DE3134536A1

DE3134536A1 - Gasfeder

Info

Publication number: DE3134536A1
Application number: DE19813134536
Authority: DE
Inventors: Hisao Yokohama Ichinose
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1980-09-11
Filing date: 1981-09-01
Publication date: 1982-04-08
Also published as: JPS5753139U; FR2489913A1; US4433759A; GB2087510A

Description

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Patentanwalt Dr.-Ing. R. Liesegang

zugelassen beim Europäischen Patentamt — admitted to the European Patent Office — Mandstaire agräe aupres 1' Office European des Brevets

Gasfeder

Die Erfindung betrifft allgemein eine Gasfeder und insbesondere eine Gasfeder zur Anwendung bei-einer Fahrzeug-Hecktür zum Offenhalten der Hecktür, sofern nicht eine äußere Kraft zum Schließen

der Hecktür ausgeübt wird.
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Um eine Hecktür gegen das Türgewicht offenzuhalten, wurde eine teleskopisch bewegliche Gasfeder vorgeschlagen, die im wesentlichen einen schwenkbar an der Fahrzeugkarosserie angelenkten Zylinderkörper, einen dichtenden und gleitbar im Zylinderkörper angeordneten Frei kolben zum Unterteilen des Zylinderinnenraums in eine Gaskammer und in eine Flüssigkeitskammer, einen gleitend in der Flussigkeitskammer angeordneten Hauptkolben zum Unterteilen in der Flüssigkeitskammer in einen ersten und in einen zweiten Kammerabschnitt, wobei diese beiden Abschnitte untereinander durch eine im Hauptkolben ausgebildete öffnung verbunden sind, sowie eine mit ihrem einen Ende am Hauptkolben befestigte und axial aus dem Zylinderkörper herausragende Kolbenstange umfaßt, deren äußeres Ende an der Tür befestigt ist. Wenn die Hecktür mittels Handbetätigung geöffnet wird und die Öffnungsbewegung ein vorbestimmtes Maß überschreitet, wird die Hecktür zu einem automatischen öffnen entgegen ihrem Eigengewicht veranlaßt, und behält ihre volle Offenstenung selbständig bei. Dies wird durch eine Abstoß- bzw. Reaktionskraft erreicht, welche in der Gaskammer gespeichert wird, wenn das Gas beim Schließen der Tür zusammengedrückt ward. In kalter Jahreszeit, z. B.

im Winter, kann eine Schwierigkeit dadurch entstehen, daß sich das

Gasvolumen in der Gaskammer beträchtlich im Vergleich zu anderen Jahreszeiten verringert, wodurch die Reaktionskraft abgesenkt wird, so daß der gewünschte Betrieb der Gasfeder nicht gewährleistet ist. In der Tat kommt es manchmal vor, daß sich die Tür unter der Wirkung ihres Eigengewichtes nach dem manuellen Offnen in vollständig geöffneter Position selbsttätig schließt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Gasfeder insbesondere für die Anwendung bei einer Fahrzeughecktür zu schaffen, mit welcher sich der beschriebene Nachteil vermeiden läßt.

Erfindungsgemäß sind zur Lösung dieser Aufgabe bei einer Gasfeder mit einem Zylinder, einem axial gleitend darin aufgenommen Kolben, der den Innenraum des Zylinders in eine erste undieine zweite Kammer unterteilt, und einer'Kolbenstange, die mit ihren einen Ende am Kolben befestigt ist und von dort durch die zweite Kammer hindurch axial aus dem Zylinder herausragt, erste Mittel zum Schaffen einer Strömungsverbindung zwischen der ersten und der zweiten Kammer nur dann, wenn sich der Kolben in Richtung auf eine Verengung der zweiten Kammer bewegt, zweite Mittel zum Schaffen einer Strömungsverbindung zwischen der ersten und der zweiten Kammer nur dann, wenn die Kolbenstange in einer vorgegebenen Richtung -gegen den Kolben von einer Kraft beaufschlagt wird, die größer als ein vorgegebener Wert ist, und dritte Mittel zum Schaffen einer Strömungsverbindung zwischen der ersten und der zweiten Kammer nur dann, wenn der Kolben sich in einem vorbestimmten Bereich im Zylinder befindet, vorgesehen.

Die Erfindung ist im folgenden anhand von Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel mit weiteren Einzelheiten näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Heckansicht eines Kraftfahrzeugs mit einer Hecktür, bei der Gasfedern gemäß der Erfindung angewendet sind;

Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine Gasfeder gemäß der Erfindung;

Fig. 3 eine Explosionsansicht wesentlicher Teile der Gasfeder nach der Erfindung und

Fig. 4A, 4B, 4C und 4D im Maßstab vergrößerte Teil schnitte durch die Gasfeder nach der Erfindung in verschiedenen Arbeits-■ Stellungen.
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In Fig. 1'istdie Rückansicht eines Kraftfahrzeuges M mit einer Hecktür D dargestellt,die an die Fahrzeugkarosserie angelenkt ist. An dem Fahrzeug M sind zwei gemäß der Erfindung ausgestaltete . Gasfedern 10 angeordnet.
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In Figur 2 ist die Gasfeder im einzelnen dargestellt. Die Gasfeder 10 umfaßt einen Zylinderkörper 12 mit einer darin ausgebildeten zylindrischen Kammer 14. Ein offenes Ende des Zylinderkörpers 12 ist mit einem Kappenteil 16 verschlossen, an dem ein Verbindungsstück 18 befestigt ist. Das Verbindungsstück 18 ist schwenkbar mit · seinem Gegenstück (nicht gezeigt) verbünden,das an der Fahrzeugkarosserie befestigt ist, um eine Schwenkbewegung der Gasfeder 10 relativ zur Fahrzeugkarosserrie zu ermöglichen.In .der zylindrischen Kammer 14 ist axial gleitend und abdichtend ein Freikolben 20 aufgenommen,weleher dteKanmer14 in eine Gaskammer 22 und eine Flüssigkeitskammer 24 unterteilt. In der Gaskammer 22 ist ein hochkomprimiertes · Gas, wie ein Stickstoffgas, enthalten, während in der Flüssigkeitskammer 24 eine Arbeitsflüssigkeit enthalten ist. Am Freikolben 20 ist ein 0-Ring 26 angeordnet, um eine Isolation zwischen den beiden Kammern 22 und 24 zu gewährleisten. Ein Hauptkolben 28 ist axial gleitend in der Flüssigkeitskammer 24 aufgenommen, um diese in erste und zweite Kammerabschnitte 24a und 24b zu unterteilen. Der Zylinderkörper 12 ist in einem Bereich, welcher den ersten Flüssigkeitskammerabschnitt 24a bildet, geringfügig zur Bildung einer axialen Nut 24c erweitert,

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welche zum Kammerabschnitt 24a hin offen ist. Der Hauptkolben 28 ist mit ersten öffnungen 30 versehen, welche eine Strömungsverbindung zwischen den Kammerabschnitten 24a und 24b herstellen können. Wie sich aus der folgenden Beschreibung ergibt, sind die ersten Offnungen 30 mittels eines O-Ringes 32 absperrbar.

Wie deutlich in Figur 3 gezeigt ist₅ ist der Hauptkolben 28 mit axialen ersten und zweiten Bundabschnitten 34 und 36 versehen, zwischen denen ein Durchlaßabschnitt 38 ausgebildet ist. Der erste Bundabschnitt 34 hat mehrere im gleichen Abstand angeordnete öffnungen 34a, welche den ersten FlUssigkeitskammerabschnitt 24a (Figur 2) mit dem Durchlaßabschnitt 38 verbinden, und der zweite Bundabschnitt ist mit mehreren axialen Nuten 36a versehen, welche den Durchlaßabschnitt 38 mit dem zweiten Flüssigkeitskammerabschnitt 24b (Figur 2) verbinden. Es ist somit ersichtlich, daß die öffnungen 34a, der Durchlaßabschnitt 38 und die Nuten 36a die ersten Öffnungsmittel '30 bildet. Der O-Ring 32 ist lose im Durchlaßabschnitt 38 gehalten, kann jedoch die Nuten 36a absperren, wenn er in Kontakt mit dem zweiten Bundabschnitt 36 gebracht wird.

Der Hauptkolben 28 ist mit einem keil verzahnten, zentralen Durchgangsloch 40 versehen, in welchem der ebenfalls keil verzahnte Abschnitt 42a einer,Kolbenstange 42 axial beweglich aufgenommen ist. Wie aus Figur 2 erkennbar ist, erstreckt sich die Kolbenstange 42 axial aus dem Zylinderkörper 12 heraus und endet an einer Befestigungsstelle für ein Verbindungsstück 41. Das Verbindungsstück 41 ist mit seinem Gegenstück (nicht gezeigt), das an der Hecktür D befestigt ist, schwenkbar verbunden, um eine Schwenkbewegung der Gasfeder relativ zur Hecktür D zu ermöglichen. Die Keil Verzahnungsverbindung zwischen dem Durchgangsloch 40 des Hauptkolbens 28 und dem keil verzahnten Abschnitt 42a der Kolbenstange 42 ist mit einem solchen Spiel gestaltet, daß zweite Öffnungsmittel 44 geschaffen sind, welche eine Strömungsverbindung zwischen den beiden Flüssigkeitskammerabschnitten 24a und 24b ermöglicht. Wie in der weiteren Beschreibung verdeutlicht

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ist, sind die zweiten Öffnungsmittel 44 auch absperrbar, und zwar mittels eines Ringventilgliedes 46. Der Basisabschnitt 42a der Kolbenstange 42 ist an seinem axial äußersten Ende mit einem Gewindebolzenabschnitt 42b versehen, der einen Vorsprung in den ersten Flüssigkeitskammerabschnitt 24a dann bildet, wenn der Basisabschnitt 42a der Kolbenstange korrekt in dem kei1 verzahnten Durchgangsloch 40 des Hauptkolbens 28 gehalten ist.

Gemäß Figur 2 ist eine Mutter 48 auf dem Bolzenabschnitt 42b aufgeschraubt, um das Ringventil glied 46 zwischen der Mutter 48 und dem Hauptkolben 28 zu halten. In einem Bereich im zweiten Flüssigkejtskammerabschnitt 24b ist ein ringförmiger Federteller 50 auf der Kolbenstange 42 montiert. Zwischen dem Federteller 50 und dem Hauptkolben 28 ist eine Schraubenfeder 52 unter Druckvorspannung gehalten, um den Kolben 28 gegen die Mutter 48 vorzuspannen^ d. h. in eine Richtung, in welcher das Ringventilglied 46 seine Schließstellung einnimmt.

Im anderen offenen Ende des Zylinderkörpers sind stationär ein Anschlagglied 54 für-den Federteller 50, ein Dichtglied 46 zum Abdichten des zweiten Flüssigkeitskammerabschnittes 24b und eine FührungshUlse 58 für die Kolbenstange 42-gehalten, wie dies am besten Figur 2 zeigt.

Der Betrieb der Gasfeder 10 wird im folgenden anhand der Zeichnungen, insbesondere der Figuren 4A bis 4D, beschrieben. Zum leichten Verständnis der Funktionen wird der Betrieb in Verbindung mit der Bewegung der Hecktür D beschrieben, an welcher die Gasfeder 10 angelenkt ist.

Wenn die Hecktür D beim öffnen in eine nahezu voll geöffnete Position kommt, nimmt die Gasfeder eine Position gemäß Figur 4A ein. Wie daraus ersichtlich bewegt sich bei einem weiteren öffnen der Hecktür D in ihre voll geöffnete Position die Kolbenstange 42 zusammen mit dem Hauptkolben 28 nach rechts. Während dieser

nach rechts (bzw. im praktischen Betrieb aufwärts) gerichteten Bewegung des Kolbens 28 gibt der O-Ring 32 die ersten üffnungsmittel 30 frei,so daß Arbeitsflussigkeit ausdem zweiten Flüssigkeitskammerabschnitt 24b in den ersten Flüssigkeitskammerabschnitt 24a strömen kann, wie durch Pfeile angedeutet ist. Während dieser Bewegung ist das Ringventil glied 46 der zweiten üffnungsmittel unter der Wirkung der von der Feder 52 ausgeübten Vorspannkraft und des Flüssigkeitsdruckes in dem zweiten Kammerabschnitt 24b geschlossen gehalten. Somit wird in der Endstufe der üffnungsbewegung der Hecktür D diese gezwungen, sich langsam zu bewegen.

Wenn die Hecktür D in ihre voll geöffnete Position geschwenkt worden ist, beginnt sie eine Schließbewegung aufgrund ihres Eigengewi chts-In dieser Anfangsstufe der Schließbewegung der Hecktür D befindet sich die Gasfeder in einem Zustand gemäß Figur 4B. Wie aus dieser Figur ersichtlich ist, bewegt sich bei sich zu schließen beginnenderHecktür D die Kolbenstange 42 geringfügig in Richtung nach links,wodurch auch eine geringfüge Bewegung nach links des Hauptkolbens 28 unter der Wirkung der Feder 52 hervorgerufen wird; Unter diesen Bedingungen kommt der O-Ring 32 in Kontakt mit dem zweiten Bundabschnitt 36 des Hauptkolbens28, wodurch die ersten üffnungsmittel 30 gesperrt werden. Ferner hält unter diesen Bedingungen das Ringventil glied 46 seine Schließstellung unter der Wirkung der Feder 52 und derjenigen des Flüssigkeitsdruckes im zweiten Flüssigkeitskammerabschmtt 24b bei. Auf diese Weise werden die beiden Flüssigkeitskammerabschnitte 24a und 24b voneinander isoliert. Wenn keine Strömung zwischen diesen beiden Kammerabschnitten stattfindet, wird die Bewegung des Hauptkolbens 28 nach links (bzw. in der praktischen Anwendung nach unten) und damit auch diejenige der Kolbenstange 42 gestoppt, welche durch das Gewicht der Hecktür D veranlaßt ist. Somit wird die Tür im wesentlichen in voll geöffneter Lage gehalten. Es ist nun darauf hinzuweisen, daß das Offenhalten der Hecktür D in ihrer voll geöffneten Position unabhängig von den Bedingungen in der Gaskammer 22 gewährleistet

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ist. Somit kann oben beschriebene Schwierigkeit, die sich bei der konventionellen Gasfeder ergab , nicht auftreten.

Wenn zum Schließen der Hecktür D eine äußere Kraft auf die Hecktür D aufgebracht wird, die größer als ein vorbestimmter Wert ist, beginnt die Schließbewegung. Hierbei finclet gemäß Figur 4C eine Linksbewegung der Kolbenstange 42 relativ zum Hauptkolben 48 statt, um die zweiten Öffnungsmittel 44 zu öffnen. Somit bewegen sich während der Schließbewegung der Hecktür D die Kolbenstange 42 und damit auch der Kolben 28 nach links und erlauben der Arbeitsflüssigkeit ein überströmen aus dem ersten Flüssigkeitskammerabschnitt 24a in den zweiten Flüssigkeitskammerabschnitt 24b, wie durch Pfeile angedeutet ist. Dies ermöglicht ein sanftes Schließen der Hecktür D.

■ -·* Wenn die Hecktür D in eine nahezu geschlossene Position kommt, zeigt die Gasfeder 10 einen in Figur 4D dargestellten Zustand. In diesem Zustand gelangt der Hauptkolben 28 in den Bereich, _; in welchem die axiale Nut 24c vorgesehen ist. Aufgrund der nun von der.Nut 24c hergestellten Verbindung zwischen den beiden Flüssigkeitskammerabschnitten 24a und 24b wird der Hauptkolben nach links verschoben und in Kontakt mit dem Ringventilglied 46 gebracht, um das Durchgangsloch 44 unter der Wirkung der Feder 52zu sparen. Während der Endstufe der Schließbewegung der Hecktür D bewegt sich also der Hauptkolben 28 zusammen mit der Kolbenstange 42 nach links und veranlaßt die Arbeitsflüssigkeit dazu, aus dem ersten Flüssigkeitskammerabschnitt 24a in den zweiten Flüssigkeitskammerabschnitt 24b-zu strömen, wie durch Pfeile angedeutet ist. Die Endstufe der Schließbewegung der Hecktür D kann schneller vonstatten gehen, wenn de Nut 24c mit einem größeren. Querschnitt ausgebildet wird.

Da die Gasfeder 10 wie oben beschrieben so ausgebildet ist, daß sie einenin Figur 4B gezeichneten Zustand annimmt, bei welchem

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die FTüssigkeitskammerabschnitte 24a und 24b durch den Hauptkolben 28 voneinander isoliert sind, kann die Hecktür D ihre volle Offenste!!ung unabhängig vom Zustand der Gaskammer 22 beibehalten. Somit kann die eingangs beschriebene Schwierigkeit bei konventionellen Gasfedern, die aus einem Druckabfall in der Gaskammer bei kalter Jahreszeit resultiert,nicht auftreten.

Obgleich,die Gasfeder anhand einer Konstruktion mit Freikolben 20 beschrieben ist, welcher die Gaskammer 22 und die Flüssigkeitskammer 24 getrennt hält, ist es auch möglich, den gesamten Zylinder 12 mit einem komprimmierten Gas zu füllen, ohne daß ein solcher Freikolben verwendet ist. In einer solchen Konstruktion wird eine ähnliche Funktion wie oben beschrieben erreicht, wie für den Fachmann leicht verständlich ist.

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Leerseite

Claims

-D-80CM? München 80 Sckellstrasse Telefon (089) 4482496 Telex 5215935 Telegramme patemus münchen Postacheck München 39418-802 Reuschelbank München 2603007 Patentanwalt Dr.-lng. R. Liesegang zugelassen beim Europäischen Patentamt — admitted to the European Patent Office — Mandataire agree aupres Γ Office Europeen des Brevets NISSAN MOTOR CO. LTD. Yokohama City, Japan P 098 52 Gasfeder Patentansprüche

1. Gasfeder mit einem Zylinder (12), einem axial gleitend darin aufgenommenen Kolben (28), der den Innenraum des Zylinders in eine erste und eine zweite Kammer (24a,24b) unterteilt, und einer Kolbenstange (42), die mit ihren einen Ende am Kolben befestigt ist und von dort durch die zweite Kammer (24b) hindurch axial aus dem Zylinder herausragt, g ekennzeich.net durch erste Mittel (30,32) zum Schaffen einer Strömungsverbindung (30) zwischen der ersten und der zweiten Kammer nur dann, wenn sich der Kolben (28) in Richtung auf eine Verengung der zweiten Kammer (24b) bewegt, zweite Mittel (44,46,48,50,52) zum Schaffen einer Strömungsverbindung (44) zwischen der ersten und der zweiten Kammer nur dann, wenn die Kolbenstange (42) in einer vorgegebenen Richtung gegen den Kolben von einer Kraft beaufschlagt ist, die größer als ein vorgegebener Wert ist, und dritte Mittel (24c) zum Schaffen einer Strömungsverbindung zwischen der ersten und der zweiten Kammer nur dann, wenn der Kolben sich in einem vorbestimmten Bereich im Zylinder befindet.

2. Gasfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzei chnet, daß die ersten Mittel mehrere im Kolben (28) ausgebildete Kanäle

(34a,36a,38) zur Strömungsverbindung der beiden Kammern und ein Ventil glied (32) umfassen, welches die genannten Kanäle nur dann absperrt, wenn sich der Kolben in Richtung auf eine Verengung der ersten Kammer hin bewegt. 5

3. Gasfeder nach Anspruch 2, dadurch gekennzei chnet, daß jeder Kanal mindestens eine Öffnung (34a) in einem ersten Bundabschnitt (34) des Kolbens, mindestens eine sich axial erstreckende Nut (36a) in einem zweiten Bundabschnitt (36) des Kolbens und einen Durchlaßabschnitt (38) zwischen den beiden Bundabschnitten aufweist, und daß das Ventil glied von einem lose in dem Durchlaßabschnitt gehaltenen O-Ring gebildet ist, welcher die Nut (36a) absperren kann, sobald er in Kontakt mit dem zweiten Bundabschnitt gebracht wird.

4. Gasfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Mittel ein axiales Durchgangsloch (40) in dem Kolben (28) umfassen, welches die Kolbenstange (40) mit einem solchen Freiraum umgibt, daß nicht nur ein Spiel sondern auch eine relative Verschiebung zwischen dem Kolben und der Kolbenstange ermöglicht ist, wobei das Ende der Kolbenstange (42) in die erste Kammer (24a) durch das Durchgangsloch mit einem Vorsprung (42b) hineinragt und ein Anschlag (48) an dem Vorsprung vorgesehen ist, um die Verschiebung der Kolbenstange relativ zum Kolben in Richtung entgegengesetzt zu der vorgegebenen Richtung zu begrenzen, und wobei ein Ventil glied (46) zwischen dem Anschlag (48) und dem Kolben (28) vorgesehen und so dimensioniert ist, daß es das Durchgangsloch im Kolben absperren kann, und daß Mittel (50,52) zum Vorspannen der KoTbenstange relativ zum Kolben in Richtung entgegengesetzt zu der vorgegebenen Richtung vorgesehen sind, um das Ventil glied in Richtung zum Absperren des Durchgangslochs (44) gegen den Kolben vorzuspannen.

5. Gasfeder nach Anspruch 4, dadurch gekennzei chnet, daß das Ventilglied ein Ringventilglied (46) ist, das auf dem Vorsprung (42b) der Kolbenstange (42) sitzt.

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6. Gasfeder nach Anspruch 5, dadurch gekennzei chnet, daß die Vorspannmittel einen Federteller (50), der an der Kolbenstange in einen Bereich in der zweiten Kammer befestigt ist, und eine Feder (52) umfassen, die zwischen den Federteller und dem Kolben unter Druckvorspannung aufgenommen ist.

7. Gasfeder nach Anspruch 6, dadurch gekennzei chnet, daß sowohl das Durchgangsloch im Kolben als auch der Vorsprung an der Kolbenstange mit Keilnuten zur Schaffung einer Keilverbindung zwischen Kolben und Kolbenstange versehen sind.

8. Gasfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzei c h η e t, daß die dritten Mittel von einer axialen Nut (24c) in der Innenwand des Zylinders gebildet sind.

9. Gasfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzei chnet, daß das Innere der ersten und zweiten Kammern mit einer Arbeitsflüssigkeit gefüllt ist, und daß eine ausdehnbare Gaskammer (22), welche mit einem unterdruck befindlichen Gas gefüllt ist, in den Zylinder unmittelbar benachbart der ersten Kammer angeordnet ist.

10. Gasfeder nach Anspruch 9, dadurch gekennzei chnet, daß ein Freikolben (20) im Zylinder zwischen der Gaskammer und der ersten Kammer axial beweglich abdichtend angeordnet ist.

11. Gasfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzei chnet, daß das Innere des Zylinders mit einem Druckgas gefüllt ist.