DE3342404C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Gasfeder gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Eine derartige Gasfeder ist durch die DE-OS 26 59 488 bekannt, wobei die Vorrichtung zur Einschubkrafterhöhung durch einen zwei­ ten Kolben gebildet ist, der einen kleineren Durchmesser aufweist und in einen im Durchmesser angepaßten Zylinderabschnitt ein­ fährt. Dieser zweite Kolben weist ein bei der Ausfahrbewegung der Kolbenstange öffnendes erstes Ventil und ein bei der Einfahrbewe­ gung öffnendes zweites, druckabhängig wirkendes Ventil auf. Diese Vorrichtung zur Einschubkrafterhöhung ist im Aufbau relativ kom­ pliziert und teuer, da ein zusätzlicher Kolben mit Kolbenventilen vorgesehen werden muß. Außerdem ist die Anordnung des druckabhän­ gigen Ventiles von Nachteil, denn ein solches Ventil ist wegen der geforderten gleichbleibenden Ventilvorspannung sehr aufwendig.

In diesem Zusammenhang ist die US 42 21 367 zu nennen, die auf den ersten Blick große Ähnlichkeit mit der bereits genannten DE-OS 26 59 488 besitzt. Es wird eine Gasfeder gezeigt, die einen Durchlaßquerschnitt innerhalb der Kolbenstange besitzt und einen gegenüber einem Arbeitsraum getrennten Ringraum, wobei der Ringraum und der Arbeitsraum über eine Drosselboh­ rung miteinander verbunden sind. Ein am Kolben in Ausfahrrich­ tung schließendes Durchlaßventil verhindert ein Durchströmen des Kolbens. Bei der Ausfahrbewegung strömt das Dämpfmedium im ersten Abschnitt des Kolbenstangenhubes nur über den Durchlaß­ querschnitt. Erst bei fast ausgefahrener Kolbenstange taucht eine Öffnung des Durchlaßquerschnittes in den Ringraum. In dieser Position wird das Drosselventil zwischen Ringraum und Arbeitsraum zugeschaltet, wodurch sich die Dämpfkraft weiter erhöht. Eine Einschubkrafterhöhung findet bei dieser Gasfeder jedoch nicht statt, weil das Durchlaßventil am Kolben in Ein­ fahrrichtung sofort öffnet und ein Durchströmen des Dämpfme­ diums erlaubt.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Gasfeder mit Einschubkrafterhöhung im Bereich der ausgefahrenen Kolbenstangen­ stellung zu schaffen, die die Nachteile der bekannten Konstruk­ tion vermeidet, einfach im Aufbau ist, eine hohe Betriebssicher­ heit aufweist und eine kostengünstige Herstellung und Montage er­ möglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Durch die Anordnung des Ringrau­ mes und des den Kolben überbrückenden und in der Kolbenstange vorgesehenen, ständig geöffneten Querschnittes ist es möglich, den zylinderbodenseitigen Arbeitsraum auf sehr einfache Weise ab einem vorbestimmten Ausfahrweg der Kolbenstange abdichtend zum kolbenstangenseitigen Arbeitsraum zu trennen, da in dieser Kol­ benstangenstellung und bei Einfahrbewegung das Kolbenventil ge­ schlossen ist. Solange sich die Querbohrung im Ringraum befindet, wird eine Einschubkrafterhöhung erzielt, so daß die Gasfeder selbst sehr einfach im Aufbau ist, ohne ein zusätzliches, druckbe­ lastetes Ventil arbeitet und zudem bei hoher Betriebssicherheit eine sehr kostengünstige Herstellung und Montage aufweist.

Die in den Unteransprüchen aufgeführten Merkmale beziehen sich auf besonders vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Gasfeder. So ist in Anspruch 2 eine sehr einfache Anordnung für die Ringraumdichtung aufgezeigt, während die Merkmale von An­ spruch 3 zu einer exakten Bildung der axialen Länge des Ringrau­ mes führen und außerdem eine einwandfreie Abdichtung der Distanz­ hülse gegenüber der Kolbenstangendichtung gewährleisten. Entspre­ chend Anspruch 4 wird eine weitere Montagevereinfachung der Gas­ feder geschaffen.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ergibt sich entsprechend den Merkmalen von Anspruch 5. Durch den Ansatz mit größerem Durchmesser auf der Kolbenstange ist es einerseits möglich, daß die Ringraumdichtung nur in nahezu ausgefahrener Stellung der Kolbenstange auf dem Ansatz anliegt und andererseits durch geeignete Wahl des Durchmessers dieses Ansatzes und damit der Trennwand das Restvolumen des kolbenstangenseitigen Arbeits­ raumes in nahezu ausgefahrener Kolbenstangenstellung weitgehend variiert werden kann.

An Hand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen wird nachfolgend die Erfindung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine Gasfeder im Längsschnitt;

Fig. 2 eine Gasfeder im Längsschnitt, wobei die Kolbenstange am kolbenseitigen Ende mit einem Ansatz versehen ist, und

Fig. 3 ein Kraft-Weg-Diagramm für eine derartige, mit Einschub­ krafterhöhung versehene Gasfeder.

Derartige Gasfedern sind als Bedienungserleichterung bei Kraft­ fahrzeug-Heckklappen, Motorhauben oder sonstigen um eine waage­ rechte Achse schwenkbaren Türen oder Klappen vorgesehen. Dabei wird ein Teil des Gewichtes dieser Klappen durch die Gasfeder kompensiert, so daß beim Öffnen der Klappe von der Bedienungsper­ son nur eine geringe Kraft in Öffnungsrichtung auf die Klappe ausgeübt werden muß. Außerdem muß die Gasfeder so ausgebildet sein, daß die Klappe in geöffneter Stellung gehalten wird.

Die Gasfeder entsprechend den Fig. 1 und 2 besteht aus einem Zylinder 1, welcher auf der einen Seite durch den Zylinderboden 2 verschlossen ist. Am anderen Ende des Zylinders 1 ist zur Führung und Abdichtung einer Kolbenstange 3 eine Kolbenstangenführung 11 und eine Kolbenstangendichtung 12 vorgesehen. Zur Anordnung der Gasfeder beispielsweise zwischen einer Fahrzeugklappe und der Fahrzeugkarosserie ist der Zylinderboden mit einem nicht einge­ zeichneten Gelenkauge und das aus dem Zylinder 1 ragende Kolben­ stangenende ebenfalls mit einem nicht eingezeichneten Gelenkauge versehen. Das in den Zylinderinnenraum ragende Ende der Kolben­ stange 3 ist fest mit einem Kolben 4 verbunden, der zusammen mit einer mit Durchlaßquerschnitten versehenen Kolbenscheibe 5 eine Kolbennut bildet, in welcher ein Kolbenring 6 axial beweglich an­ geordnet ist. Ein ständig geöffneter Durchlaßquerschnitt zwischen dem vom Kolben 4 getrennten, zylinderbodenseitigen Arbeitsraum 9 und dem kolbenstangenseitigen Arbeitsraum 10 wird durch eine in der Kolbenstange 3 befindliche Längsbohrung 7 und eine in diese Längsbohrung 7 mündende Querbohrung 8 gebildet. Zwischen der Kol­ benstangendichtung 12 und dem kolbenstangenseitigen Arbeitsraum 10 ist eine Trennwand 14 vorgesehen, welche in einer Aussparung 16 eine Ringraumdichtung 15 aufnimmt. Mittels einer Abdeckscheibe 17 wird die Ringraumdichtung 15 in der Aussparung 16 gehalten. Durch eine einstückig mit der Trennwand 14 ausgebildete Distanz­ hülse 18 wird die axiale Länge des Ringraumes 13 festgelegt, wo­ bei die Distanzhülse 18 mit ihrer Stirnfläche gegen die Kolben­ stangendichtung 12 gedrückt ist und durch mehrere Einkerbungen oder eine umlaufende Sicke 19 im Zylinder 1 in dieser Lage gehal­ ten wird.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 liegt die Ringraumdichtung 15 ständig auf der Oberfläche der Kolbenstange 3 an, während in Fig. 2 die Kolbenstange 3 an ihrem kolbenseitigen Ende einen Ansatz 20 mit größerem Durchmesser aufweist und die Trennwand 14 mit der Ringraumdichtung 15 diesem Durchmesser angepaßt ist.

Da die Funktion einer Gasfeder hinreichend bekannt ist, wird bei der nachfolgenden Funktionsbeschreibung im wesentlichen auf die Vorrichtung zur Einschubkrafterhöhung eingegangen. Zum Öffnen der Klappe muß durch die Bedienungsperson eine geringe Kraft in Öff­ nungsrichtung ausgeübt werden, da nicht das gesamte Klappenge­ wicht durch die Gasfeder kompensiert wird. Ab einem vorbestimmten Ausfahrweg der Kolbenstange 3 aus dem Zylinder 1 überfährt die Querbohrung 8 die Ringraumdichtung 15 und mündet somit in den Ringraum 13. Über die in der Kolbenscheibe 5 befindlichen Durch­ laßquerschnitte strömt bei weiterem Ausschieben der Kolbenstange 3 das Füllmedium aus dem kolbenstangenseitigen Arbeitsraum 10 in den zylinderbodenseitigen Arbeitsraum 9. Beim Loslassen der Klappe versucht die Kolbenstange 3, in den Zylinder 1 einzufah­ ren, wobei der Kolbenring 6 an der Ringnutwand des Kolbens 4 an­ liegt und dadurch den kolbenstangenseitigen Arbeitsraum 10 gegen­ über dem zylinderbodenseitigen Arbeitsraum 9 abdichtet. Da auch der ständig geöffnete Durchlaßquerschnitt, welcher durch die Längsbohrung 7 und die Querbohrung 8 gebildet ist, nicht mehr in den kolbenstangenseitigen Arbeitsraum 10 mündet, wird eine Ein­ schubkrafterhöhung erzeugt und die Klappe bleibt in der gewünsch­ ten Stellung.

Zum Schließen der Klappe muß auf diese eine Kraft in Schließrich­ tung ausgeübt werden, und zwar solange, bis die Querbohrung 8 die Ringraumdichtung 15 überfahren hat und in den kolbenstangenseiti­ gen Arbeitsraum 10 mündet. Damit ist die Einschubkrafterhöhung aufgehoben und das Füllmedium kann über den ständig geöffneten, von der Querbohrung 8 und der Längsbohrung 7 gebildeten Durchlaß­ querschnitt vom zylinderbodenseitigen Arbeitsraum 9 in den kolben­ stangenseitigen Arbeitsraum 10 strömen. Das nicht von der Gasfe­ der kompensierte Klappengewicht reicht aus, um die Klappe langsam zu schließen.

Die Funktionsweise der in Fig. 2 gezeigten Gasfeder entspricht im wesentlichen der nach Fig. 1. Bedingt durch den Ansatz 20 auf der Kolbenstange 3 liegt hier die Ringraumdichtung 15 nur im nahezu ausgeschobenen Bereich der Kolbenstange 3 auf dem Ansatz 20 an. Während des restlichen Kolbenstangenweges ist der kolbenstangen­ seitige Arbeitsraum 10 mit dem Ringraum 13 verbunden.

In Fig. 3 ist das Kraft-Weg-Diagramm für die Gasfeder gezeigt. Der Punkt F1 entspricht der Stellung bei vollkommen ausgeschobe­ ner Kolbenstange. Zum Schließen der Klappe muß eine Kraft ausge­ übt werden, wobei die Kraft entsprechend dem Punkt F2 entspricht. In dieser Stellung F2 überfährt die Querbohrung 8 der Gasfeder die Ringraumdichtung 15, so daß die Federkraft - wie bereits be­ schrieben - auf die Kraft absinkt, die sich aus dem Druck der Gas­ füllung mal der Kolbenstangen-Querschnittsfläche ergibt. Auf die­ ser Einschublinie wird der Punkt F3 erreicht, d. h., in dieser Stellung ist die Kolbenstange 3 in den Zylinder 1 eingefahren. Die während des Ausschiebens der Kolbenstange 3 von der Gasfeder ausgeübte Kraft entspricht der Linie F4-F1.

Durch entsprechende Durchmesseränderung des Ansatzes 20 kann das Volumen des kolbenstangenseitigen Arbeitsraumes 10 bei ausgefah­ rener Kolbenstange variiert werden und dementsprechend auch die Einschubkrafterhöhung, die erforderlich ist, um die Kolbenstange um den Weg s einzuschieben, bis der Punkt F2 erreicht ist. Durch die Vorrichtung zur Einschubkrafterhöhung wird eine Haltesiche­ rung bei ausgeschobener Kolbenstange auf Grund des gewählten Kraftanstieges geschaffen.

Da die Krafterhöhung in eingeschobenem Zustand der Kolbenstange nicht wirkt, ist die Kraft auf die Scharniere einer Klappe in dieser Stellung relativ gering.

Es ist ohne weiteres möglich, in axialem Abstand zu der in Fig. 1 gezeigten Sicke 19 eine weitere Sicke als Anschlag für den Kolben 4 anzuordnen, um die Größe des Ringraumes, der nicht effektiv dem Hub zur Verfügung steht, zu variieren. Dabei stellt der nicht hubmäßig genutzte Ringraum auch ein Maß für die Krafterhöhung dar.

Claims (5)

1. Gasfeder, bestehend aus einem Zylinder, in welchem ein mit einer Kolbenstange verbundener Kolben gleitet und den Zylinderinnenraum in zwei Arbeitsräume trennt, der eine unter Druck stehende Flüssigkeit und/oder Gasfüllung auf­ weist, einer Vorrichtung zur Einschubkrafterhöhung, umfas­ send einen Ringraum am kolbenstangenaustrittsseitigen Ende des Zylinders, wobei der Ringraum ab nahezu ausgefahrener Kolbenstange gegenüber den Arbeitsräumen abgedichtet ist, einen Durchlaßquerschnitt innerhalb der Kolbenstange, wobei der Durchlaßquerschnitt einerseits eine Anbindung zu einem kolbenstangenfernen Arbeitsraum und anderwärts über eine Querbohrung ab einem bestimmten Ausfahrweg der Kolben­ stange eine Verbindung mit dem Ringraum besitzt, ist da­ durch gekennzeichnet, daß der Ringraum (13) in nahezu ausgefahrener Kolbenstangenstellung ventillos abgeschlos­ sen ist, daß der Durchlaßquerschnitt (7, 8) der Kolbenstange (3) ständig und ein hubrichtungsabhängig schaltendes Durchlaßventil (5, 6) am Kolben (4) in Ausfahrrichtung geöffnet sind.

2. Gasfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringraum (13) eine blockierraumbodenbildende Trennwand (14) aufweist, die zur Aufnahme einer Ringraumdichtung (15) mit einer Aussparung (16) versehen ist, welche von einer Abdeckscheibe (17) begrenzt eine Ringnut bildet.

3. Gasfeder nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die axiale Länge des Ringraumes (13) durch eine den Blockierraum umfassende Distanzhülse (18) gebildet ist, die sich einerseits an der Kolbenstangendichtung (12) und andererseits an der Trennwand (14) abstützt.

4. Gasfeder nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Distanzhülse (18) mit der Trennwand (14) einstückig ausgebildet ist.

5. Gasfeder nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange (3) an ihrem kolbenseitigen Ende einen Ansatz (20) mit größerem Durchmesser aufweist, während der in­ nere Durchmesser der Trennwand (14) dem Durchmesser des An­ satzes (20) angepaßt ist.