zeitpunkt zu bestimmen, wenn die Wirkung des in der ersten Gaskammer herrschenden hohen Gasdruckes unterbrochen wird, wobei es außerdem möglich ist, die Ausfahrgeschwindigkeit der Kolbenstange an einer gewünschten Stelle zu ändern. Wenn demgegenüber die erste Gaskammer durch ein verformbares Glied begrenzt ist, ist es möglich, die Herstellungskosten entscheidend zu verringern.

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Claims

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Patentansprüche

Gasfeder mit einem Zylinder, einem in den Zylinder verschieblich eingepaßten Kolben, einer mit ihrem einen Ende am Kolben befestigten Kolbenstange, die mit ihrem anderen Ende aus dem Zylinder nach außen ragt,und zwei im Zylinder gebildetenGaskammern, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Gaskammer (23) über den vollen Hub des Kolbens (14) zusammendrückbar oder ausdehnbar ist, während die andere Gaskammer (11, 29) nahe der einen Gaskammer (23) angeordnet und hiervon durch eine bewegliche Wand (13, 32) getrennt ist und mit einem innenseitig am Zylinder (10, 26) vorgesehenen Anschlag (24, 33) zusammenwirkt, der die Bewegung der beweglichen Wand (13, 32) in Richtung der einen Gaskammer (23) begrenzt.
2. Gasfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die bewegliche Wand (13) ein Freikolben ist.
3. Gasfeder nach Anspruch 2 des Einrohrtyps, dadurch gekennzeichnet, daß der Freikolben (13) verschieblich im oberen Teil des Zylinders (10) angeordnet ist und daß der Anschlag (24) aus einem an der Innenumfangswand des Zylinders (10) durch Einziehen, Einstemmen oder dgl. gebildeten Vorsprung besteht.
4. Gasfeder nach Anspruch 2 des Doppelrohrtyps, dadurch gekenn zeichnet, daß der Kolben (14) verschieblich innerhalb des inneren Zylinders (25) angeordnet ist und daß der Freikolben (13) verschieblich im oberen Teil eines durch den inneren und den äußeren Zylinder (25, 26) gebildeten Ringraums vorgesehen ist.

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5. Gasfeder nach Anspruch 1, dadurch g-^!'ennzeichnet, daß die eine Gaskammer (23) an oine Ölkammer (12, 30) angrenzt.
6. Gasfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die andere Gaskammer (11) von der einen Gaskammer (23) durch eine verformbare Wand (32) getrennt ist und daß an der Innenwand des
Zylinders (10) eine Trennwand (33) aus porösem Material befestigt ist, die das maximale Volumen der anderen Gaskammer (11) steuert.

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