DE3904866A1 - Gasfeder und verwendung dieser gasfeder als hubhilfe fuer kofferraumdeckel od.dgl. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Gasfeder nach dem Oberbe­ griff des Anspruches 1.

Bei einer derartigen aus der DE-AS 29 05 030 bekannten Gasfeder ist am kolbenstangenaustrittsseitigen Ende eine Kammer angeordnet, in die beim Ausfahren der Kol­ benstange der Drosselkanal eintaucht. Der Kolben sel­ ber hat eine sogenannte Schöpfwirkung auf das im Innenraum des Gehäuses befindliche Öl und nimmt dieses daher beim Ausfahren der Kolbenstange mit vor deren kolbenstangenaustrittsseitiges Ende. Hier ist eine Drosselbohrung ausgebildet, durch die das Öl unter Erzeugung einer erheblichen Zusatzdämpfung in die Kammer strömt. Das Öl strömt dann durch den Drossel­ kanal und die Längsbohrung in der Kolbenstange in den dem kolbenstangenaustrittsseitigen Ende entgegenge­ setzten Teil-Innenraum des Gehäuses. Damit diese End­ dämpfung bei jedem Ausfahren der Kolbenstange wirksam bleibt, muß zuvor die Kolbenstange wieder vollständig in das Gehäuse eingefahren werden, damit das Öl wieder gegen die Schwerkraft in den dem kolbenstangenaus­ trittsseitigen Ende zugewandten Teil-Innenraum strömen kann. Die Verwendung dieser Gasfeder erfolgt in der Weise, daß die Kolbenstange immer nach oben herausge­ führt ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Gasfe­ der der gattungsgemäßen Art so weiterzubilden, daß eine zuverlässige Enddämpfung mit einfachen Mitteln und auch dann erreicht wird, wenn die Kolbenstange beim Einsatz der Gasfeder nach unten herausgeführt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im Kennzeichnungsteil des Anspruches 1 gelöst. Die Drosselbohrung des Längskanals taucht am Ende ihrer Ausfahrbewegung in die Drosselbüchse ein und erzeugt eine zusätzliche hydraulische Dämpfung. Die Ansprüche 3 bis 5 geben eine zusätzliche Weiterbildung an, durch die mit geringem Zusatzaufwand eine mehrstufige End­ dämpfung erreicht werden kann, ohne daß deshalb die Drosselbüchse sonderlich lang werden muß.

Die Verwendung der erfindungsgemäßen Gasfeder nach den Ansprüchen 6 bis 10 gibt ganz besonders vorteilhafte und zuverlässige Wirkungen wieder.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfin­ dung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von zwei Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. Es zeigt

Fig. 1 die Rückseite eines Kraftfahrzeuges, die die Verwendung einer erfindungsgemäßen Gasfeder zeigt,

Fig. 2 eine erfindungsgemäße Gasfeder im Längsschnitt und

Fig. 3 eine abgewandelte Ausführungsform einer erfin­ dungsgemäßen Gasfeder im Längsschnitt.

Eine Gasfeder 1 weist ein etwa zylindrisches Gehäuse 2 auf, an dessen einem gasdicht geschlossenen Ende eine Gelenköse 3 als Befestigungselement angebracht ist.

Aus dem anderen Ende des Gehäuses 2 ist eine Kolben­ stange 4 herausgeführt, die konzentrisch zur Mittel- Längs-Achse 5 des Gehäuses 2 verschiebbar angeordnet ist. Die Gasfeder 1 ist mit ihrer Gelenköse 3 in einem Gelenk 6 an einem durch einen Kofferraumdeckel 7 ge­ bildeten Deckel eines Kraftfahrzeuges 8 angelenkt.

Das freie Ende der Kolbenstange 4 weist ebenfalls eine als Befestigungselement dienende Gelenköse 9 auf, mit­ tels derer sie in einem Gelenk 10 im Kofferraum 11 des Kraftfahrzeugs 8 angelenkt ist. Der Kofferraumdeckel 7 seinerseits ist mittels eines Gelenks 12 am Kofferraum 11 angelenkt.

Wie Fig. 1 erkennen läßt, ist der Kofferraumdeckel 7 so angelenkt, daß seine Oberseite 13 bei geschlossenem Kofferraum 11 sich etwa in einer horizontalen Lage be­ findet, wie dies in Fig. 1 strichpunktiert dargestellt ist. Sein Schwerpunkt 14 befindet sich hierbei noch unterhalb des Gelenks 12. Wie Fig. 1 weiterhin erken­ nen läßt, befindet sich der Schwerpunkt 14 bei geöff­ netem Kofferraumdeckel 7 von seiner geschlossenen Stellung aus gesehen hinter einer Vertikalebene 15 durch das Gelenk 12. Der Winkel a zwischen dieser Ver­ tikalebene 15 und einer Verbindungslinie 16 durch den Schwerpunkt 14 und das Gelenk 12 beträgt etwa 20 bis 30°. Der Winkel b zwischen der Achse 5 der Gasfeder 1 und einer Vertikalebene 17 durch das Gelenk 10 bei ge­ öffnetem Kofferraumdeckel 7 beträgt etwa 50 bis 65°. Wie Fig. 1 weiterhin erkennen läßt, ist der Winkel c zwischen der Achse 5 und der Vertikalebene 17 bei ge­ schlossenem Kofferraumdeckel noch größer; er beträgt etwa 70 bis 80°.

Am kolbenstangenaustrittsseitigen Ende des Gehäuses 2 ist eine die Kolbenstange 4 koaxial führende Führungs­ büchse 18 vorgesehen, die axial nach außen durch eine Umbördelung 19 des Gehäuses 2 gehalten wird. Gegen diese Führungsbüchse 18 liegt eine Dichtung 20 an, die einerseits dichtend gegen die Innenwand 21 des Gehäu­ ses 2 und andererseits dichtend gegen die Kolbenstange 4 anliegt, so daß die Gasfeder 1 an ihrem kolbenstan­ genaustrittsseitigen Ende gasdicht abgeschlossen ist.

Zum Innenraum 22 des Gehäuses 2 hin schließt sich an die Dichtung 20 ein Haltering 23 an, der durch eine in das Gehäuse 2 eingerollte, in eine entsprechende Um­ fangsnut 24 des Halterings 23 eingreifende Sicke 25 axial gehalten wird.

An dem im Gehäuse 2 befindlichen Ende der Kolbenstange 4 ist ein sogenannter Dämpfungs-Kolben 26 angebracht, der einen zur Innenwand 21 des Gehäuses 2 hin offenen Ringraum 27 aufweist, in dem ein an der Innenwand 21 anliegender Dämpfungsring 28 angeordnet ist der aus einem hochverschleißfesten Kunststoff, beispielsweise einem Polytetrafluoräthylen, besteht. Der Ringraum 27 wird in axialer Richtung durch zwei sich radial zur Achse 5 erstreckende, als Anschlagflächen 29, 30 die­ nende Begrenzungsflächen begrenzt, deren Abstand in Richtung der Achse 5 etwas größer ist als die Er­ streckung des Dämpfungsrings 28 in dieser Richtung, so daß sich der Dämpfungsring 28 in Richtung der Achse 5 geringfügig relativ zum Kolben 26 verschieben kann.

Radial innerhalb des Dämpfungsrings 28 ist im Ringraum 27 ein Freiraum 31 ausgebildet, in den ein Durchlaßka­ nal 32 einmündet. Dieser Durchlaßkanal 32 mündet an seinem anderen Ende in den Teil-Innenraum 22′ ein, der sich zwischen dem Dämpfungs-Kolben 26 und dem kolben­ stangenaustrittsseitigen Ende der Gasfeder 1 befindet. Zwischen dem Kolben 26 und der Innenwand 21 des Ge­ häuses 2 ist ein Ringkanal 33 ausgebildet, der den Freiraum 31 mit dem dem Teil-Innenraum 22′′ abgewandten Teil-Innenraum 22′ verbindet, wenn der Dämpfungsring 28 nicht dichtend an der Anschlagfläche 29 anliegt.

In der Kolbenstange 4 ist koaxial zur Achse 5 ein in den Teil-Innenraum 22′ mündender Längskanal 34 ausge­ bildet, der durch eine Sacklochbohrung gebildet ist. Dieser Längskanal 34 ist im Bereich seines Bodens 35 über einen quer zur Achse 5 verlaufenden Drosselkanal 36 mit dem Teil-Innenraum 22′ verbunden. Der Abstand 1 dieses Drosselkanals 36 von der zugewandten Seite 37 des Kolbens 26 beträgt 10 bis 20 mm.

Am Haltering 23 ist eine Drosselbüchse 38 angebracht, die zur Kolbenstange 4 einen Drossel-Ringspalt 39 be­ grenzt, dessen radiale Erstreckung e 0,02 bis 0,1 mm, und zwar bevorzugt 0,04 bis 0,07 mm beträgt. Die Län­ ge 1′ der Drosselbüchse 38 ist mindestens geringfügig größer als der Abstand 1, so daß der Drosselkanal 36 sich auch in der Drosselbüchse 38 befindet, wenn die Kolbenstange 4 weitestmöglich aus dem Gehäuse 2 aus­ gefahren ist, wenn also der Kolben 26 mit seiner den Teil-Innenraum 22′ begrenzenden Seite 37 gegen die Drosselbüchse 38 anliegt, wie in Fig. 2 dargestellt ist. Die Drosselbüchse 38 besteht aus einem besonders genau spritzbaren Kunststoff, beispielsweise einem Polyamid.

Der Innenraum 22 des Gehäuses 2 ist teilweise mit Druckgas 40 und teilweise mit Öl 41 gefüllt.

Wenn die Kolbenstange 4 mit dem Kolben 26, beim Schließen des Kofferraumdeckels 7 in das Gehäuse 2 unter zusätzlicher Komprimierung des im Innenraum 22 befindlichen Druckgases 40 entsprechend der Schiebe­ richtung 42 in das Gehäuse 2 eingeschoben wird, dann liegt der Dämpfungsring 28 gegen die Anschlagfläche 30 des Kolbens 26 an. Der Teil-Innenraum 22′′ ist also frei über den Ringkanal 33, den Freiraum 31 und den Durchlaßkanal 32 mit dem Teil-Innenraum 22′ verbunden, so daß zuerst das Öl 41 und dann Gas 40 leicht gedros­ selt vom Teil-Innenraum 22′′ in den Teil-Innenraum 22′ überströmen können. In welchem Maße eine Drosselung stattfindet, hängt von den Querschnitten der erwähnten Durchströmbereiche ab, die entsprechend den sich aus dem Anwendungsfall ergebenden Bedürfnissen gewählt werden. Zusätzlich strömt Öl 41 durch den Längskanal 34, den Drosselkanal 36 und gegebenenfalls den Ring­ spalt 39 in den Teil-Innenraum 22′. Das Schließen des Kofferraumdeckels 7 erfolgt also gegen die aufgrund der Kompression des Druckgases 40 zunehmende Druck­ kraft der Gasfeder 1, und zwar in leicht gedämpfter Form.

Wenn dagegen der Kofferraumdeckel 7 geöffnet wird, fährt die Kolbenstange 4 in Schieberichtung 43 aus dem Gehäuse 2 aus. Hierbei liegt der mit leichtem Druck gegen die Innenwand 21 des Gehäuses 2 anliegende Dämpfungsring 28 gegen die Anschlagfläche 29 des Kol­ bens 26 dicht an, so daß keine Verbindung zwischen dem Freiraum 31 und dem Ringkanal 33 besteht. Hierüber ist also keine Verbindung zwischen den Teil-Innenräumen 22′ und 22′′ gegeben. Die einzige Verbindung besteht über den Längskanal 34 mit dem Drosselkanal 36. In der Anfangsphase der Ausschubbewegung wird durch den Längskanal 34 und den Drosselkanal 36 Druckgas 40 vom Teil-Innenraum 22′ in den Teil-Innenraum 22′′ geför­ dert, d.h. die Dämpfung ist nicht sehr ausgeprägt.

Wenn beim weiteren Ausfahren der Kolbenstange 4, also mit zunehmendem Anheben des Kofferraumdeckels 7, der Drosselkanal 36 in das Öl 41 eintaucht, dann wird dieses durch letzteren und den Längskanal 34 in den Teil-Innenraum 22′′ gedrückt mit der Folge, daß von diesem Augenblick an eine Erhöhung der Dämpfung der Ausfahrbewegung der Kolbenstange 4 erfolgt. Wenn der Drosselkanal 36 bei weiterem Ausfahren der Kolben­ stange 4 aus dem Gehäuse 2 in die Drosselbüchse 38 eintaucht, dann erfolgt eine zusätzliche hydraulische Drosselung im Ringspalt 39, die mit weiter ausfahren­ der Kolbenstange 4 zunimmt, da die relative Länge des Ringspaltes 39 mit zunehmendem Einfahren des Drossel­ kanals 36 in die Drosselbüchse 38 zunimmt. Die Dimen­ sionierung sollte so sein, daß der Drosselkanal 36 spätestens dann in die Drosselbüchse 38 eintaucht, wenn der Schwerpunkt 14 des Kofferraumdeckels 7 über die Vertikalebene 15 hinausgeschwenkt wird. Von diesem Augenblick an wird die Gasfeder 1 entlastet, da auf ihr nicht mehr das Gewicht des Kofferraumdeckels 7 lastet, sondern weil von diesem Augenblick an Zug­ kräfte auf die Gasfeder ausgeübt werden. Es muß also eine besonders intensive Dämpfung der Ausfahrbewegung der Kolbenstange 4 erfolgen.

Aus den vorstehenden Erläuterungen ergibt sich, daß mindestens so viel Öl im Innenraum 22 vorhanden sein muß, daß beim Eintauchen des Drosselkanals 36 in die Drosselbüchse 38 der Teil-Innenraum 22′ vollständig mit Öl 41 gefüllt ist, damit sichergestellt ist, daß diese Enddämpfung rein hydraulisch ist. Wie sich aus den vorstehenden Erläuterungen ergibt, kann die Dros­ selbüchse 38 bis an die Innenwand 21 des Gehäuses 2 heranragen. Sie kann also auch sehr viel dickwandiger ausgebildet sein, als dies in Fig. 2 dargestellt ist.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 stimmt weitgehend mit dem nach Fig. 2 überein, wobei die Anwendung in gleicher Weise erfolgt, wie zu Fig. 1 dargestellt ist. Es werden daher alle identischen Teile mit identischen Bezugsziffern und alle konstruktiv ähnlichen und funk­ tionell identischen Teile mit denselben Bezugsziffern mit einem hochgesetzten Strich bezeichnet, ohne daß es insoweit noch einer erneuten Beschreibung bedarf.

Die Drosselbüchse 38′ ist hierbei nicht fest mit dem Haltering 23 verbunden, sondern als Zusatzkolben aus­ gebildet. Sie ist über eine Schraubenfeder 44 mit dem Dämpfungs-Kolben 26′ verbunden, die einerseits an einem die Seite 37′ begrenzenden Ansatz 45 des Kolbens 26′ und andererseits am zugewandten Ende der Drossel­ büchse 38′ befestigt ist. Es besteht also eine Schleppverbindung zwischen dem Kolben 26′ und der Drosselbüchse 38′. Zwischen der Drosselbüchse 38′ und der Innenwand 21 des Gehäuses 2 ist ein drosselnder Ringkanal 46 ausgebildet. Bei entspannter Schrauben­ feder 44, also wenn die Drosselbüchse 38′ nicht gegen den Haltering 23 anliegt, mündet der Drosselkanal 36 frei zwischen der Seite 37′ und dem zugewandten Ende 47 der Drosselbüchse 38′ in den Teil-Innenraum 22′.

Wenn die Kolbenstange 4 ausgefahren wird, dann taucht zuerst die Drosselbüchse 38′ in das Öl 41 ein, wodurch eine erste Drosselung im Ringkanal 46 erzeugt wird.

Anschließend setzt die Drosselbüchse 38′ auf dem Hal­ tering 23 auf, wodurch dann beim weiteren Ausfahren der Kolbenstange 4 die Feder 44 unter einer eine Dämpfung erzeugenden Gegenkraft zusammengedrückt wird. Die einander zugewandten Flächen 48, 49 der Drossel­ büchse 38′ und des Halterings 23 sollten hierbei im wesentlichen flüssigkeitsdicht aneinander liegen. Im Anschluß daran taucht der Drosselkanal 36 in den Dros­ sel-Ringspalt 39 der Drosselbüchse 38′ ein, wodurch die gleichen Dämpfungskräfte erzeugt werden, wie dies oben geschildert wurde.

Claims (10)

1. Gasfeder mit Endlagendämpfung, mit einem teilweise mit Druckgas (40) und teilweise mit Öl (41) gefüllten, im wesentlichen zylindrischen Gehäuse (2), in dem eine aus einem Ende des Gehäuses (2) abgedichtet herausge­ führte Kolbenstange (4) koaxial verschiebbar angeord­ net ist, an deren innerem Ende ein beim Herausfahren der Kolbenstange (4) aus dem Gehäuse (2) dicht schließender und beim Hineinfahren öffnender Kolben (26, 26′) und ein den Kolben (26, 26′) überbrückender, die beiderseits des Kolbens (26, 26′) befindlichen Teil-Innenräume (22′, 22′′) des Gehäuses (2) miteinander verbindender Längskanal (34) angeordnet sind, der mit­ tels eines Drosselkanals (36) mit dem zwischen dem Kolben (26, 26′) und dem kolbenstangenaustrittsseitigen Ende befindlichen Teil-Innenraum (22′) verbunden ist und wobei am kolbenstangenaustrittsseitigen Ende eine Einrichtung zum Dämpfen einer Ausfahrbewegung der Kol­ benstange (4) gegen Ende ihrer Ausfahrbewegung vorge­ sehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Dämpfen der Ausfahrbewegung der Kolbenstange (4) durch eine Drosselbüchse (38, 38′) gebildet ist, in die der Drosselkanal (36) gegen Ende der Ausfahrbewegung der Kolbenstange (4) aus dem Gehäuse (2) eintaucht, wobei zwischen der Kolbenstange (4) und der Drossel­ büchse (38, 38′) ein Drossel-Ringspalt (39) ausgebildet ist.

2. Gasfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselbüchse (38) ortsfest im Gehäuse (2) angeordnet ist.

3. Gasfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselbüchse (38′) mittels einer Schleppver­ bindung mit dem Kolben (26′) verbunden ist.

4. Gasfeder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselbüchse (38′) mittels einer Schrauben­ feder (44) mit dem Kolben (26′) verbunden ist und daß der Drosselkanal (36) bei entspannter Schraubenfeder (44) zwischen dem Kolben (26′) und der Drosselbüchse (38′) in den Teil-Innenraum (22′) ausmündet.

5. Gasfeder nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Drosselbüchse (38′) mit der Innen­ wand (21) des Gehäuses (2) einen drosselnden Kanal (Ringkanal 46) begrenzt.

6. Verwendung einer Gasfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 5 als Hubhilfe für einen um ein Gelenk (12) hochschwenkbar mit einem Kraftfahrzeug (8) verbundenen Kofferraumdeckel (7) od. dgl., wobei die Kolbenstange (4) in allen Schwenkstellungen des Kofferraumdeckels (7) od. dgl. gegenüber dem Gehäuse (2) nach unten ge­ richtet ist.

7. Verwendung einer Gasfeder nach Anspruch 6, wobei die Mittel-Längs-Achse (5) der Gasfeder bei hochge­ schwenktem Kofferraumdeckel (7) od. dgl. mit einer Ver­ tikalebene (17) einen Winkel (b) einschließt, der kleiner 65° ist.

8. Verwendung einer Gasfeder nach Anspruch 6 oder 7, wobei der Schwerpunkt (14) des Kofferraumdeckels (7) od. dgl. beim Hochschwenken desselben durch eine durch das Gelenk (12) des Kofferraumdeckels (7) gelegte Ver­ tikalebene (15) hindurchgeschwenkt wird.

9. Verwendung einer Gasfeder nach Anspruch 8, wobei der Drosselkanal (36) etwa in die Drosselbüchse (38, 38′) eintaucht, wenn der Schwerpunkt (14) des Kofferraumdeckels (7) od. dgl. durch die Vertikalebene (15) hindurchgeschwenkt wird.

10. Verwendung einer Gasfeder nach einem der Ansprüche 6 bis 9, wobei das Gehäuse (2) mit einer solchen Menge Öl (41) gefüllt ist, daß der zwischen dem Kolben (26, 26′) und dem kolbenstangenaustrittsseitigen Ende des Gehäuses (2) befindliche Teil-Innenraum (22′) mindestens im wesentlichen mit Öl (41) gefüllt ist, wenn der Drosselkanal (36) in die Drosselbüchse (38, 38′) eintaucht.