DE2951093C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Gasfeder gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Eine derartige Gasfeder ist durch die DE-OS 26 59 491 bekannt. Solche Gasfedern werden vorzugsweise bei Kraftfahrzeug-Heckklap­ pen eingebaut und dienen der Bedienungserleichterung, wobei die Ausschubkraft der Gasfeder auf das Gewicht der Heckklappe abge­ stellt wird. Bei dieser Konstruktion ist die Ausschubkraft der Gasfeder so gewählt, daß diese geringfügig kleiner ist als das zu kompensierende Gewicht der Heckklappe, wodurch zum Öffnen der Heckklappe lediglich eine geringe Kraft von der Bedienungsperson auszuüben ist und nach dem Loslassen der Heckklappe diese in der Position festgehalten wird. Zum Schließen der Heckklappe ist auf diese eine Schließkraft von Hand auszuüben, die so groß sein muß, daß dadurch die unter der Einwirkung der Feder stehende Ventil­ platte von ihrem Sitz abgehoben wird. Diese Schließkraft ist über die gesamte Schließbewegung auf die Heckklappe auszuüben.

Eine ebenfalls über die gesamte Schließbewegung aufzuwendende Schließkraft erfordert eine durch die GB-PS 15 54 896 bekannte Gasfeder. Diese Konstruktion weist einen auf der Kolbenstange zwischen zwei Anschlägen axial beweglichen Kolben auf, welcher in Einschubrichtung der Kolbenstange mit einer unter ständiger Vor­ spannung stehenden Ventilplatte in Wirkverbindung kommt. Die Fe­ dervorspannung dieser mit einem weiteren Anschlag zusammenwirken­ den Ventilplatte wird durch eine vorgespannte Feder erzielt, die sich einerseits auf der Ventilplatte und andererseits auf einem kolbenstangenfesten Anschlag abstützt. Die Teile dieser Einschub­ sicherung müssen hinsichtlich der wirksamen Anschläge sehr genau aufeinander abgestimmt sein, um eine einwandfreie Funktion zu ge­ währleisten. Außerdem ist es erforderlich, daß der Kolben leicht­ gängig auf dem Kolbenstangenzapfen geführt ist, wobei diese Füh­ rung nur geringes Spiel aufweisen darf, damit auch unter Einwir­ kung von Querkräften eine verkantungsfreie Bewegung der Kolben­ stange in der Kolbenstangenführung gewährleistet ist. Um eine einwandfreie Abdichtung der beiden Arbeitsräume bei wirksamer Einschubsicherung zu erhalten, ist die Ventilplatte gegenüber der Kolbenstange abdichtend zu führen. Daraus ist ersichtlich, daß diese über den gesamten Hub wirksame Einschubsicherung eine Viel­ zahl von genau herzustellenden und zu montierenden Teilen erfor­ dert.

Zur Bedienungserleichterung bei Heckklappen ist ferner durch die DE-OS 23 45 503 eine Gasfeder mit mechanischer Arretierung be­ kannt. Diese mechanische Arretierung verriegelt in ausgefahrener Stellung der Kolbenstange diese im Zylinder. Zum Schließen der Heckklappe muß durch Anheben die Entriegelung vorgenommen werden. Nachteilig ist bei solchen Systemen, daß bei Unkenntnis des Funk­ tionsablaufes die Mechanik durch gewaltsames Schließen der Heck­ klappe zerstört wird.

Für Schwingungsdämpfer von Kraftfahrzeugen ist es durch die GB- PS 7 63 557 bekannt, einen hydraulischen Anschlag vorzusehen. Die­ ser hydraulische Anschlag weist einen zweiten, auf der Kolben­ stange angeordneten Kolben auf, welcher mit einer Ventilplatte zusammenwirkt und eine weitere Ausfahrbewegung der Kolbenstange durch die Elastizität des Dämpfmediums abbremst. Die Ventilplatte wird dabei durch eine in der Kolbenstangenführung festgelegte und andererseits mit der Ventilplatte verbundene Schraubenfeder in der gewünschten Position gehalten. Ein Festhalten der Kolbenstange in ausgefahrener Position wird mit dieser Konstruktion nicht ver­ wirklicht, wobei eine solche Funktion bei Schwingungsdämpfern auch nicht erwünscht ist.

Üblicherweise wird die Ausschubkraft der bei Fahrzeug-Heckklappen eingebauten Gasfedern so festgelegt, daß bei Normaltemperatur die Ausschubkraft der Gasfeder geringfügig größer als das Klappenge­ wicht ist, so daß die Heckklappe infolge des Druckes in der Gas­ feder automatisch die voll geöffnete Stellung erreicht, während zum Schließen der Heckklappe auf diese eine geringfügige Kraft ausgeübt werden muß. Bei niederen Außentemperaturen ist die Aus­ schubkraft der Gasfeder gemindert und es ist nicht sichergestellt, daß diese in geöffneter Position die Klappe sicher hält. Gleiches gilt bei Schneelasten auf der Klappe bzw. bei auf die Klappe ein­ wirkenden Windkräften.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Gasfeder zu schaffen, die bei normaler Umgebungstemperatur ein Öffnen und Schließen mit geringstem Kraftaufwand ermöglicht und außerdem bei extremen Bedingungen ein sicheres Festhalten in der ausgeschobe­ nen Position der Kolbenstange gewährleistet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die auf die Ventilplatte wirksame Feder sich am Ende des Ausfahrhubes auf ei­ nem zylinderfesten Bauteil abstützt und die axiale Länge der Fe­ der kürzer als der Hub der Kolbenstange ist. Dadurch wird erreicht, daß erst ab einem bestimmten Ausfahrhub der Kolbenstange die Fe­ der am zylinderfesten Bauteil zur Anlage kommt und damit eine Kraft auf die Ventilplatte ausübt. Die Kraft der Feder ist so be­ messen, daß diese größer als die auf der anderen Seite auf die Ventilplatte wirkende Kraft ist. Hierdurch wird eine lageabhängig wirkende Arretiervorrichtung für die Gasfeder geschaffen, die ei­ nen sehr geringen Kraftaufwand erfordert und lediglich in ausge­ fahrener Kolbenstangenstellung wirksam ist. Lediglich zum Lösen der Einschubsicherung ist kurzzeitig eine die Ausschubkraft der Gasfeder übersteigende Schließkraft aufzubringen, während der restlichen Schließbewegung die Ausschubkraft der Gasfeder ent­ gegenwirkt. Eine Beschädigung der Arretierung infolge Unkenntnis des Funktionsablaufes ist ausgeschlossen.

Entsprechend einem Merkmal der Erfindung ist die Ventilplatte in einem Träger befestigt, welcher zur Aufnahme der Ventilplatte ei­ ne der Ventilplatte angepaßte Aussparung aufweist. Sowohl die Fe­ der als auch die Ventilplatte sind dadurch auf einfache Weise miteinander in Wirkverbindung zu bringen, und es ist sicherge­ stellt, daß durch den an der Kolbenstange geführten Träger die Ventilplatte die Durchlaßöffnungen im Kolben einwandfrei abdecken kann. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist der Träger zur Zentrierung der Feder einen zylindrischen Abschnitt auf. Die­ ser zylindrische Abschnitt begrenzt die Vorspannung der Feder und kann so ausgebildet sein, daß er die Feder umgibt und daß die Feder an ihrem Innendurchmesser am zylindrischen Abschnitt zur Anlage kommen kann.

Eine vorteilhafte Ausführungsform wird dadurch erhalten, daß die Feder erfindungsgemäß fest mit dem Träger verbunden ist. Dadurch ist es möglich, die aus Träger, Ventilplatte und Feder bestehende Baugruppe vorzumontieren und dadurch die Endmontage zu vereinfa­ chen.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Träger aus Kunststoff besteht und erfindungsgemäß einstückig mit der Ventilplatte ausgebildet ist. Jede dieser beiden Maßnahmen führt zu einer Vereinfachung der Konstruktion sowie zu einer Montageerleichterung. Bei Ausbildung des Trägers aus Kunststoff oder einem anderen elastischen Material ist es entsprechend der Erfindung ohne weiteres möglich, daß der Träger selbst als Feder ausgebildet ist.

Wie ein weiteres Merkmal der Erfindung zeigt, ist zur Begrenzung der axialen Beweglichkeit des Trägers auf der Kolbenstange ein Anschlag angeordnet.

Nachfolgend wird die Erfindung an Hand von Beispielen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Gasfeder im Längsschnitt in ausgefahrener Position der Kolbenstange;

Fig. 2 die in Fig. 1 dargestellte Gasfeder beim Lösen der Ar­ retierung;

Fig. 3 die Gasfeder bei aufgehobener Arretierung;

Fig. 4 einen Längsschnitt der Gasfeder, wobei die Schraubenfeder mit ihrem Innendurchmesser am hülsenförmigen Träger zen­ triert ist, und

Fig. 5 eine Ausführungsform der Gasfeder im Längsschnitt, welche ein aus Ventilplatte, Ventilplattenträger und Feder be­ stehendes Bauteil in einstückiger Ausführung besitzt.

Zur Bedienungserleichterung sind vorzugsweise bei Kraftfahrzeug- Heckklappen oder auch sonstigen um eine waagerechte Drehachse schwenkbaren Türen Gasfedern angeordnet. Diese Gasfedern haben die Aufgabe, das Klappengewicht zu kompensieren und die Klappen in geöffneter Stellung zu halten, um dadurch ein Beschicken des von der Klappe abgedeckten Stauraumes zu erleichtern.

Die Gasfeder entsprechend den Fig. 1 bis 3 besteht aus dem Zy­ linder 1, in welchem ein mit einer Kolbenstange 2 verbundener Kolben 3 gleitet. Der Zylinderinnenraum ist mit einer unter Druck stehenden Öl- und/oder Gasfüllung versehen, wobei der Kolben 3 diesen Zylinderinnenraum in den zwischen Kolben 3 und Zylinderbo­ den 6 befindlichen Arbeitsraum 4 und den zwischen Kolben 3 und Führungs- und Dichtungseinheit 11 angeordneten Arbeitsraum 5 trennt. Zur Befestigung der Gasfeder zwischen der Karosserie und der Heckklappe ist am Zylinderboden 6 ein Gelenkauge vorgesehen, während die Kolbenstange 2 an ihrem äußeren Ende ebenfalls ein Gelenkauge trägt.

Der Kolben 3 weist zwei Ventilsysteme auf, wovon eines durch ei­ nen in einer Kolbenringnut 7 axial beweglichen Kolbenring 8 ge­ bildet wird und bei der Ausfahr­ bewegung der Kolbenstange 2 die Drosselbohrung 10 im wesentlichen den Verbindungskanal zwischen den Arbeitsräumen 4 und 5 bildet. Das zweite Ventilsystem besteht aus der Durchlaßöffnung 9 im Kol­ ben 3, die im vorliegenden Falle in eine Kolbenringnut mündet und durch die Ventilplatte 12 abdeckbar ist. Diese Ventilplatte 12 ist in einem hülsenförmigen Träger 13 befestigt, der eine Anlage­ fläche 14 für eine Feder 15 besitzt. Im zylindrischen Abschnitt 16 des hülsenförmigen Trägers 13 wird die Feder 15 zentriert. Die axiale Erstreckung dieser Feder 15 ist so gewählt, daß diese erst ab einem vorbestimmten Ausfahrhub der Kolbenstange 2 an der zum Arbeitsraum 5 weisenden Stirnfläche der Führungs- und Dichtungs­ einheit 11 zur Anlage kommt.

In der in Fig. 1 dargestellten Position ist die Kolbenstange 2 voll ausgefahren, wodurch die Feder 15 durch Anlage an der Führungs- und Dichtungseinheit 11 vorgespannt ist und dadurch über den hülsenförmigen Träger 13 die Ventilplatte 12 gegen die Durchlaßöffnung 9 im Kolben 3 drückt und somit diese Durchlaßöff­ nung 9 verschließt. Dadurch, daß der Kolbenring 8 an der dem Ar­ beitsraum 5 näherliegenden Anlagefläche der Kolbenringnut 7 zur Anlage kommt, ist in dieser ausgefahrenen Stellung der Gasfeder kein Verbindungskanal zwischen dem Arbeitsraum 4 und 5 geöffnet. Damit wird ein einwandfreies Festhalten in dieser Kolbenstangen­ stellung gewährleistet - auch dann, wenn die Ausschubkraft der Gasfeder etwas geringer ist als das zu kompensierende Klappenge­ wicht. Üblicherweise ist die Gasfeder so ausgelegt, daß die Aus­ schubkraft der Kolbenstange 2 zumindest geringfügig größer ist als das Klappengewicht, jedoch kann beispielsweise bei tiefen Temperaturen oder bei erhöhtem Klappengewicht durch eine Schnee­ last die Ausschubkraft der Gasfeder nicht ausreichen, um das Klappengewicht vollständig zu kompensieren. Auch in einem solchen Falle wird die Klappe durch die gem. Fig. 1 dargestellte Arretie­ rung sicher in geöffneter Stellung gehalten. Die Kraft der Feder 15 ist dabei so auszulegen, daß die Ventilplatte 12 in dieser Stellung mit Sicherheit die Durchlaßöffnungen 9 im Kolben 3 ver­ schließt, d. h., daß die vom Arbeitsraum 4 auf die Ventilplatte 12 wirkende Kraft kleiner ist als die von der Feder 15 ausgeübte Kraft.

Zum Schließen der Heckklappe muß auf diese eine in Schließrich­ tung wirksame Kraft ausgeübt werden, damit die Ventilplatte 12 entgegen der Kraft der Feder 15 von der Durchlaßöffnung 9 im Kolben 3 abhebt. Der Anfang dieser Schließbewegung ist in Fig. 2 dargestellt.

Nach einem kurzen Einfahrweg der Kolbenstange 2 hebt die Feder 15 von der Führungs- und Dichtungseinheit 11 ab und die aus Ventil­ platte 12, hülsenförmigem Träger 13 und Feder 15 bestehende Bau­ einheit wirkt nur noch durch ihr Eigengewicht auf die Durchlaß­ öffnungen 9. Diese Baueinheit stellt jetzt, wie dies Fig. 3 zeigt, ein schwimmendes Ventil dar, welches praktisch ohne Einfluß auf die Dämpfwirkung bei der Einfahrbewegung der Kolbenstange ist und somit ein leichtes Schließen der Heckklappe ermöglicht, denn die die Arbeitsräume 4 und 5 verbindende Durchlaßöffnung 9 ist ohne wirksame Ventilkraft geöffnet.

Beim Öffnen der Heckklappe wird der axial in der Kolbenut 7 be­ wegliche Kolbenring 8 gegen die dem Arbeitsraum 4 näherliegende Fläche der Kolbennut 7 gedrückt, wodurch lediglich die Drossel­ bohrung 10 die Verbindung zwischen den Arbeitsräumen 4 und 5 her­ stellt und dadurch eine gedrosselte Ausfahrbewegung der Kolben­ stange 2 bewirkt. Ist der Druck in der Gasfeder so groß, daß die Ausschubkraft der Kolbenstange ausreicht, um die Klappe selbst­ tätig anzuheben, so erfolgt die Ausfahrbewegung der Kolbenstange von selbst, d. h., ohne daß die Bedienungsperson die Heckklappe anhebt. Hierbei wirkt die Feder 15 am Ende der Ausfahrbewegung als elastischer Anschlag. Ein weiteres Anheben der Heckklappe ist in diesem Falle nicht erforderlich. Nur wenn die Ausfahrkraft der Gasfeder geringer ist als das zu bewegende Klappengewicht, was - wie bereits erörtert - durch starke Kälteeinwirkung oder erhöhtes Klappengewicht eintreten kann, muß die Heckklappe von Hand ange­ hoben werden, und zwar so, daß die Feder 15 vorgespannt wird, wo­ durch die in Fig. 1 gezeigte Stellung erreicht wird. Somit ist, wie bereits beschrieben, eine Arretierung in geöffneter Klappen­ stellung gewährleistet.

Die in Fig. 4 gezeigte Ausführungsform unterscheidet sich von der nach den Fig. 1 bis 3 im wesentlichen dadurch, daß die Feder 15 durch den zylindrischen Abschnitt 16 des hülsenförmigen Trägers 13 an ihrem Innendurchmesser zentriert wird. Außerdem stützt sich die Feder an einer separaten Abstützscheibe 18 ab, die mittels Sicken im Zylinder 1 befestigt ist. Zur Begrenzung der axialen Be­ wegung der aus Ventilplatte 12, hülsenförmigem Träger 13 und Feder 15 bestehenden Baueinheit ist der Anschlag 17 auf der Kol­ benstange 2 vorgesehen. Die Wirkungsweise der Arretiervorrichtung ist die gleiche wie die nach den Fig. 1 bis 3.

In Fig. 5 ist der hülsenförmige Träger 13′ einstückig mit der Ventilplatte 12′ und einem elastisch ausgebildeten, federnden An­ satz 15′ ausgeführt. Dieses einstückig ausgeführte Bauteil be­ steht aus Kunststoff. Das federnde Bauteil 15′ weist mehrere ringförmige Einkerbungen auf. Hierbei können mehrere in Achsrich­ tung verlaufende Nuten vorgesehen sein, die vorzugsweise am In­ nendurchmesser angeordnet werden und beim Zusammendrücken der Fe­ der 15′ eine Entlüftung des Innenraumes gewährleisten.

Wie aus den vorstehenden Ausführungen ersichtlich, kann die Fe­ der 15 sowohl durch eine Schraubenfeder als auch eine Gummifeder oder irgendein anderes federndes oder elastisches Bauteil gebil­ det werden. Wesentlich ist hier, daß die Feder nur über einen kleinen Bereich des Ausfahrweges am Ende des Kolbenstangenhubes wirksam ist. Auch die Einbaulage einer solchen Gasfeder ist von untergeordneter Bedeutung. Wenn allerdings eine Arretierung mit Flüssigkeit gewünscht wird, so wird eine geringe Menge Öl in die Arbeitsräume eingebracht und die Kolbenstange tritt bei ausgefah­ rener Stellung nach unten aus.

Claims (8)

1. Gasfeder, bestehend aus einem Zylinder, in welchem ein auf ei­ ner Kolbenstange befestigter Kolben gleitet und am einen Ende des Zylinders eine Führungs- und Dichtungseinheit für die Kol­ benstange angeordnet ist, während der Kolben eine unter Druck stehende, im Zylinderinnenraum befindliche Öl- und/oder Gas­ füllung in zwei Arbeitsräume trennt, die über im Kolben vor­ handene, in Abhängigkeit der Bewegungsrichtung der Kolbenstan­ ge wirksame Ventilsysteme miteinander verbindbar sind, wobei eine unter der Einwirkung einer Feder stehende Ventilplatte mit zur Führungs- und Dichtungseinheit weisenden Durchlaßöff­ nungen des Kolbens in Wirkverbindung bringbar ist, da­ durch gekennzeichnet, daß die auf die Ventilplatte (12) wirksame Feder (15) sich am Ende des Aus­ fahrhubes auf einem zylinderfesten Bauteil (Führungs- und Dichtungseinheit 11, Abstützscheibe 18) abstützt und die axiale Länge der Feder (15) kürzer als der Hub der Kolbenstange (2) ist.

2. Gasfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ven­ tilplatte (12) in einem Träger (13) befestigt ist, welcher zur Aufnahme der Ventilplatte (12) eine der Ventilplatte (12) an­ gepaßte Aussparung aufweist.

3. Gasfeder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Trä­ ger (13) zur Zentrierung der Feder (15) einen zylindrischen Abschnitt (16) aufweist.

4. Gasfeder nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (15) fest mit dem Träger (13) verbunden ist.

5. Gasfeder nach den Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (13) aus Kunststoff besteht.

6. Gasfeder nach den Ansprüchen 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (13) mit der Ventilplatte (12) einstückig aus­ gebildet ist.

7. Gasfeder nach den Ansprüchen 2, 5 und 6, dadurch gekennzeich­ net, daß der Träger (13) selbst als Feder (15) ausgebildet ist (Fig. 5).

8. Gasfeder nach den Ansprüchen 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Begrenzung der axialen Beweglichkeit des Trägers (13) auf der Kolbenstange (2) ein Anschlag (17) angeordnet ist.