DE2905030B2 - Endanschlaggedämpfte Gasfeder - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine endanschlag-gedämpfte Gasfeder, insbesondere für Heckklappen von Personenkraftwagen und dergleichen, bestehend aus einem einen Arbeitsraum mit Druckgasfüllung und ggf. einem ölvorrat einschließenden zylinderischen Gehäuse, einem in dem zylindrischen Gehäuse verschiebbar angeordneten Kolben, einer an dem Kolben befestigten, durch eine Hauptdichtung aus dem Gehäuse herausgeführten Kolbenstange sowie einer Dämpfungsanordnung mit einem den Kolben überbrückenden innerhalb der Kolbenstange verlaufenden Dämpfungskanai.

Eine solche Gasfeder ist aus der deutschen Gebrauchsmusterschrift 75 35 393, veröffentlicht am 11.3. 1976, bekannt

Bei dieser bekannten Gasfeder sind bereits Maßnahmen getroffen, um bei Annäherung des Kolbens an eine Endstellung, nämlich diejenige Endstellung, in der die Kolbenstange am weitesten aus dem Arbeitsraum ausgefahren ist die Dämpfung zu verstärken. Die in£T Aar· flärnnfunff

u'iirA

erreicht, daß der Ausfluß des Dämpfungskanals bei Erreichen einer bestimmten Stellung einer zusätzliche Drosselung bewirkenden Drosselfläche mit Abstand gegenübersteht, wobei sich der Abstand dieser Drosselfläche entweder kondnuierlich odetjstufenweise verändert, um so der Dämpfung eine bestimmte Charakteristik aufzuprägen.

Es hat sich gezeigt, daß diese Art der »Enddämpfung« in der Massenfertigung schwer zu realisieren ist, weil es schon große Schwierigkeiten aufwirft, einen konstanten Abstand der Drosselfläche von dem Ausfluß des Dämpfungskanals aufrechtzuerhalten und zwar über die gesamte Serie hinweg, und weil es noch größere Schwierigkeiten bedeutet, einen einer gewünschten Charakteristik entsprechenden modifizierten Verlauf der Drosselfiäche mit der notwendigen Exaktheit einzuhalten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Eiiddämpfung mit vereinfachten Mitteln auszugestalten, welche auch bsi Massenfertigung eine über die ganze Serie gleichmäßige Enddämpfungscharak&ristik gewährleistet

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß in Abstand von der Hauptdichtung eine gegenüber der Kolbenstange ebenfalls abgedichtete von dem zugehörigen Auslaß des Dämpfungskanals überfahrbare Zusatzdichtung vorgesehen ist, welche zusammen mit der Hauptdichtung eine die Kolbenstange umgebende Dämpfungskammer bildet, wobei diese Dämpfungskammer mit dem übrigen Arbeitsraum über einen Dämpfungsdurchlaß in Verbindung steht

Bei der erfindungsgeniäßen Ausbildung einer endanschlag-gedämpften Gasfeder ist die Charakteristik der Enddämpfung ausschließlich abhängig von dem Dämpfungsdurchlaß, welcher die Dämpfungskammer mit dem übrigen Arbeitsraum verbindet Dieser Dämpfungsdurchlaß kann als ein einfaches Loch ausgeführt werden, welches auch in der Massenfertigung über eine große Stückzahl hinweg gleich dimensionier* werden kann, wobei dann die Dämpfung unabhängig ist von einer präzisen Montage.

Bei der erfindungsgemäßen Gestaltung der endanschlag-gedämpften Gasfeder tritt zwar im Augenblick des Überfahrens des Ausgangs des Dämpfungskanals über die Zusatzdichtung eine momentane Sperrung des Dämpfungskanals ein. Es hat sich jedoch überraschenderweise gezeigt daß sich diese momentane Sperrung, die durch entsprechende Dimensionierung der Zusatzdichtung sehr kurz, d.h. sich über nur einen kurzen Wegabschnitt der Kolbenbewegung erstreckend gehalten werden kann, nicht nachteilig auswirkt

Die erfindungsgemäße Gasfeder kann wie eingangs angedeutet einen ölvorrat aufweisen, der einen Teil des Arbeitsraums einnimmt Bei Vorhandensein eines solchen Ölvorrats kann eine zusätzliche Dämpfungsstufe erreicht werden, dann nämlich, wenn von einer

Koctimmron Ctolliincr eioc üfhHvonc öl·* nir»h* mohr Ποβ

sondern öl mit entsprechend größerem Durchflußwiderstand durch den Dämpfungsdurchlaß hindurchtritt

Die erfindungsgemäße Gasfeder läßt sich fertigungstechnisch sehr günstig in der Weise herstellen, daß die Zusatzdichtung einem kappenförmigen Ansatz angehört dessen Mantel sich zur Hauptdichtung hin erstreckt; bei dieser Ausgestaltung wird die Positionierung der Zusatzdichtung innerhalb des Arbeitsraums sehr erleichtert

r*iiA V\£ktl\actanAar% I7i<init*An ArlSittA*·** At** PrfinHim» _o . -_{o o}

anhand eines Ausfuhrungsbeispiels. Es stellt dar
F i g. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Gasfeder in einer ersten Betriebsstellung,

F i g. 2 einen Schnitt entsprechend F i g. 1 in einer zweiten ßetrrebsstetjung.

Die in den: Figuren\.-gezeigte^Gasfeder ist für den

Betrieb mit nach oben absteifender Kolbenstange

gezeichnet, kann jedoch auefrim Betrieb mit nach unten gehender Kolbenstange verwendet werden. Man erkennt einen Zylinder 10, der an seinem unteren Ende

»-«η;. ri:„n„_

20

bei 12 geschlossen ist und an seinem oberen Ende bei 16 einen gas- und flüssigkeitsundurchlässigen Verschluß mit einer Hauptdichtung 18 aufweist Durch den Verschluß ist eine Kolbenstange 32 hindurchgeführt Die Hauptdichtung 18 umfaßt einen ringförmigen Dichtungskörper 18a; dieser Dichtungskörper ist dem sehr hohen Druck innerhalb des Zylinders ausgesetzt, der gewöhnlich einige 10 bar beträgt Die Gasfeder umfaßt ein am unteren Ende 12 des Zylinders 10 befestigtes AnschluBstäci; 22 und ein am oberen Ende der Kolbenstange 32 befestigtes Anschlußstück 24 zum Verbinden der Gasfeder mit relativ zueinander beweglichen Vorrichtungsteilen. Beispielsweise kann das untere Anschlußstück 22 an einer FahrzeugWrosserie und das obere Anschlußstück 24 an der Heckklappe, am Kofferraumdeckel oder einer Motorhaube ir-^s Personenwagens oder Kombiwagens bef-rstig' verden; in diesem Anwendungsfall dient die C-sf" rsr als Gewichtsausgleich beim Öffne«? und S"^M:» ■■ _n der Klappe bzw. des Deckels. Ein kleiner " j des Arbeitsraums innerhalb des Zylinders ϊε* »nU Gi gefüllt, das bei 100 angedeutet ist

Ein Kolben 30 ist am unteren Ende der Kolbenstange 32 befestigt; er unterteilt den Arbeitsraum innerhalb des Zylinders 10 in eine obere die Kolbenstange ringförmig umgebende erste Arbeitskammer 10a und eine zweite Arbeitskammer 106. Das Volumen jeder Arbeitskammer ändert sich abhängig von der Stellung der Kolbenstange. Der Kolben besteht aus einem Hauptkörper 34, der an einem durchmesserreduzierten Abschnitt 42 der Kolbenstange 32 befestigt ist und einer Scheibe 38, die von Schlitzen 38a durchsetzt ist Ferner umfaßt der Kolben eine Kolbendichtung 40, die in einer Ringnut 44 des Hauptkörpers 34 aufgenommen ist uiid zwischen dem Hauptkörper 34 und der Scheibe 38 axiales Spiel besitzt

Wenn die Kolbenstange 32 von der ausgefahrenen (Fig. 1) in die eingefahrene (Fig.2) Stellung in den Zylinder hineingedrückt wird, legt sich die Kolbendichtung 40 an die Scheibe 38 an, so daß das Gas durch den Ringspalt zwischen dem Hauptkörper 34 und der Innenfläc' e des Zylinders 10, durch die Ringnut 44 und durch die Schlitze 38a hindurch von der zweiten Arbeitskammer 106 in die erste Arbeitskammer 10a gelangen kann. Dabei tritt allenfalls eine geringe Dämpfung ein.

Wenn sich d" Kolben dein Boden des Zylinders, also einer in der Zeichnung nicht gezeigten Stellung nähert, fließt etwa; von dem öl 100 am Beden des Zylinders durch den Kolben und gelangt auf die Oberseite des Kolbens.

Wenn die Bauteile, zwischen denen die Gasfeder eingebaut ist, voneinands- entriegelt werden, beispielsweise wenn die Heckklappe eines Fahrzeugs geöffnet wird, drücLt das unter Druck in dem Zylinder stehende Gas die Kolbenstange nach oben aus dem Zylinder heraus. Dann muß Gas von der ersten Arbeitskammer

30

40

45

50

aber nun nicht über den Ringspalt geschehen, welcher zwischen dem Hauptkörper 34 des Kolbens und der Innenfläche des Zylinders 10 gebildet ist, da die Kolbendichtung 40 an dem Hauptkörper 34, wie in Fig. 1 gezeichnet, anliegt und der Ringspalt deshalb verschlosseirist

Deshalb ist ein Dämpfungskanal 48, 50 vorhanden, der aus einer Axialbohriing 48 der Kolbenstange und einem radialen Auslaß 50 besteht.

Der radiale Auslaß 50 weist eine Drosselstelle 52 auf Die Drosselstelle Si drosselt den Gasstrom aus der ersten Arbeitskammer 10a in die zweite Arbeitskammer 106, so daß die Auswärtsbewegung der Kolbenstange 32 gedämpft wird.

Die bis hierher beschriebene Gasfeder ist in üblicher Weise aufgebaut

Solange die Kolbenstange sich in demjenigen Hubbereich befindet der in F i g. 2 dargestellt ist fließt bei der Aufwärtsbewegung der Kolbenstange das Gas aus dem ersten Arbeitsraum 10a unmittelbar durch den Dämpfungskanal 48, 50 in die Arbeitskammer 106. Wenn die Kolbenstange 32 sich jedoch der in F i g. 1 gezeigten Stellung nähert, so tritt eine Änderung des weiteren Betriebsverlaufs ein; um dies zu verstehen, ist es zunächst notwendig, auf weitere bauliche Merkmale einzugehen:

Es ist eine Zusatzdichtung 60 in der Nähe des oberen Endes des Zylinders 10 vorgesehen. Diese Zusatzdichtung 60 bildet zusammen mit der Hauptdichtung 18 eine ringförmige Dämpfungskammer 64. Die Zusatzdichtung 60 ist Teil eines kappenartigen Einsatzes, dessen Mantel 60a zur Hauptdichtung 18 hinweist Der Mantel 60-wirkt als Distanzstück zur Festlegung der Zusatzdichtung 60. Die Zusatzdichtung 60 we>s< einen verengten Dämpfungsdurchlaß 62 auf.

Wenn die Kolbenstange aus der Stellung dür F i g. 2 sjch der Stellung der F i g. 1 nähert so wird beim Oberfahren des Auslasses 50 des Dämpfungskanals 48, 50 über die Zusatzdichtung 60 der Dämpfungskanal 48, 50 kurzfristig geschlossen. Danach tritt der Auslaß 50 in den Bereich der Dämpfungskammer ein, weiche zwischen der Zusatzdichtung 60 und der Hauptdichtung 18 gebildet ist Während des Überfahrens des Auslasses 50 über die Zusatzdichtung 60 tritt kurzfristig eine verstärkte Kompression des Gases in der ersten Arbeitskammer 10a und in der Därnpfungskammer ein. Sobald der Auslaß 50 in den Bereich der zwischen der Zusatzdichtung 60 und der Hauptdichtung 18 gebildeten Dämpfungskammer 64 getreten ist wird eine Strömung von der ersten Arbeitskammer tOp durch einen Dämpfungsdurchlaß 62 in die Dämpfungskammer 64 und weiter von der Dämpfungskammer 64 über den "^ämpfungskanal 48, 50 ;n die zweite Arbeitskammer 106 ermöglicht Wenn das mit dem Kolben 30 hochgetragene Öl die Zusatzdichtung 60 erreicht wird dieses öl durch den Dämpfungsdurchlaß 62 hindurch in die Dämpfüngskanuner 64 gedrückt

Sobald der Auslaß 50 in die Dämpfungskammer 64 mündet, beginnt die zweite DämpfungsstLfe oder Enddämpfung. Während dieser zweiten Dämpfungsstufe strömen Gas und öl aus der ersten Arbeitskammer 10a durch den Dämpfungsdurchlaß 62 in die Dämpfungskammer 64 iind von der Dämpfungskammer 64 durch den Dämp>ungskanal 48, 50 in die zweite Arbeitskammer 106. Während der zweiten Dämpfung.,-stufe sind der Dämpfungsdurchlaß 62 und der Dämpfungskanal 48,50 mit der Drosselsielle 52 in Reihe

Drosselstelle 52 wird man zweckmäßig so auslegen, daß er während des Haupttsils der Auswärtsbewegung der Kolbenstange TI eine ausreichende Dämpfung für die durch den Gasdruck in dem Zylinder auf den Koibenstangenquerschnitt bewirkte Auswärtsbewegung der Kolbenstange ergibt; den Querschnitt des Dämpfungsdurchlasses 62 dagegen wird n-'an zweckmäßig so auslegen, daß in der zweiten Dämpfurigsstufe die Dämpfung verstä/kt, die Kolbenstange 32 also verlangsamt wird und Oszillationen am Ende des Auswärtshubs

der Kolbenstange32 vermieden werden.

Wenn die Kolbenstange 32 aus der Stellung der F ί g. 1 wieder in Richtung auf die Stellung der F i g. 2 nach unten gedrückt wird, so wird das in der Dämpfungskamnier 64 eingeschlossene Öl alsbald in die zweite Arbeitskammer 10a zurückgesaugt. Die Kolbenstange 32 wird während ihres Abwärtshubs durch die Öl res te in der Dämpfungskammer 64 geschmiert was sich für das Betriebsverhalten der Gasfeder vorteilhaft erweist.

Auch dann, wenn die Gasfeder gegenüber den Fi g. 1 und 2 aur den Köpf gestellt ist, so daß die. Kolbenstange 32 nach unten ausfährt wird eine Zwei-Stufendämpfung erreicht Zur Betrachtung des Betriebsverhaltens in diesem Falle möge man das Figurenblatt auf den Kopf stellen. Bei nach oben eingefahrener Kolbenstange 32 sammelt sich Öl in der Dämpfungskammer 64. Es rieht bis über der Zusatzdichtung 60, jedoch nicht bis zur Höhe des Auslasses 50. Wenn die Kolbenstange 32 dann nach unten ausfährt strömt Gas aus der ersten Arbeitskammer 10a durch den Dämpfungskanal 48, 50 hindurch, solange bis der Auslaß 50 durch die Zusatzdichtung 60 hindurchtritt und dann in die Dämpfungskammer 64 mündet Auch hierbei wird während der kurzen Phase der Schließung des Auslasses 50 das unter dem Koiben eingeschlossene Gas komprimiert. Sobald dann der Auslaß 50 in der Dämpfungskammer 64 mündet, beginnt die zweite Dämpfungsstufe, während welcher der Dämpfungsdurchlaß und der Dämpfungskanal 48, 50 in Reihe geschaltet sind. Die Kolbenbewegung wird dadurch verlangsamt und Oszillationen am Ende des Abwärtshubs werden vermieden.

to Natürlich ist die Anwendung der erfindungsgemäßen Gasfeder nicht auf diejenigen Fälle beschränkt in denen die Kolbenstange Vertikal nach oben oder vertikal nach unten austritt. Bei Neigung der Gasfederachse gegenüber der Vertikalen liegt der Ötepiege! unter verschiedenen Winkeln zur Gasfederachse. Die optimale Einstellung des Füll volumens für das Öi läßt sich je nach Einbaustellung und nach gewünschtem Dämpfungsverhalten einfach vorausberechnen oder experimentell vorausbestimmen. Wem? vorstehend von Öi gesprochen

wurde, so soll öl auch andere flüssige Dämpfungsmittel umfassen. Es ist auch denkbar, statt einer einzigen Dämpfungskammer mehrere Dämpfungskammern in Reihe anzuordnen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Endanschlag-gedämpfte Gasfeder, insbesondere für Heckklappen von Personenkraftwagen und dergleichen, bestehend aus einem einen Arbeitsraum mit Druckgasfüllung und ggf. einem ölvorrat einschließenden zylindrischen Gehäuse, einem in dem zylindrischen Gehäuse verschiebbar angeordneten Kolben, einer an dem Kolben befestigten, durch eine Hauptdichtung aus dem Gehäuse herausgeführten Kolbenstange sowie einer Dämpfungsanordnung mit einem den Kolben überbrükkenden innerhalb der Kolbenstange verlaufenden Dämpfungskanal, dadurch gekennzeichnet, daß in Abstand von der Hauptdichtung (i8) eine gegenüber der Kolbenstange (32) ebenfalls abgedichtete von dem zugehörigen Auslaß (50) des Dämpfungskanals (48,50) überfahrbare Zusatzdichtung (60) vorgesehen ist, welche zusammen mit der Hauptdichtung (iSa) eine die Kolbenstange (32) umgebende Dämpfungskammer (64) bildet, wobei diese Dämpfungskammer (64) mit dem übrigen Arbeitsraum über einen Dämpfungsdurchlaß (62) in Verbindung steht

2. Endanschlag-gedämpfte Gasfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzdichtung (60) einem kappenförmigen Einsatz angehört, dessen Mantel (60a) sich zur Hauptdichtung (18) hin erstreckt

3. Endanschlag-gedämpfte Gasfeder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Dämpfungsdurchlaß (62) ein von dem Kolbenstangendurchfang durch die Zusatzdichtung (60) unabhängiges Loch ;n der Zusatzdichtung (60) ist