DE3700934C2 - Gasfeder - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einer Gasfeder mit den Merkmalen des Ober­ begriffs des Anspruches 1.

Eine gattungsgemäße Gasfeder ist aus der DE-OS 34 46 407 bekannt. Bei dieser Gasfeder wird jedes Verschlußstück durch einen Bördelrand gehalten, der um eine nach außen weisende verrundete Schulter jedes Verschlußstücks herumgelegt ist. Die Abdichtung eines jeden Verschluß­ stückes geschieht mit Hilfe von Rundschnur-O-Ringen, die in einer entsprechenden Ringnut in der Außenumfangs­ fläche des Verschlußstückes gekammert sind. Im unzu­ sammengesetzten Zustand steht dabei der Rundschnur-O- Ring geringfügig über die Außenumfangsfläche der zylindrischen Verschlußstücke über. Bei eingesetztem Verschlußstück liegt der O-Ring, durch die Ringnut gekammert, dann dichtend an der Innenwand des zu­ nächst zylindrisch glatten Rohres an. Nach dem Ein­ setzen des Verschlußstückes wird der Bördelrand an­ gebracht und das Verschlußstück so an Ort und Stelle fixiert.

Bei dieser Ausführungsform der Gasfeder ist der größte zulässige Innendruck durch die Festigkeit des Bördel­ randes begrenzt, der die Verschlußstücke gegen den im Inneren der Gasfeder herrschenden Druck festhält. Da­ für hat diese Ausführungsform den Vorteil, daß die Verschlußstücke keine allzu große axiale Länge auf­ zuweisen brauchen, weshalb das Verhältnis zwischen dem Hub des Kolbens der Gasfeder zur über alles gemessenen Länge über die Verschlußstücke verhältnismäßig günstig ist.

Eine andere aus der Praxis bekannte Gasfeder ist für höhere Gasdrücke geeignet, hat aber dafür kein so günstiges Verhältnis zwischen der Hublänge des Kolbens und der über alles gemessenen Länge des Gasfederzylin­ ders. Bei dieser aus der Praxis bekannten Gasfeder werden die Verschlußstücke durch umlaufende ringförmige Sicken fixiert, die nach dem Einsetzen der Verschluß­ stücke in die Rohrwand eingeprägt werden. Die Verschluß­ stücke enthalten zu diesem Zweck an derjenigen Stelle, an der nach der Montage die ringförmig um das Rohr lau­ fende Sicke eingeprägt wird, eine entsprechende Ring­ nut, in die beim Einprägen der Sicke Wandmaterial des Rohres eindringt. Irgendwelches Dichtmaterial ist bei der bekannten Gasfeder in dieser Ringnut für die Sicke nicht vorgesehen, sondern die Abdichtung erfolgt mit­ tels eines in einer weiteren Ringnut gekammerten O- Rings, der, bezogen auf die benachbarte Sicke, zur Mitte des Gasfedergehäuses hin liegt.

Wegen der wenigstens zwei Ringnuten in jedem Verschluß­ stück, von denen die eine den O-Ring enthält und die andere der Aufnahme des beim Einprägens der Sicke sich vorwölbenden Materials dient, haben die Verschlußstücke eine verhältnismäßig große axiale Länge, wodurch sich das Verhältnis zwischen dem maximalen Kolbenhub und der Länge der Gasfeder, gemessen über die Außenseiten der Verschlußstücke, verschlechtert.

Außerdem sind z. B. aus der DE-PS 9 39 784 ölhydraulische Teleskopstoßdämpfer bekannt, bei denen der Abschlußkopf mit Sickenverbindungen in dem Dämpferrohr befestigt ist. Ein in die Sickenverbindung eingelegter Dichtring sorgt für die Öldichtigkeit. Die im Betrieb auftretenden Kräfte werden nicht über die Sickenverbindungen abgeleitet.

Die DE-OS 31 28 723 zeigt einen hydropneumatischen Zwei­ rohrschwingungsdämpfer, der zum Einbau in ein Federbein vorgesehen ist. Der Dämpfer besteht aus einem stabilen inneren Dämpferrohr, das endseitig Verschlußstücke trägt und in dem der Dämpferkolben längsverschieblich enthal­ ten ist. Eine besondere Verbindung zwischen dem Dämpfer­ rohr und den Endstücken ist nicht erläutert; vielmehr wird davon ausgegangen, daß die äußere Verschraubung an dem Federbein die Teile unter Kraft zusammenhält.

Das eigentliche Dämpferrohr steckt in einem Überfangsrohr, das an einem Ende becherförmig verschlossen ist. Zwischen dem Überfangsrohr und dem Dämpferrohr besteht ein Ring­ spalt, der das beim Einfahren des Stoßdämpfers überschüs­ sige Hydrauliköl aufnimmt. Das Überfangsrohr ist am kol­ benstangenseitigen Endstück mit Hilfe eines Deckels fest­ gehalten, in den eine umlaufende Sicke eingeprägt ist, die auch das äußere Rohr verformt, um das Rohr und die­ sen Deckel an dem betreffenden Endstück zu sichern. In der Nut, in die die Sicke eingeprägt ist, liegt zur Abdichtung ein Dichtring.

Die Sickenverbindung zwischen dem Endstück und dem Deckel ist praktisch kräftefrei.

Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der Erfindung, eine Gas­ feder zu schaffen, die bei sonst gleichen Abmessungen eine höhere Druckfestigkeit aufweist als Gasfedern mit umgebördeltem Rand, so daß sich bei gleichen Druckver­ hältnissen eine höhere Sicherheit für die Endstücke er­ gibt und die ein besseres Verhältnis zwischen dem maxi­ malen Kolbenhub und der über alles gemessenen Länge des Zylindergehäuses aufweist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Gasfeder mit den Merkmalen des Hauptanspruches gelöst.

Bei der neuen Gasfeder kann die axiale Länge der Endstücke wesentlich verkürzt werden. Sie werden praktisch auf dicke zylindrische Scheiben reduziert, weil die beiden Funktionen Abdichtung und Sicherung des Endstücks in dem Rohr der Gasfeder räumlich zusammenfallen und nicht mehr hintereinanderliegen. Die scharfkantige Form der Nut und das Einpressen der Sicke durch Überschreiten der Fließ­ grenze des Materials führt zu einer enormen Haltekraft für die Endstücke in dem Rohr. Wie Versuche gezeigt ha­ ben, ließ sich die Auszugsfestigkeit der Endstücke aus dem Rohr bei der neuen Gasfeder gegenüber Gasfedern mit umgebördeltem Rand um den Faktor 2,5 verbessern, wenn sonst gleiche Verhältnisse vorliegen.

Hinsichtlich der Montage hat diese Ausbildung der Ver­ schlußstücke noch den Vorteil, daß die Außenseite des O-Ringes, der gegenüber der Außenumfangsfläche der Verschlußstücke nicht vorspringt, wirksam gegen Verletzungen durch Grate an den Stirnseiten des Rohres geschützt ist, das später zusammen mit den Verschlußstücken das Zylinder­ gehäuse bildet.

Selbst wenn Gasfedern mit noch größerer Festigkeit er­ zeugt werden sollen, die pro Verschlußstück zwei Ringnu­ ten erfordern, bietet die neue Lösung Vorteile insofern, als nach wie vor zusätzliche Ringnuten für die Kamme­ rung des O-Ringes eingespart werden, was entsprechend zu einer möglichen Verkürzung der Verschlußstücke führt.

Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand von Un­ teransprüchen.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegen­ standes der Erfindung dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 eine Gasfeder in einem Längsschnitt,

Fig. 2 ein in ein den Zylinderraum der Gasfeder nach Fig. 1 bildendes Rohr eingesetztes Verschluß­ stück mit einer Ringnut sowie einem darin be­ findlichen O-Ring vor dem Einprägen der um­ laufenden Sicke, teilweise geschnitten in einer Darstellung bis zur Mittellinie und

Fig. 3 die Anordnung nach Fig. 2 nach dem Einprägen der längs dem Umfang verlaufenden Sicke.

In Fig. 1 ist eine Gasfeder 1 veranschaulicht. Sie enthält ein den Zylinder der Gasfeder 1 bildendes und verhält­ nismäßig dünnwandiges zylindrisches Rohr 2, in das von beiden Endseiten her abgedichtet rotations­ symmetrische Verschlußstücke 3 und 4 eingesetzt sind, die jeweils von einer radial nach innen eingeprägten und längs dem Umfang des Rohres 2 verlaufenden Sicke 5, 6 gehalten sind. Der Außendurchmesser der Ver­ schlußstücke 3, 4 entspricht dem Innendurchmesser des Rohres 2.

Das Verschlußstück 3 ist ein zylindrischer Körper ähn­ lich einer dicken Kreisscheibe, in die längs dem Umfang eine in sich geschlossene Ringnut 7 eingestochen ist. Die Ringnut 7 hat, wie dargestellt, zwei zueinander parallele kreisringförmige ebene Nutenflanken 8, 9 sowie einen Nutengrund 11 in Gestalt eines geraden Zylinders. Der Nutengrund 11 erstreckt sich koaxial zu der Achse des Rohres 2 bzw. der Achse des Verschlußstückes 3.

Die Ringnut 7 dient einerseits der Kammerung eines Rundschnur-O-Ringes 12 als auch der Aufnahme von Ma­ terial des Rohres 2, das beim Einprägen der längs dem Umfang des Rohres 2 verlaufenden Sicke in die Ringnut 7 einfließt bzw. eingedrückt wird. Es entsteht auf diese Weise im Bereich der Ringnut 7 eine Durchmes­ serverringerung des Rohres 2, durch die das Verschluß­ stück 3 in axialer Richtung formschlüssig fixiert ist.

Das Verschlußstück 4 hat im wesentlichen dieselbe äußere Gestalt wie das Verschlußstück 3 und besteht aus einem zylindrischen Körper, dessen axiale Erstreckung gleich oder kleiner dem Außendurchmesser ist und der, wie das Verschlußstück 3, durch zwei zueinander parallele Stirn­ flächen 13 und 14 begrenzt ist. Etwa in der Mitte des axialen Abstandes zwischen den beiden Stirnflächen 13 und 14 ist wiederum eine um die gesamte Umfangsfläche des Verschlußstückes 4 umlaufende Ringnut 15 einge­ stochen, die die gleichen Abmessungen sowie die gleiche Querschnittsgestalt wie die Ringnut 7 aufweist. Auch ihre Nutenflanken sind ebene Kreisringflächen, weshalb die ebenfalls mit den Bezugszeichen 8 und 9 versehen sind. Der Nutengrund 11 ist, wie bei dem Verschlußstück 3, ein gerader Zylinder.

Der Zweck der Nut 15 ist der gleiche wie der Zweck der Nut 7 und auch sie enthält einen O-Ring 12. Der einzige Unterschied, der zwischen den beiden Verschlußstücken 3 und 4 besteht, ist eine zu dem Verschlußstück 4 ko­ axiale Durchgangsbohrung 16, die dem Durchtritt einer zylindrischen Kolbenstange 17 dient. In der Innenumfangs­ fläche der Bohrung 16 sind axial im Abstand voneinander zwei sich zu der Achse der Bohrung 16 öffnende Ringnu­ ten 17 und 18 vorgesehen, in denen zwei Rundschnur- O-Ringe 19 und 21 gekammert sind. Die Rundschnur-O-Ringe 19 und 21 dichten das Verschlußstück 4 längsverschieb­ lich gegen die Kolbenstange 17 ab.

Damit die Kolbenstange nicht durch den im Inneren der Gasfeder 1 herrschenden Gasdruck völlig ausgetrieben wird, trägt sie an ihrem in dem Rohr 2 liegenden Ende auf einem einstückig angeformten Gewindezapfen 22 einen scheibenförmigen Kolben 23, der, wie bei Gasfedern üblich, mit einer neben der Achse des Kolbens 23 ver­ laufenden Durchgangsbohrung 24 versehen ist, über die die Zylinderräume zu beiden Seiten des Kolbens 23 strömungsmäßig miteinander verbunden sind.

Bei völlig ausgefahrener Kolbenstange 17 schlägt der Kolben 23 mit seiner entsprechenden Stirnseite an der Stirnseite 14 des Verschlußstückes 4 an, um den Weg der Kolbenstange 17 in dieser Richtung zu begrenzen, während er bei eingeschobener Kolbenstange 17 auf eine entsprechend benachbarte plane Stirnseite 25 des Verschlußstückes 3 auftrifft, um in dieser Rich­ tung ebenfalls den Hub der Kolbenstange 17 zu begren­ zen.

Durch die in das Rohr 2 eingeprägten Sicken 5 und 6 ent­ steht eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Rohr 2 und den beiden Verschlußstücken 3 und 4, die größere Axialkräfte aufzunehmen vermag als beispiels­ weise ein Bördelrand, der auf der außenliegenden Stirnseite der beiden Verschlußstücke 3 und 4 aufliegen würde.

Die Bemessung der Größe der beiden Ringnuten 7 und 15 ergibt sich aus den Fig. 2 und 3. Da beide Ringnuten 7 und 15 untereinander gleich sind und auch die beiden Verschlußstücke 3 und 4 untereinander gleich sind, soweit es die Art der Befestigung der Verschlußstücke 3 und 4 in dem Rohr 2 betrifft, genügt es, wenn nach­ stehend auf das Verschlußstück 3 Bezug genommen ist. Für das Verschlußstück 4 gilt dasselbe.

Wie die Fig. 2 zeigt, ist die Tiefe der Ringnut 7 gleich der Stärke des entspannten O-Ringes 12, so daß der O-Ring 12, wie dargestellt, mit der zylindrischen Außenumfangsfläche des Verschlußstückes 3 bündig ist. Der Durchmesser des Nutengrundes 11 entspricht somit der lichten Weite des entspannten Rundschnur- O-Ringes 12 bzw. ist geringfügig größer, damit der in die Ringnut 7 eingesetzte O-Ring 12 auf dem Nutengrund 11 gerade eben bzw. mit möglichst wenig Vorspannung oder Spiel aufliegt.

Der Abstand der beiden Nutenflanken 8, 9 voneinander ist ca. 20% größer als die Stärke des Rundschnur-O- Ringes 12.

Infolge dieser Bemaßung ist die Querschnittsfläche des O-Ringes 12 kleiner als die Querschnittsfläche der Ringnut 7.

Wenn nun in bekannter Weise die ringförmig umlaufende Sicke 6 in das Rohr 2 an der Stelle eingeformt wird, an der sich bei eingesetztem Verschlußstück 3 die Ring­ nut 7 befindet, fließt Material des Rohres 2, wie die Fig. 3 zeigt, in die Ringnut 7, die bevorzugt scharf­ kantig in die Außenumfangsfläche des Verschlußstückes 3 übergeht. Das hierbei einfließende Material des Rohres 2 komprimiert den O-Ring 12 in der Ringnut 7, der hierdurch mit entsprechender Vorspannung gegen die Nutenflanken 8 und 9 sowie den Nutengrund 11 angepreßt wird, wobei die entsprechenden Dichtflächen zustande­ kommen. Aufgrund der Dimensionierung der Nut 7 und des darin sitzenden O-Ringes 12 bleiben bei vollstän­ dig eingeformter Sicke 6 noch kleine Hohlräume seit­ lich neben dem verformten O-Ring 12 frei. Die von der Querschnittsfläche des O-Ringes 12 nicht ausgefüllte Querschnittsfläche der Ringnut 7 ist größer als die Querschnittsfläche des Materials, das von dem Rohr 2 in die Ringnut 7 eindringt.

Bei einem praktischen Ausführungsbeispiel beträgt der Durchmesser des Nutengrundes 16 mm, während der O- Ring 12 die Abmessungen 16×12 mm aufweist und der Außendurchmesser des Verschlußstückes 20 mm be­ trägt. Die Nutenflanken 8 und 9 haben einen axialen Abstand von 2,5 mm, womit der O-Ring 12 ohne Spannung und mit axialem Spiel in der Nut 7 liegt. Die einge­ prägte Sicke 6 dringt schließlich an ihrer tiefsten Stelle ca. 1 mm radial in die Ringnut 7 vor.

Falls bei der gezeigten Gasfeder 1 die Festigkeit le­ diglich einer Sicke 6 nicht ausreicht, um das betref­ fende Verschlußstück 3 in axialer Richtung zu halten, können in dem Verschlußstück 3 bei entsprechender axialer Vergrößerung auch mehrere gleichartig auf­ gebaute Ringnuten 7 mit Abstand voneinander vorgesehen werden, so daß es möglich ist, mehrere Sicken 6 mit Abstand voneinander in das Rohr 2 einzuprägen.

Claims (5)

1. Gasfeder mit einem einen Druckmittelzylinder bilden­ den Rohr, das endseitig durch zwei Verschlußstücke verschlossen ist, von denen wenigstens eines eine koaxiale Durchgangsbohrung enthält, in der abge­ dichtet wenigstens eine Kolbenstange geführt ist, und mit längs der Außenumfangsfläche der Verschluß­ stücke laufenden Ringnuten, in denen hierdurch ge­ kammerte und die Verschlußstücke gegen die Innen­ wand des Rohres abdichtende O-Ringe liegen, da­ durch gekennzeichnet, daß in jedem Verschlußstück (3, 4) jeweils eine Ringnut (7, 15) enthalten ist, die an ihrem Nutengrund (11) einen Durchmesser aufweist, der der lichten Weite der O-Ringe (12) entspricht, daß die mit zwei im wesentlichen zueinan­ der parallelen Nutenflanken versehene Ringnut (7, 15) zur Erhöhung der Festigkeit scharfkantig in die Außen­ umfangsfläche des Verschlußstückes (3, 4) über­ geht, daß in das Rohr (2) an den Stellen der Ring­ nuten (7, 15) die umlaufenden Sicken (5, 6) bis zum Überschreiten der Fließgrenze des Rohrmaterials ein­ geprägt sind und daß die Verschlußstücke (3, 4) ausschließlich durch die eingeprägten Sicken (5, 6) in dem Rohr (2) formschlüssig fixiert sind.

2. Gasfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Flanken (8, 9) der Ringnuten (7, 15) größer als die Stärke der O-Ringe (12) ist.

3. Gasfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicken (5, 6) derart tief eingeprägt sind, bis das in die Ringnut (7, 15) eindringende Mate­ rial des Rohres (2) den in der Ringnut (7, 15) befindlichen O-Ring (12) bis zum fast völligen Ausfüllen des verbliebenen Nutenquerschnittes verformt.

4. Gasfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Verschlußstück (3, 4) lediglich eine Ring­ nut (7, 15) enthält.

5. Gasfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Verschlußstück (3, 4) mehrere untereinan­ der gleiche Ringnuten (7, 15) enthält, die einen axialen Abstand voneinander aufweisen und jeweils einen O-Ring (12) enthalten, und daß in das Rohr (2) an der Stelle einer jeden Ringnut (7, 15) jeweils eine umlaufende Sicke (5, 6) eingeprägt ist.