DE4114226A1 - Laengenverstellbare gasfeder - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine längenverstellbare Gasfeder gemäß dem Oberbe­ griff von Anspruch 1 und ein Montageverfahren für diese.

Derartige Gasfedern sind beispielsweise aus der DE-PS 18 12 282 (entspre­ chend US-PS 36 56 593) bekannt. Wegen ihrer vorteilhaften Eigenschaften insbesondere als längenverstellbare Hubvorrichtungen in Stuhlsäulen od. dgl. haben sich diese Gasfedern in der Praxis außerordentlich be­ währt.

Durch Betätigung des Betätigungsabschnittes der Ventilstifte dieser Gas­ federn kann ein dort vorgesehenes Ventil geöffnet werden, was die Län­ genverstellung der Gasfeder ermöglicht. In der eingestellten Endlage kommt dann wiederum die Federwirkung der Gasfeder zum Tragen.

Zur Betätigung des Ventilstiftes sind verschiedene mechanische Einrichtun­ gen bekanntgeworden. Grundsätzlich ist es auch schon bekannt, verstell­ bare Gasfedern über eine Hydraulik zu betätigen, um z. B. die Rückenleh­ nen von Flugzeugsitzen zu verstellen. Eine solche hydraulische Betätigung weist den grundsätzlichen Vorteil auf, daß eine Unter- oder Übersetzung der Betätigungskräfte möglich ist. Insbesondere kann auf diese Weise durch einen etwas längeren Betätigungsweg die Betätigungskraft reduziert werden. Ein weiterer grundsätzlicher Vorteil einer hydraulischen Betäti­ gung besteht darin, daß die Gebereinrichtung nicht unmittelbar an der Gasfeder angeordnet sein muß, sondern durch die Hydraulikleitung relativ weite bzw. verschlungene Wege problemlos überbrückt werden können.

Herkömmliche derartige hydraulische Betätigungen weisen aber den Nach­ teil auf, daß die Nehmereinrichtung, welche auf die Auslöseeinrichtung der Gasfeder einwirkt, in einer sehr definierten Position zur Gasfeder befestigt werden muß, so daß an die Befestigung von Gasfeder und Neh­ mereinrichtung relativ strenge Anforderungen zu stellen sind. Dies bedingt einen relativ hohen Montageaufwand beim Anwender.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine hy­ draulische Betätigung einer Gasfeder zu ermöglichen, die bei hoher Be­ triebssicherheit und einfacher Anpaßbarkeit an den jeweiligen Anwen­ dungszweck eine einfache und sichere Endmontage ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des kenn­ zeichnenden Teils von Anspruch 1. Durch die danach vorgesehene Integra­ tion von hydraulischer Betätigungseinrichtung und Gasfeder wird die an­ gestrebte problemlose Endmontage möglich, weil sich keinerlei Probleme hinsichtlich der Justierung der Betätigungseinrichtung relativ zu dem Ventilstift ergeben, und weil die gesamte Einheit von Betätigungseinrich­ tung und Gasfeder gemeinsam gehandhabt werden kann, ohne daß die Ge­ fahr eines Ölaustritts besteht, was für den Endanwender die Handhabung äußerst unangenehm machen würde.

Dabei sind die Hydraulikkammer und die Zylinder der Gasfeder von einem gemeinsamen äußeren Gehäusemantel umgeben, welcher sich von der Ein­ laßöffnung der Hydraulikkammer bis zur Durchtrittsöffnung für die Kol­ benstange erstreckt. Im Inneren des Gehäusemantels ist dabei also eine Gasfeder untergebracht, welche weitgehend die eingangs angesprochene, herkömmliche Bauart aufweist, so daß insoweit insbesondere hinsichtlich der herstellungstechnisch und toleranzbedingt aufwendigen Bauteile keine spezifischen Anpassungsmaßnahmen vorgenommen werden müssen.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß an der Rückseite des äußeren Gehäusemantels eine Schraube einschraubbar ist, die die Gasfeder und die Hydraulikkammer gegen das umbördelte Ende des äußeren Gehäusemantels verspannt.

Ein im Rahmen der Erfindung vorgesehener Hydraulik-Geber kann einen mittels eines Druckknopfes oder eines Schwenkhebels längsverschiebbaren Kolben aufweisen, der in einer Hydraulikkammer dichtend verschiebbar angeordnet ist, wobei der Querschnitt des Geberkolbens kleiner ist als der Querschnitt des Kolbens an dem Betätigungsabschnitt des Ventilstiftes. Hierdurch wird in an sich bekannter Weise eine Untersetzung der Betäti­ gungsbewegung erreicht, was für den spezifischen Anwendungsfall aber den Vorteil hat, daß der Geber z. B. auch von Kindern oder gebrechlichen Leuten mühelos und zuverlässig betätigt werden kann.

Der Hydraulikkolben der Gasfeder kann eine topfartige Ausnehmung auf­ weisen, die das freie Ende des Betätigungsabschnittes des Ventilstiftes umgibt. Dementsprechend braucht an der Gasfeder bzw. an deren Betäti­ gungsabschnitt keine Änderung gegenüber herkömmlichen Konstruktionen vorgenommen zu werden und es ist gleichwohl eine zuverlässige Kraftüber­ tragung gewährleistet.

Zur Verbindung der Hydraulikleitung mit der Gasfeder kann vorgesehen sein, daß diese endseitig einen Wulstabschnitt aufweist, der in die Ein­ laßöffnung der Hydraulikkammer einrastbar ist. Hierdurch kann die Ver­ bindung ohne Werkzeug realisiert werden. Erforderlichenfalls kann nach dem Einrasten noch eine Sicherungsmutter od. dgl. aufgeschraubt werden.

Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Montage einer längenver­ stellbaren Gasfeder der vorstehend beschriebenen Art, wobei vorgesehen ist, daß die Hydraulikkammer der Gasfeder mit Öl gefüllt und die Einlaß­ öffnung mit einem elastischen Pfropfen verschlossen wird, daß der Hy­ draulikgeber und die Hydraulikleitung mit Öl gefüllt werden und die Aus­ laßleitung im Auslaßbereich mit einem elastischen Pfropfen verschlossen wird, und daß zur Montage dann das freie Ende der Hydraulikleitung in die Einlaßöffnung eingerastet und dabei der diese Öffnung verschließende Pfropfen in den Innenraum der Hydraulikkammer gedrückt wird, wobei bei der erstmaligen Betätigung des Hydraulikgebers der die Auslaßöffnung der Hydraulikleitung verschließende Pfropfen herausgedrückt wird.

Auf diese Weise ist es möglich, die Gasfeder einschließlich aller Kompo­ nenten für die hydraulische Betätigung einbaufertig, d. h. mit Öl gefüllt, zu liefern, ohne daß der Anwender selbst irgendwelche Probleme mit dem Einfüllen von Öl oder mit der Abdichtung des Hydrauliksystems hätte.

Die Pfropfen können beispielsweise als elastische Gummikugeln ausgebildet sein. Diese verbleiben dann in der Hydraulikkammer an der Gasfeder, wo­ bei lediglich dafür Sorge getragen werden muß, daß die Hydraulikkammer nicht so knapp dimensioniert ist, daß die dort verbleibenden Pfropfen bzw. Gummikugeln die Funktion beeinträchtigen, insbesondere den freien Zufluß von Hydraulikflüssigkeit stören oder die Bewegung des Hydraulik­ kolbens unterbinden könnten.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer bevorzugten Ausführungsform in Verbindung mit der Zeichnung näher beschrieben. Diese zeigt einen Längsschnitt durch eine Gasfeder, die integral mit einer hydraulischen Betätigungseinrichtung verbunden ist, wobei die Betätigungseinrichtung durch einen Hydraulikgeber gesteuert wird.

In der Zeichnung ist eine als solche an sich bekannte längenverstellbare Gasfeder 1 dargestellt, deren Gehäuse im wesentlichen aus zwei konzen­ trisch ineinander gelagerten Rohren mit unterschiedlichem Durchmesser besteht, nämlich einem Innenzylinder 2 und einem Außenzylinder 3. Zwi­ schen dem Außenzylinder 3 und dem Innenzylinder 2 ist aufgrund des un­ terschiedlichen Durchmessers von Innenzylinder 2 und Außenzylinder 3 ein Ringraum 4 gebildet.

In dem Innenzylinder 2 ist ein etwa ringförmiger Kolben 5 axial ver­ schiebbar angeordnet, der über einen Dichtungsring 6 gasdicht mit seinem Außenumfang gegenüber der Innenwand 7 des Innenzylinders 2 abgedichtet ist. Der Kolben 5 ist an einem Ende einer koaxial zu den Zylindern 2, 3 geführten Kolbenstange 8 befestigt. Diese Kolbenstange 8 ist aus einem Ende der beiden Zylinder 2, 3 herausgeführt. An diesem Ende ist das durch die Zylinder 2, 3 gebildete Gehäuse durch eine Abschlußscheibe 9 verschlossen, die an ihrem Außenumfang mittels einer Ringdichtung 10 ge­ genüber der Innenwand 11 des Außenzylinders 3 gasdicht abgedichtet ist. Die Abschlußscheibe 9 ist durch eine Umbördelung 12 des Außenzylinders 3 axial nach außen gehalten. Auf der Innenseite liegt gegen die Abschluß­ scheibe 9 eine topfförmige Hülse 13 an, die eine Mehrfach-Lippen-Dichtung 14 aufnimmt, die mit ihren Lippen dichtend gegen die Kolbenstange 8 an­ liegt. Dadurch wird ein Gasaustritt entlang der Oberfläche der Kolben­ stange 8 nach außen unterbunden.

Gegen die Hülse 13 stützt sich vom Innenraum des Gehäuses, d. h. von der Innenwand des äußeren Zylinders 3 her, ein dort anliegendes Zentrier­ stück 15 ab, das mit Rippen 16 versehen ist, auf denen der Innenzylinder 2 mit seiner Innenwand 7 radial abgestützt, also zentriert ist.

An dem dem Kolbenstangenaustritt entgegengesetzten Ende der Zylinder 2, 3 ist ein Ventil 17 angeordnet, mittels dessen der im Innenzylinder 2 zwischen dem Kolben 5 und dem Ventil 17 befindliche Gehäuseraum 18 mit dem Ringraum 4 und damit einem Gehäuseraum 19 jenseits des Kolbens 5 verbunden bzw. von diesem getrennt werden kann.

Das Ventil 17 weist einen Ventilkörper 20 auf, der über einen Ringbund 21 in dem Außenzylinder 3 und über einen Ringbund 22 in dem Innenzy­ linder 2 zentriert ist. Im Bereich der Ringbunde 21, 22 eingesetzte Dich­ tringe 23, 24 sorgen für eine gasdichte Abdichtung.

In dem Ventilkörper 17 ist ein Ventilstift 25 axial beweglich dichtend geführt. Zur gasdichten Führung sind zwei Dichtringe 27, 28 eingesetzt.

Der Ventilstift 25 ragt unter Ausbildung eines Betätigungsabschnittes 29 nach außen aus dem Ventilkörper 17 heraus. Der Ventilstift 25 weist in der Mitte zwischen seinen äußeren Führungsabschnitten einen verjüngten Abschnitt 30 auf, der zusammen mit dem Ventilkörper 17 einen Ringraum 31 definiert. In diesen Ringraum 31 mündet ein senkrecht zur Längsachse verlaufender Überströmkanal 32 ein, der den Ringraum 31 mit dem Raum 4 zwischen den Zylindern 2 bzw. 3 verbindet. Dieser Überströmkanal 32 ist an seiner Austrittsseite mit einem Drosselkanal versehen. Je nach der Stellung des Ventilstiftes 25 kann Gas aus dem Ringraum 4 in den Raum 18 gelangen oder nicht, d. h. je nachdem ist eine Längenverstellung der Gasfeder durch Verschieben der Kolbenstange 8 möglich oder nicht. Mit anderen Worten bestimmt also die axiale Position des Ventilstiftes 25 die Verstellbarkeit. Diese allgemeine Funktion einer längenverstellbaren Gasfeder ist beispielsweise aus der DE-PS 18 12 282 (entsprechend US-PS 36 56 593) im einzelnen bekannt.

Zur Betätigung des Ventilstiftes 25 schließt sich an den sich weiter nach vorne erstreckenden äußeren Zylinder 3, der mit einer Umbördelung 3′ den Ventilkörper 17 umschließt, eine auf den Ventilkörper endseitig dich­ tend aufgesetzte Hydraulikkammer 33 an, in der ein Hydraulikkolben 34 mit einer an der Innenwand der Hydraulikkammer 33 anliegenden Ring­ dichtung 35 dichtend axial verschiebbar ist.

Die dem Ventilkörper 17 zugewandte Stirnseite 36 des Hydraulikkolbens 34 weist eine Ausnehmung 37 auf, die das freie Betätigungsende 29 des Ven­ tilstiftes 25 umgreift.

Die Hydraulikkammer 33 weist an der dem Ventilkörper 17 abgewandten Seite eine Einlaßöffnung 38 auf. Ein gemeinsames äußeres Gehäuse 39 um­ gibt die Gasfeder 1, d. h. deren Außenzylinder 3, und die Hydraulikkam­ mer 33, wobei das Ende 40 des Gehäuses 39 im Bereich der Einlaßöffnung 38 umbördelt ist und auf diese Weise die Hydraulikkammer 33 gegen den Ventilkörper 17 festlegt. An dem der Umbördelung 40 gegenüberliegenden Ende des Gehäuses 39 ist eine Schraube 41 eingesetzt, die die Gasfeder 1 und die Hydraulikkammer 33 gegen das umbördelte Ende 40 verspannt.

In die Einlaßöffnung 38 ist eine Hydraulikleitung 42 eingesetzt, die an ihrem Ende einen Ringbund 43 und eine Ringwulst 44 aufweist. Die Ring­ wulst 44 kann in die Einlaßöffnung 38 eingeschoben werden und rastet nach Durchsetzen der Einlaßöffnung 38 ein. Eine im Stirnbereich vorgese­ hene Dichtung 45 sorgt für einen dichten Sitz der Hydraulikleitung 42, welche im Anschluß an das vorstehend beschriebene Endstück 46 auch als Kunststoffleitung 47 ausgebildet sein kann.

Zur Betätigung des Hydraulikkolbens 34 bzw. des Ventilstiftes 25 ist ein in der Zeichnung links oben dargestellter Hydraulikgeber 48 vorgesehen, der ebenfalls eine Hydraulikkammer 49 in einem Gehäuse 50 mit einer Auslaßöffnung 51 aufweist. Ein Endstück 46 entsprechend dem vorstehend beschriebenen ist in die Einlaßöffnung 38 elastisch und dichtend einge­ rastet, wobei die zum Einrasten erforderliche Elastizität aufgrund von Schlitzen 52 im Bereich des Ringwulstes 44 erreicht wird.

In der Hydraulikkammer 49 ist ein Hydraulikkolben 53 aufgrund eines Dichtrings 54 dichtend axial verschiebbar, und zwar unter der Einwir­ kung einer einen Deckel 55, der durch Schrauben 56 auf das Gehäuse 50 aufgeschraubt ist, durchsetzenden Betätigungsstange 57, die endseitig mit einem Betätigungsknopf 58 versehen ist. Eine Schraubenfeder 59 stützt sich einerseits an der Außenseite des Deckels 55 und andererseits an der Innenseite des Betätigungsknopfes 58 ab und drückt diesen dementspre­ chend in eine Position, in welcher das System nicht mit Hydraulikdruck beaufschlagt, d. h. nicht betätigt wird.

Im Ausführungsbeispiel ist die Querschnittsfläche des Hydraulikkolbens 53 des Hydraulikgebers 48 etwa gleich groß gezeichnet wie die Querschnitts­ fläche des Hydraulikkolbens 34 der Betätigungseinrichtung an der Gasfe­ der 1. Für viele praktische Anwendungsfälle wird man jedoch vorsehen, daß die Querschnittsfläche des Kolbens 53 des Hydraulikgebers 48 bei größerem Betätigungsweg kleiner ist, um hierdurch eine leichtere Betäti­ gung zu ermöglichen.

Wird durch Betätigen des Knopfes 58 der Hydraulikkolben 53 in der Zeich­ nung nach links verschoben und damit Druck über die Leitung 47 auf die in der Zeichnung linke Seite des Kolbens 34 in der Hydraulikkammer 33 gegeben, verschiebt sich dieser in der Zeichnung nach rechts und betä­ tigt damit den Ventilstift 25, so daß in dieser Situation eine Längenver­ stellung der Gasfeder aufgrund des eintretenden Druckausgleichs möglich wird. Sobald kein Druck mehr auf den Druckknopf 58 ausgeübt wird, wird dieser durch die Schraubenfeder 59 zurückgestellt und wegen des damit einhergehenden Unterdrucks wird der Kolben 34 unter gleichzeitiger Rück­ stellwirkung des Ventilstiftes 25 zurückgestellt.

Zur Erzielung einer einfachen Montage von Hydraulikgeber 48, Leitung 47 einschließlich der Endstücke 46 und Gehäuse 39 kann vorgesehen sein, daß in der Einlaßöffnung 38 der Hydraulikkammer 33 eine elastische Gum­ mikugel 60 sitzt, die vor der Montage die Einlaßöffnung dichtend ver­ schließt. Ebenso kann in dem Bereich vor dem Ringwulst 44 in dem End­ stück 46 eine elastische Gummikugel 61 angeordnet sein. Der Hydraulik­ geber 48 und die Leitung 47 werden werkseitig mit Hydraulikflüssigkeit gefüllt ebenso wie die Hydraulikkammer 33. Bei der Endmontage wird dann mit dem Ringwulst 44 die Kugel 60 in der Einlaßöffnung 38 in das Innere der Hydraulikkammer 33 gestoßen, wie dies in der Zeichnung angedeutet ist. Hierdurch wird die Einlaßöffnung 38 freigegeben, ohne daß Hydrau­ likflüssigkeit nach außen treten kann. Bei der erstmaligen Betätigung des Druckknopfes 58 wird die Gummikugel 61 aus der in der Zeichnung darge­ stellten Position nach rechts ebenfalls in das Innere der Hydraulikkammer 33 gedrückt und so eine durchgehende Hydraulikverbindung hergestellt.

Abweichend von der vorstehend beschriebenen Ausführungsform kann auch vorgesehen sein, daß das äußere Rohr der Gasfeder sich über das Ventil hinaus erstreckt und die Hydraulikkammer umschließt, so daß dementspre­ chend kein gesondertes äußeres Tragrohr vorgesehen zu sein braucht und eine noch stärkere Integration der hydraulischen Auslösung in die eigent­ liche Gasfeder erreicht wird.

Gemäß einer weiteren Variante kann auch noch vorgesehen sein, daß ein als Hydraulikleitung dienender Schlauch direkt an dem Verlängerungsstut­ zen der Kolbenführung angebracht ist, und zwar an der Stelle der im Zu­ sammenhang mit dem Ausführungsbeispiel beschriebenen Einlaßöffnung 38. Dementsprechend ist dort praktisch ein integriertes Anschlußelement vor­ gesehen.

Claims (7)

1. Längenverstellbare Gasfeder, mit zwei einander konzentrisch umschließenden, zwischen sich einen Ringraum begrenzenden und zumindest teil­ weise mit einem mit Druckgas gefüllten Zylinder, mit einem in dem Innen­ zylinder gleitend angeordneten, und an dessen Innenwand mit einer Dich­ tung anliegenden, den Innenraum des Innenzylinders in zwei Gehäuse­ räume trennenden Kolben, der mit einer zu einem Zylinderende hin abge­ dichtet nach außen herausgeführten Kolbenstange verbunden ist, mit einem den Ringraum und den zugeordneten Gehäuseraum im Bereich des Kolben­ stangenaustritts verbindenden Überströmkanal, mit einem die Zylinder am entgegengesetzten Ende nach außen abschließenden und den Ringraum mit dem anderen Gehäuseraum verbindenden Ventil, wobei das Ventil einen Ventilkörper und einen in dem Ventilkörper axial beweglichen Ventilstift zum Öffnen bzw. Schließen des Ventils aufweist, wobei der Ventilstift ein freies dichtend an dem der Kolbenstange abgewandten Ende nach außen geführten Betätigungsabschnitt aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Betätigungsabschnitt (29) des Ventilstifts (25) der Kolben (34) einer hydraulischen Betätigungseinrichtung unmittelbar einwirkt, wobei der Kolben (34) in einer Hydraulikkammer (33) dichtend längsverschiebbar ge­ lagert ist, und wobei das von dem Betätigungsabschnitt (29) abgewandte Ende der Hydraulikkammer (33) eine Einlaßöffnung (38) für eine Hydrau­ likleitung (47) aufweist, welche an ihrem freien Ende mit einem Hydrau­ likgeber (48) versehen ist, die Hydraulikkammer (33) und die Zylinder (2, 3) der Gasfeder (1) von einem gemeinsamen äußeren Gehäusemantel (19) umgeben sind, welcher sich von dem Anschlußelement bzw. der Ein­ laßöffnung (38) der Hydraulikkammer (33) bis zur Durchtrittsöffnung für die Kolbenstange (38) erstreckt.

2. Längenverstellbare Gasfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet an der Rückseite des äußeren Gehäusemantels (39) eine Schraube (41) einschraubbar ist, die die Gasfeder (1) und die Hydraulikkammer (33) gegen das umbördelte Ende (40) des äußeren Gehäusemantels (39) ver­ spannt.

3. Längenverstellbare Gasfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hydraulikgeber (48) einen mittels eines Druckknopfes (58) oder eines Schwenkhebels längsverschiebbaren Kolben (53) aufweist, der in einer Hydraulik-Kammer (49) dichtend angeordnet ist, und daß der Quer­ schnitt des Geber-Kolbens (53) kleiner ist als der Querschnitt des Kolbens (34) an dem Betätigungsabschnitt (29) des Ventilstiftes (25).

4. Längenverstellbare Gasfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hydraulikkolben (34) der Gasfeder eine topfartige Ausnehmung (37) aufweist, die das freie Ende des Betätigungsabschnitts (29) des Ven­ tilstiftes (25) umgreift.

5. Längenverstellbare Gasfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hydraulikleitung (47) bzw. deren Endstück (46) endseitig einen Ringwulst (44) aufweist, der in die Einlaßöffnung (38) der Hydraulikkam­ mer (33) einrastbar ist.

6. Verfahren zur Montage einer längenverstellbaren Gasfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Hydraulikkammer der Gasfeder mit Öl gefüllt und die einer Einlaßöffnung mit einem elasti­ schen Pfropfen verschlossen wird, daß der Hydraulik-Geber und die Hy­ draulikleitung mit Öl gefüllt werden und die Auslaßleitung im Auslaßbe­ reich mit einem elastischen Pfropfen verschlossen wird, und daß zur Mon­ tage dann das freie Ende der Hydraulikleitung in die Einlaßöffnung ein­ gerastet und dabei der diese Öffnung verschließende Pfropfen in den Innenraum der Hydraulikkammer gedrückt wird, wobei bei der erstmaligen Betätigung des Hydraulik-Gebers der die Auslaßöffnung der Hydrauliklei­ tung verschließende Pfropfen herausgedrückt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einer der Pfropfen als elastische Gummikugel ausgebildet ist.