DE3133839C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine temperaturkompensierte Gasdruck­ feder der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.

Pneumtische Federn, auch Gasdruckfedern genannt, finden mehr und mehr technischen Einsatz, speziell in der Fahrzeugin­ dustrie, sie werden jedoch auch in anderen Bereichen verwen­ det, wo sie zur Erzeugung von Gegenkräften an Verschlußele­ menten, wie beispielsweise Deckeln, Türen und dgl. als Ersatz für mechanische Federn Einsatz finden. Dabei kann es zu sehr großen Unterschieden in den Umgebungstemperaturen kommen, speziell beim Einsatz in Kraftfahrzeugen. Wenn die Temperatur fällt, dann fällt auch der Gasdruck innerhalb der Gasdruck­ feder, so daß die Kraft, die den in der Gasdruckfeder vor­ handenen Kolben in seiner ausgefahrenen Stellung hält, ent­ sprechend gering wird. Es kann vorkommen, daß die Gasdruck­ feder dann nicht mehr in der Lage ist, beispielsweise eine Hecktür eines Kraftfahrzeuges in der geöffneten Stellung zu halten. Wenn andererseits die Temperaturen sehr hoch sind, dann wird mitunter die von der Gasdruckfeder aufgebrachte Haltekraft zu stark. Das Schließen der Hecktür des Fahrzeugs wird dann beschwerlich. Man erkennt, daß der Wusch nach einer Gasdruckfeder besteht, deren Kraftwirkung weitgehend unabhängig ist von Änderungen der Außentemperatur.

Bislang sind keine Gasdruckfedern bekannt, die solche Eigen­ schaften aufweisen. Es gibt lediglich Flüssigkeitsstoßdäm­ fer, die temperaturkompensierte Eigenschaften aufweisen, wobei die meisten auf Druckänderungen ansprechen, die tempe­ raturbedingte Viskositätsveränderungen der Flüssigkeit her­ vorrufen. Beispiele solcher Stoßdämpfer sind in den US-PS 17 97 799, 23 01 318, 36 74 120 und der DE-OS 20 51 858 be­ schrieben. Die US-PS 31 47 967 und 34 44 830 beschreiben pneumatische Stoßdämpfer bzw. eine Gasdruckfeder zur Ein­ stellung eines verstellbaren Zeichentisches, wobei die aus der US-PS 34 44 830 bekannte Gasdruckfeder von der eingangs genannten Art ist.

Aus der DE-OS 19 60 572 ist eine Gasfeder mit zuschaltbaren Hilfsräumen bekannt, wobei das Zuschalten der Hilfsräume nicht in Abhängigkeit von der Temperatur, sondern in Abhän­ gigkeit von der anliegenen Druckbelastung der Gasfeder er­ folgt.

Die US-PS 23 01 318 zeigt eine Ventilkonstruktion mit einer Bimetallscheibe, durch die dieses Ventil temperaturabhängig arbeitet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Gasdruckfeder anzugeben, die eine Temperaturkompensation der Kraftwirkung aufweist, die auf Änderungen in der Umgebungstemperatur an­ spricht.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung schafft somit eine Gasdruckfeder, bei der die Kraftwirkung durch ein variables Gasvolumen verändert wird. Die Variation des Gasvolumens wird durch eine oder mehrere Hilfsgaskammern hervorgerufen, die in fluidischer Verbin­ dung mit demjenigen Gasraum stehen, in welchem sich der Kolben bewegen kann, wobei die Verbindung über temperatur­ abhängige Ventile hergestellt wird. Die Ventile sind bei­ spielsweise Bimetallscheiben, die eine Strömung in einer Richtung bei jeder Temperatur und eine freie Strömung in beiden Richtungen nur dann erlauben, wenn die Temperatur unter einen vorbestimmten Wert fällt.

Die Erfindung kann auch in einer Gasdruckfeder verwirklicht werden, die wenigstens zwei Trennwände im Abstand zueinander aufweist, die wenigstens zwei Hilfsräume festen Volumens abteilen, von denen der eine dem Kolbenraum benachbart ist und der andere sich daran gegen das geschlossene Ende des Zylinders zu anschließt, wobei jede Trennwand ein temperatur­ empfindliches Ventil aufweist, die auf verschieden hohe Tem­ peraturen ansprechen derart, daß das Ventil in der ersten Trennwand bei einer höheren Temperatur anspricht als das andere.

Die Erfindung schafft auch eine neue Unterkombination, die als Baugruppe in bekannte Gasdruckfedern als Trenn­ wand in den Zylinderraum eingesetzt werden kann, um die bekannte Gasdruckfeder in der erfindungsgemäßen Weise auszubilden, so daß auch dort eine feste Gasströmung aus dem Hilfsraum in den Kolbenraum nur dann stattfinden kann, wenn die Temperatur unter einen vorbestimmten Wert ge­ fallen ist. Diesbezüglich ist die Wand als eine Büchse ge­ staltet, die umlaufende Rillen aufweist, von denen eine eine O-Ringdichtung aufweist, um die Büchse an der Innen­ wand des Zylinders abzudichten. Eine weitere Rille nimmt eine ringförmige Innenwulst auf, die von außen in die Zylinderwand gerollt worden ist, nachdem man die Büchse in dem Zylinder an einer vorbestimmten Stelle in Position ge­ bracht hat und die auf diese Weise die Büchse in dem Zylin­ der festlegt. Die Büchse ist mit einem Durchlaßventil defi­ nierten Öffnungsquerschnittes versehen, der eine bimetallische Federscheibe mit einem O-Ventilsitz zugeordnet ist, so daß eine Strömung durch das Ventil in einer Richtung bei allen Temperaturen möglich ist und eine Strömung in der anderen Richtung nur dann möglich ist, wenn die Bimetallscheibe auf einen Temperaturabfall unter einen vorbestimmten Wert an­ spricht, um die freie Strömung durch den Ventilkanal frei­ zugeben. Der Durchtritt durch die Büchse kann auch eine Entlüftungsöffnung für eine begrenzte Gasströmung zu und von dem Ventilverschlußglied aufweisen.

Die Erfindung soll nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung des Heck­ bereiches eines mit einer Hecktür ausge­ rüsteten Kraftfahrzeugs als Anwendungsbei­ spiel der Erfindung;

Fig. 2 eine Seitendarstellung, teilweise im Längs­ schnitt, einer Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 3 einen vergrößerten Axialschnitt einer Unter­ baugruppe der Erfindung, die auch in Fig. 2 erkennbar ist;

Fig. 4 eine schematische Darstellung des Standes der Technik;

Fig. 4a eine graphische Darstellung der Charakteristik der bekannten Anordnung nach Fig. 4;

Fig. 5 eine schematische Darstellung der Erfindung;

Fig. 5a eine graphische Darstellung der Charakteristik der Anordnung nach Fig. 5;

Fig. 6 schematisch eine zweite Ausführungsform der Erfindung, bei der der Zylinderraum in vier Kammern unterteilt ist, und

Fig. 6a eine graphische Darstellung der Charakteristik der Anordnung nach Fig. 6.

Wie schon erwähnt, kann die Erfindung bei bekannten Gasdruck­ federn angewendet werden, weshalb die Hauptbestandteile einer solchen bekannten Gasdruckfeder für die erfindungsgemäße Gas­ druckfeder übernommen werden können. Die Gasdruckfeder nach Fig. 2 besteht aus einem Zylinder, einem Kolben mit einer By-pass-Öffnung und einer Kolbenstange sowie einer Kolbenstangendichtung und einer Halteanordnung, die die Dichtung in dem Zylinder festhält.

Die Fig. 1 zeigt eine Anwendungsform einer Gasdruckfeder 20 nach der Erfindung, nämlich im Heckbereich eines Kraft­ fahrzeugs 24, bei dem eine Hecktür 22 gelenkig an der Karosserie des Fahrzeugs befestigt ist und von zwei Gas­ druckfedern 20 zu beiden Seiten im geöffneten Zustand ge­ halten werden kann.

Die Gasdruckfeder 20 nach Fig. 2 besteht aus einem Zylinder 32, dessen Länge von dem jeweiligen Anwendungsfall abhängt. In dem Zylinder ist eine Kolbenanordnung 34 gleitend im oberen Abschnitt geführt. Diese Kolbenanordnung teilt diesen Arbeitsraum des Zylinders in zwei Kammern, die mit einem Gas, beispielsweise Luft, Stickstoff oder einem anderen inerten Gas unter Druck gefüllt sind. Die Kolbenanordnung besteht aus einem Kolben 36, dessen Außendurchmesser etwas kleiner ist als der Innendurchmesser des Zylinders 32, einem Kolbenring 38 und der Kolbenstange 40, die mit ihrem einen Ende 42 an dem Kolben 36 befestigt ist, beispielsweise durch Vernietung bei 44. Der Innendruck einer solchen Anordnung beträgt bei Anwendungen auf dem Kraftfahrzeuggebiet im all­ gemeinen etwa 140 bar. Dieser Druck kann je nach Anwendungs­ fall höher oder niedriger sein. Eine Gasdruckfeder, deren Kolbenstange einen Querschnitt von ungefähr 0,64 cm² auf­ weist, bringt eine Kraft von ungefähr 2,5 kp hervor, wenn der Zylinder unter einem Druck von ungefähr 3,5 bar steht, und eine Kraft von ungefähr 100 kp, wenn der Zylinder unter einem Druck von 140 bar steht.

Die Kolbenstange 40 steht aus dem einen Ende 48 des Zylin­ ders 32 hervor. Das andere Ende 50 des Zylinders ist herme­ tisch verschlossen, beispielsweise durch eine aufgeschweißte Scheibe 52. Das aus dem Zylinder herausragende Ende der Kolbenstange 40 ist mit einem Verbindungselement 54 ver­ sehen, ein ähnliches Verbindungselement 56 ist am ver­ schlossenen Ende 50 des Zylinders befestigt. Innerhalb des Zylinders verläuft die Kolbenstange 40 durch eine große O-Ringdichtung 58 und eine Büchse 60, die an der Kolben­ stange 40 und der Zylinderwand anliegt. Das offene Zylinder­ ende 48 ist bei 62 um die Büchse 60 herumgekrimmt. Weiter unten ist die Zylinderwand eingeschnürt. Auf diese Weise wird die O-Ringdichtung 58 an ihrer Stelle festgehalten. Der innere Gasdruck drückt die Dichtung 58 und die Büchse 60 in die Endposition gegen das eingekrimmte Ende des Zylinders 32. Wie Fig. 2 zeigt, ist eine vorbestimmte kleine Menge Öl 64, beispielsweise 3 bis 4 cm³, in den Zylinder 32 auf die Trennwand 70 eingebracht, bevor die Anordnung verschlossen worden ist. Dieses Öl dient der Schmierung des Kolbenringes und der großen O-Ringdichtung 58.

Geeignete Materialien für die verschiedensten Bauelemente sind nahtlos gezogenes Stahlrohr für den Zylinder, Walzstahl für die Endscheibe, gehärteter, verchromter Stahl für die Kolbenstange, Aluminium oder Stahl für die Büchse, ein elastomeres Material für den O-Ring, beispielsweise Gummi oder Plastik, und Aluminium für den Kolben. Es sei betont, daß der Kolben und der Ring sowie die Stangendichtung und die Büchse in anderer bekannter Art und aus anderen Materia­ lien hergestellt werden können, je nach Ausführungsart und Anwendungsgebiet. Der Kolben und sein Ring sind, wie es bei Gasdruckfedern üblich ist, so gestaltet, daß eine begrenzte By-pass-Strömung von Gas von der einen Seite des Kolbens zur anderen Seite stattfinden kann. In den meisten Anwen­ dungsfällen findet eine relativ ungehinderte By-pass- Strömung bei der Einfahr- oder Verdichtungsbewegung statt und eine begrenzte Strömung bei der Ausfahr- oder Auszieh­ bewegung.

Die spezielle Kolbenanordnung 34 und die Stangendichtung sowie die Büchse, die in Fig. 2 dargestellt sind, sind so dimensioniert, daß genügend Freiheit zur Zylinderwand herrscht, daß die vorerwähnten Gasströmungen durch den sich einstellenden ringförmigen Zwischenraum stattfinden können. Der Kolben-O-Ring 38 weist einen Innendurchmesser auf, der ausreichend größer ist als der Kerndurchmesser des Kolbens in der Rille, und er weist mehrere Schlitze 66 auf einer Seite mit einer Tiefe von weniger als einem halben Durchmesser auf, damit By-pass-Öffnungen für eine freie Gestaltung geschaffen werden, die auftritt, wenn der Kolben 36 in die eingefahrene Stellung geschoben wird. Auf der anderen Seite des O-Ringes ist eine einzelne, vor­ zugsweise vorgeformte Rille 68, die als begrenzte Öffnung für eine abgemessene, begrenzte Strömung während der Expansionsbewegung dient, angeordnet.

Das neuartige Konzept einer Temperaturkompensation nach der vorliegende Erfindung verwendet ein temperaturempfindliches Ventil, das den Zylinderraum in zwei Räume unterteilt, in deren einen sich der Kolben bewegt, während der andere Raum, der Hilfsraum 73, eine zusätzliche Gasmenge enthält. In Fig. 2 ist das temperaturempfindliche Ventil in der Trenn­ wand 70 angeordnet, die hier als Büchse ausgebildet ist. Diese Büchse ist an einer vorbestimmten Stelle innerhalb des Zylinders 32 befestigt. Der Zylinder 32 kann hierzu, wenn der Kolbenhub nicht beeinträchtigt werden soll, einen zusätzlichen Längenabschnitt 72 aufweisen, der die Hilfs­ kammer 73 aufnimmt.

Die Trennwand 70 besteht gemäß Fig. 3 aus einer Buchse 74 mit äußeren ringförmigen Rillen 76 und 78, von denen die Rille 76 eine O-Ringdichtung 80 aufnimmt und die Rille 78 dazu bestimmt ist, eine ringförmige Wulst 82 aufzunehmen (siehe Fig. 2), die von außen in die Wand des Zylinders 32 gerollt wird, nachdem die Büchse 74 am vorbestimmtem Platz in Stellung gebracht werden ist, um die Büchse an diesem Platz zu sichern.

Die Büchse 74 weist zwei Enden auf. Das eine Ende 84 ist im wesentlichen flach und steht der den Kolben aufnehmenden Kammer (Kolbenkammer) gegenüber, während das andere Ende von der Kolbenkammer weg gerichtet ist und einen dünnen ringförmigen Flansch 86 aufweist, der eine ringförmige Ver­ tiefung 88 innerhalb einer ringförmigen Stufe 90 umgibt. Durch die Büchse 74 erstreckt sich axial ein Kanal 92, der sich in die eine Endfläche 84 öffnet und durch eine Gegen­ bohrung 94 in die Mitte der Vertiefung 88. In die Gegen­ bohrung 94 ist ein zapfenförmiger Einsatz 96 eingesetzt, der eine enge Bohrung aufweist. Dieser Einsatz 96 weist an seinem in die Vertiefung 88 ragenden Ende einen Flansch 98 auf, an welchem ein kleiner O-Ring 100 in Position ge­ halten wird, der als ein Ventilsitz dient und am Boden der Vertiefung 88 aufliegt. Alternativ kann der Einsatz 96 auch entfallen und es kann der Flansch 96 als integrales Teil der Büchse in der Vertiefung 88 ausgebildet sein.

Eine bimetallische, temperaturempfindliche Scheibe 102 ist innerhalb des ringförmigen dünnen Flansches 86 angeordnet und liegt auf der Stufe 90 auf. Sie hat normalerweise eine konvexe Fläche, die auf der kleinen O-Ringdichtung 100 aufliegt und einen Ventilverschluß bildet. Ein größerer O-Ring 104 im Randbereich der bimetallischen Scheibe 102 hält die Scheibe an ihrem Platz fest und bewirkt zugleich eine Dichtung gegen die nach innen gewendete Lippe 106 des dünnen Flansches 86. Diese Lippe kann man durch Einrollen nach dem Zusammenbau von Einsatz 96, O-Ringdichtung 100, Scheibe 102 und O-Ring 104 ausbilden. In der radial verlaufenden Wand der Vertiefung 88 zwischen der Scheibe 102 und der O-Ringdichtung 100 sind mehrere Löcher 108 (im vorliegenden Fall drei) ausgebildet, die zur Belüftung des von der Scheibe 102 abgeschlossenen Raumes bestimmt sind.

Wenn die Temperatur oberhalb eines vorbestimmten Wertes liegt, dann ist die Scheibe 102 so durchgebogen, daß sie auf dem O-Ring 100 aufliegt und eine Gasströmung aus der Hilfskammer 73 (Fig. 2) in die Kolbenkammer unterbindet. Wenn die Temperatur unter diesen vorbestimmten Wert fällt, dann schnappt die Scheibe 102 in die entgegengesetzte Krümmungsrichtung um und entfernt sich dadurch von der O-Ringdichtung 100, womit durch die vorerwähnten Löcher 108 und die Bohrung 96 eine Strömungsverbindung zwischen den Zylinderräumen hergestellt wird. Das wirksame Volumen der Gasdruckfeder wird daher bei tieferen Temperaturen automatisch vergrößert.

Die vorbeschriebene Konstruktion einer als Büchse ausge­ bildeten Trennwand 70 kann auch als Trennwand in doppelt- oder mehrfachtemperaturkompensierten Gasdruckfedern einge­ setzt werden, wie ein Beispiel in Fig. 6 schematisch dar­ gestellt ist. Weil jedoch eine kleine Ölmenge (siehe Fig. 2) in die Kammer, in der sich der Kolben bewegt, eingebracht ist, und die Gesamtanordnung sich im Betrieb unterschiedlich neigen kann, wie es anschaulich in Fig. 1 gezeigt ist, müssen Vorrichtungen dagegen getroffen werden, daß das Öl in die Bohrung 92 und durch diese hindurch in die benachbarte Hilfskammer 73 eintritt. Ein Dichtungsring 80 verhindert den Durchtritt von Gas und Öl um den äußeren Rand der Büchse 74 und ein kleiner, tubusförmiger vorstehender Stift 110 mit einer axialen Bohrung, der in eine erweiterte Bohrung 112 der Bohrung 92 eingesetzt ist, verhindert, daß das Öl in die Bohrung 92 eintreten kann. Wenn die Gesamtanordnung hin und her geschwenkt wird, läuft das Öl lediglich an den Zylinderwänden entlang, kann jedoch niemals in die Bohrung des Stiftes 110 eintreten.

Wie Fig. 2 zeigt, ist die Trennwand 70 eine Unterbaugruppe, die als solche in einen am einen Ende offenen Zylinder 32, der an seinem anderen Ende 50 von einer Scheibe 52 ver­ schlossen ist, eingesetzt werden kann. An der gewünschten Stelle wird dann die Trennwandanordnung 70 genau in axiale Position gebracht und es wird eine Wulst 82 von außen in die Zylinderwand gerollt, die in die Rille 78 der Büchse 74 eingreift und diese an ihrem Platz in dem Zylinder sichert. Sodann wird der Zylinder unter Druck gesetzt, be­ vor oder nach dem Kolben, Stange und Enddichtung sowie End­ büchse eingesetzt worden sind. Das offene Ende des Zylin­ ders wird dann über die Gesamtanordnung nach innen einge­ krimmt.

Wenn eine Mehrzahl von Hilfskammern ausgebildet werden soll, wie es schematisch in Fig. 6 dargestellt ist, dann werden alle die Trennwandanordnungen 70′, 70′′ und 70′′′ als Unter­ baugruppen an den vorbestimmten Stellen im Zylinder in Position gebracht. Es werden dann die entsprechenden Wülste 82 eingerollt und die Trennwandanordnungen auf die Weise an ihren Plätzen gesichert. Den Abschluß bildet wieder das Ein­ setzen von Kolben, Dichtung und Büchse und das Unterdruck­ setzen sowie Einkrimpen des Zylinderendes. Bei der Anord­ nung mit mehreren Hilfskammern, wie in Fig. 6 dargestellt, braucht nur die erste Trennwandanordnung 70 mit einem durchbohrten Stift 110 ausgerüstet zu sein. Bei den ande­ ren Trennwandanordnungen 70′′ und 70′′′ ist ein solcher Stift überflüssig, da bis dorthin kein Öl gelangen kann. Im übrigen sind die anderen Trennwandanordnungen aber gleichartig ausgeführt, mit der Ausnahme, daß die Bimetall­ scheiben 102′, 102′′, 102′′′ auf unterschiedliche Temperaturen ansprechen, d. h. mit gegen das Ende des Zylinders zu schritt­ weise abnehmenden Temperaturen.

Bei dieser temperaturkompensierten Gasdruckfeder wird das zusätzliche Gasvolumen, das bei tieferen Temperaturen Ein­ satz findet, durch Verlängerung des Zylinders 32 ohne Ver­ längerung des Kolbenhubes bereitgestellt. Wie bei üblichen Gasdruckfedern sind alle übrigen Abmessungen im expandier­ ten oder eingeschobenen Zustand der Kolbenstange, die Druckwerte u. dgl. durch den speziellen Anwendungsfall be­ stimmt. Höhere Gasdrücke und unterschiedliche kinematische Verhältnisse der Installation lassen sich jederzeit Rech­ nung tragen.

Die Fig. 4, 5 und 6 sowie die zugehörigen Diagramma nach den Fig. 4a, 5a und 6a dienen der Erläuterung des Tempe­ raturkompensationseffektes, der mit der Erfindung erzielt werden kann.

Dabei zeigt Fig. 4 schematisch eine übliche Gasdruckfeder mit einem Zylinder 32′, einem Kolben 34′ und einer Kolben­ stange 40′. Das Volumen der Kammer, in welcher sich der Kolben 34′ bewegt, ist mit A bezeichnet. Bei konstanter Temperatur nimmt das Gasvolumen ab und der Druck zu, wenn die Kolbenstange 40′ in den Zylinder eingeschoben wird. Die graphische Darstellung nach Fig. 4a zeigt den allge­ meinen Zusammenhang zwischen Kolbenverschiebung und Kraft an der Kolbenstange. Die erwünschte Kraft in der ausge­ schobenen Stellung des Kolbens ist mit "X" bezeichnet. Die Anordnung ist so dimensioniert, daß die Druck/Volumen- Kurve bei Raum- oder normaler Umgebungstemperatur jene ist, die ausgezogen in Fig. 4a dargestellt ist. Wenn die Tempe­ ratur fällt, beispielsweise auf etwa -35°C, dann nimmt der Gasdruck im Zylinder ab, während das Gasvolumen gleich bleibt. Die Druck/Volumen-Kurve hat dieselbe Steigung wie zuvor, sie ist lediglich nach unten verschoben, so daß der untere Kraftwert unterhalb des gewünschten Wertes "X" liegt. In ausgefahrener Stellung des Kolbens kann dieser daher nicht die erwünschte Kraft "X" an der Kolbenstange hervorrufen, die Anordnung ist demnach beispielsweise nicht in der Lage, die Hecktür eines Kraftfahrzeuges in geöffneter Stellung zu halten.

In Fig. 5 ist eine Anordnung dargestellt, deren linker Be­ reich identisch ist mit jenem nach Fig. 4. Sie besteht aus einem Kolben 34, einer Kolbenstange 40 und einem Zylinder 32 mit dem gleichen Volumen A wie bei der Anordnung nach Fig. 4. Der Zylinder 32 ist jedoch länger ausgebildet, so daß sich an das Volumen A eine Hilfskammer 73 mit einem Zusatzvolumen B anschließt. Diese zwei Kammern sind durch eine von einer Bimetallscheibe 102 verschlossenen Trennwand 70 voneinander getrennt. Die Bimetallscheibe 102 ist so dimensioniert, daß sie sich beispielsweise bei einer Tempe­ ratur von -35°C öffnet. Die Arbeitsrichtung des Kolbens 34 ist die gleiche wie beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 4.

Gleiches gilt für den Kolbenhub. Bei Raum- oder Umgebungs­ temperatur ist die Steigung der Druck/Volumen-Kurve die­ selbe wie in Fig. 4a. Sie ist in Fig. 5a durchgezogen einge­ zeichnet. Man sieht, daß die benötigte Kraft "X" in der ausgefahrenen Stellung der Kolbenstange aufgebracht wird. Die gewünschte Kraft "X" bei -35°C kann bei dieser Aus­ führungsform durch eine Steigerung im Gasvolumen erreicht werden. Wenn man das Gasvolumen der Feder um den Raum B steigert, dann wird die Druck/Volumen-Kurve angehoben und wird zugleich flacher. Wie Fig. 5a zeigt, würde nun bei Raumtemperatur die Anfangskraft den Wert "X" überschreiten (obere Phantomlinie), wenn das Gasvolumen gleich A + B wäre. Das Gasvolumen B wird daher nur dann herangezogen, wenn die Temperatur unter den vorbestimmten Wert von -35°C fällt, woraufhin die Bimetallscheibe 102 in der Trennwand 70 einen Durchlaß schafft und die Druck/Volumen-Kurve von A + B fällt auf die Werte, die in Fig. 5a gestrichelt ein­ gezeichnet sind, so daß in ausgefahrener Stellung der Kolbenstange eine Kraft erzeugt wird, die annähernd dem gewünschten Wert "X" ist. Wenn die Temperatur über den vorbestimmten Wert, bei welchem die Bimetallscheibe 102 anspricht, ansteigt, wird der Durchgang in der Trennwand 70 geschlossen und das Arbeitsvolumen in der Gasdruckfeder vermindert sich auf den Raum A. Wenn die Scheibe 102 die Trennwand 70 rückschlagventilartig schließt, dann kann Gas zwar in die Hilfskammer 73 fließen, jedoch nicht aus dieser heraus. Das Einschieben der Kolbenstange bewirkt demnach, daß Gas durch die Trennwand 70 fließt, wodurch sich die Drücke in den beiden Teilräumen des Zylinders ausgleichen, wenn der Druck in der Kolbenkammer größer sein sollte als in der Hilfskammer. Während des Betriebs der Gasdruckfeder wird die Hilfskammer demnach immer mit Gas unter einem solchen Druck gefüllt, der der höchste Druck ist, der in der Kolbenkammer auftreten kann.

Fig. 6 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausfüh­ rungsform einer temperaturkompensierten Gasdruckfeder, in der der Zylinder vier Kammern aufweist, nämlich die Kolbenkammer und daran anschließende Hilfskammern 73′, 73′′ und 73′′′. Zwischen je zwei benachbarten Kammern be­ findet sich eine Trennwand 70′, 70′′ und 70′′′ mit Bimetall­ scheiben 102′, 102′′ und 102′′′, die als temperaturabhängige Ventile wirken und auf Temperaturen ansprechen, die in Fig. 2 nach rechts gesehen schrittweise abnehmen. Bei­ spielsweise ist die Temperaturabstufung so gewählt, daß die Scheibe 102′ bei etwa +15°C, die Scheibe 102′′ bei etwa -7°C und die Scheibe 102′′′ bei etwa -35°C anspricht. Wenn man mehr als eine Hilfskammer verwendet und jede von einer eigenen Bimetallscheibe gesteuert wird, dann kann man die Ausgangskraft an der Kolbenstange unabhängig von der Tem­ peratur annähernd linear stabilisieren, wie es Fig. 6a zeigt. Diese Figur zeigt die zunehmende Änderung der Steigung der Druck/Volumen-Kurve, weil das wirksame Zylin­ dervolumen progressiv mit der Abnahme der Temperatur ge­ steigert wird. Es ergibt sich dadurch eine relativ konstante Kraft im ausgefahrenen Zustand der Kolbenstange über einen weiten Temperaturbereich.

Wenn es notwendig ist, allzu lange Dimensionen der Gasdruck­ feder zu vermeiden, kann man eine oder mehrere der Hilfs­ kammern und Steuerventile in einem parallelen Zylinder oder einer Hilfskammer anordnen, deren eines Ende in gasleiten­ der Verbindung mit der Zylinderkammer des auf konventionelle Weise am Ende verschlossenen Gasdruckzylinders, der den Kolben enthält, steht.

Claims (11)

1. Temperaturkompensierte Gasdruckfeder, bestehend aus einem gasgefüllten Zylinder, einem darin beweglichen Kolben mit daran befestigter, aus dem Zylinder herausragender Kolben­ stange und einer die Kolbenstange am einen Zylinderende abdichtenden Dichtungsanordnung, wobei im Zylinderraum zwischen dem Kolben und dem anderen, geschlossenen Zylinderende wenigstens eine feste Trennwand gasdicht an der Zylinderwand angeordnet ist, die den Zylinderraum in einen volumenveränderlichen, den Kolben aufnehmenden Raum und wenigstens einen Hilfsraum aufteilt, und wobei die Trennwand ein Ventil aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil ein temperaturempfindliches Ventil (102) ist, das eine im wesentlichen ungehinderte Gasströmung aus dem Kolbenraum in den Hilfsraum (73) gestattet und eine Rück­ strömung nur zuläßt, wenn die Temperatur unter einen vor­ gegebenen Wert fällt.

2. Gasdruckfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei Trennwände (70′, 70′′) im Abstand zueinan­ der angeordnet sind, die zwei hintereinanderliegende Hilfskammern (73′, 73′′) gegeneinander und gegen den Kolbenraum abgrenzen, und daß das Ventil (102′) in der an den Kolbenraum angrenzenden Trennwand (70′) bei einer höheren Temperatur anspricht als das Ventil (70′′) in der diese Hilfskammer (73′) gegen die angrenzende Hilfskammer (73′′) abteilenden Trennwand (70′′).

3. Gasdruckfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von Trennwänden (70′, 70′′, 70′′′) im Abstand hintereinander angeordnet sind, die mehrere Hilfskammern (73′, 73′′, 73′′′) gegeneinander und gegen den Kolbenraum abgrenzen, und daß die in den Trennwänden (70′, 70′′, 70′′′) angeordneten Ventile (102′, 102′′, 102′′′) bei derart ge­ staffelt gewählten Temperaturen ansprechen, daß das dem Kolbenraum zunächstliegende Ventil (102′) bei der höchsten, das fernstliegende Ventil (102′′′) bei der niedrigsten Temperatur anspricht.

4. Gasdruckfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens das Ventil (102; 102′) in der an den Kolbenraum angrenzenden Trennwand (70, 70′) bei einer höheren als der normalen Umgebungstemperatur an­ spricht.

5. Gasdruckfeder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens das Ventil (102′′′) in der dem Kolbenraum fernstliegenden Trennwand (70′′′) bei einer tieferen als der normalen Umgebungstemperatur anspricht.

6. Gasdruckfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturen, auf die die Ventile (102′, 102′′, 102′′′) ansprechen, mit abnehmendem Abstand vom Kolbenraum progressiv höher sind als die normale Um­ gebungstemperatur.

7. Gasdruckfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine kleine Menge Öl (64) in den Kolbenraum eingefüllt ist und daß die an diesen angren­ zende Trennwand (70) mit einer Einrichtung (110) zum Ver­ hindern eines Eintritts des Öls in die dahinterliegende Hilfskammer (73) versehen ist.

8. Gasdruckfeder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jede Trennwand (70) aus einer Büchse (74) besteht, die fest und gasdicht mit der Zylinderwand verbunden ist und einen Strömungskanal (92) sowie ein diesem zugeordnetes, temperaturabhängiges Ventil (102) aufweist, das von der Büchse (74) gehalten ist.

9. Gasdruckfeder nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungskanal (92) eine Bohrung ist.

10. Gasdruckfeder nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil aus einer Bimetallscheibe (102) und einem O-Ring (100) besteht, der das Ende des Strömungskanals (92) auf der dem geschlossenen Ende (50) des Zylinders (32) zugewandten Seite umgibt, und daß die Scheibe (102) und der O-Ring (100) in gegenseitiger Zuordnung von der Büchse (74) gehalten sind.

11. Gasdruckfeder nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Einrichtung zum Verhindern des Öldurch­ tritts ein axial durchbohrter Stift (110) ist, der auf der dem Kolben (34) zugewandten Seite in den Strömungs­ kanal (92) eingesetzt ist und sich in den Kolbenraum erstreckt.