DE4216573C2 - Gasfeder - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Gasfeder mit einem
Zylinder, welcher eine unter Druck stehende Gasfüllung
aufweist und in dem ein mit einer Kolbenstange
verbundener Kolben gleitet, wobei am
Kolbenstangenaustrittsbereich des Zylinders eine
Dichtung angeordnet ist, die sich axial an einer
Kolbenstangenführung abstützt.
Gattungsgemäße Gasfedern finden bei Kraftfahrzeugen,
beispielsweise bei Kofferraumdeckeln oder Motorhauben,
Anwendung und erleichtern das Hochklappen dieser Teile
durch Gewichtsausgleich oder entfalten eine
Dämpfwirkung beim Schließen der Teile. Je nach
Anwendungsfall ist der Zylinder mit einem Gasdruck bis
zu 320 bar beaufschlagt. Im Gegensatz zu Stoßdämpfern
treten bei Gasfedern keine hohen
Kolbenstangen-Geschwindigkeiten auf. Aufgrund der ein-
und ausfahrenden Kolbenstange schwankt der Gasdruck im
Zylinder und es gilt, den hohen Druck sicher
abzudichten. Die hierfür verwendeten Dichtungen sind
spezielle Dichtringe, die auch bei erhöhtem Druck,
d. h. bei einem Druck der den Fülldruck noch
übersteigt, absolut dicht sind. Dieses führt dazu, daß
bei Überbeanspruchung der Gasfeder, wie beispielsweise
bei einem Fahrzeugbrand, durch die Expansion des Gases
der Gasdruck steigt bis der Zylinder zerstört wird
bevor die Dichtung das Gas ausströmen lassen kann. Auf
diese Weise können Einzelteile aus dem Zylinder mit
hoher kinetischer Energie freigesetzt werden, die dann
als Geschosse wirken und erheblichen Schaden
verursachen können.
Die DE-OS 24 57 938 offenbart eine Gasfeder, die im
Hinblick auf diese Problematik Sollbruchstellen im
Zylinder vorsieht. Eine Sollbruchstelle im Zylinder
birgt die Gefahr, daß die Gasfeder bei einer
auftretenden Biegebeanspruchung schon im normalen
Betrieb zerstört wird. Darüber hinaus muß die
Wandstärke des Zylinders größer sein, damit die
Sollbruchstelle noch eine genügende Festigkeit
besitzt, wodurch jedoch die Herstellungskosten und das
Gewicht der Gasfeder steigen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine
gattungsgemäße Gasfeder hinsichtlich der auftretenden
Gefahren bei Überbeanspruchung zu verbessern.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die
Kolbenstangenführung auf der der Dichtung zugekehrten
Stirnseite mehrere über den Umfang verteilte
Ausnehmungen in Form von Schlitzen aufweist, die sich
radial vom Außenumfang ausgehend in Richtung auf die
Kolbenstange erstrecken, in die bei erhöhtem Überdruck
die Dichtung partiell eindrückbar ist, so daß die
Dichtung eine lokale Undichtigkeitsstelle erzeugt. Auf
diese Weise wird eine Überdrucksicherung für die
Gasfeder geschaffen, die über die Dichtung und über
die Kolbenstangenführung wirkt, so daß der Zylinder in
seiner Konstruktion nicht verändert werden braucht.
Je nach Anwendungsfall ist die Dichtung mit einer
Verstärkungsscheibe versehen, die sich zwischen
Kolbenstangenführung und Dichtring erstreckt. Diese
Verstärkungsscheibe weist korrespondierend zu den
Schlitzen in der Kolbenstangenführung Schlitze auf.
Die Dichtung wird bei erhöhtem Druck durch die
Schlitze in die Ausnehmung gedrückt, dabei reißt die
Dichtung ein und das Gas kann entweichen.
Alternativ besteht die Möglichkeit, die Ausnehmung in
der Kolbenstangenführung als umlaufende Ringnut
auszubilden, wobei in der Ringnut Axialanschläge
vorgesehen sind, die sich axial am Rücken der Dichtung
während des normalen Betriebes abstützen.
Vorzugsweise sind die Axialanschläge als schmale Stege
ausgebildet, die einstückig mit der
Kolbenstangenführung verbunden sind. Die Ringnut kann
am Innenumfang der der Dichtung zugewandten Stirnseite
der Kolbenstangenführung angeordnet sein, wobei die
Stege sich radial von der Kolbenstange ausgehend zum
Außenumfang der Ringnut hin erstrecken und dabei zum
außenumfangseitigen Nutrand hin einen Spalt bilden.
Bei normalem Gasdruck wird die Dichtung über die Stege
fixiert, bei erhöhtem Druck brechen die Stege und die
Dichtung wird in die Ringnut gedrückt.
Zur Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe kann darüber
hinaus die Kolbenstangenführung einen Bereich
aufweisen, der bei erhöhtem Überdruck von der Dichtung
in Richtung des Kolbenstangenaustrittsbereichs axial
verschiebbar ist, so daß die Dichtung eine lokale
Undichtigkeitsstelle erzeugt, wobei der Bereich über
eine Trennstelle kraftschlüssig mit der
Kolbenstangenführung verbunden ist. In diesem Fall wird
die Ausnehmung, den die Dichtung benötigt um zu kippen
und damit das Gas entweichen zu lassen, dadurch
erzeugt, daß ein mit der Kolbenstangenführung
verbundenes Teil axial ausweicht.
Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und
wird im folgenden näher erläutert: Es zeigen
Fig. 1 Gasfeder bekannter Bauart,
Fig. 2 Ausschnitt einer erfindungsgemäßen
Gasfeder im Halbschnitt,
Fig. 3 Ansicht gemäß Schnitt III-III,
Fig. 4 alternative Ausbildung gemäß Fig. 2,
Fig. 5 Ansicht gemäß Schnitt V - V,
Fig. 6 alternative Ausbildung gemäß Fig. 2.
Die Fig. 1 zeigt eine Gasfeder (1) bekannter Bauart.
Die Gasfeder (1) besteht aus einem Zylinder (2), der
auf einer Seite mit einem Deckel (3) und auf der axial
gegenüberliegenden Seite durch eine Dichtung (4)
gasdicht verschlossen ist. Im Inneren des Zylinders
(2) gleitet ein mit einer Kolbenstange (6) verbundener
Kolben (5). Die Dichtung (4) stützt sich axial an
einer Kolbenstangenführung (7) ab. Axial vor der
Dichtung (4) ist ein Stützglied (18) angeordnet, so
daß die Dichtung (4) axial festgelegt ist.
Die Fig. 2 zeigt einen Ausschnitt einer
erfindungsgemäßen Gasfeder. Die erfindungsgemäße
Gasfeder (1′) unterscheidet sich von der bekannten
Gasfeder (1) lediglich durch die Dichtung (4′) und die
Kolbenstangenführung (7′). Die Kolbenstangenführung
(7′) weist über den Umfang mehrere am Außenumfang
beginnende radial nach innen sich erstreckende
Ausnehmungen (8) - Fig. 3 - auf. Die Stirnfläche (9)
der Kolbenstangenführung (7′) stützt während des
normalen Betriebes die Dichtung (4′) axial ab. Die
Dichtung (4′) kann je nach Anwendungsfall eine
metallische Verstärkungsscheibe (10) im Dichtringrücken
aufweisen. Diese Verstärkungsscheibe (10) weist
ebenfalls die gleichen Ausnehmungen (8) auf wie die
Kolbenstangenführung (7′). Beim Auftreten von
entsprechend der Auslegung überhöhtem Druck im
Zylinder (2) wird die Dichtung (4′) in die
Ausnehmungen (8) gedrückt. Bei diesem Vorgang reißt
das Dichtungsmaterial ein und das im Zylinder (2)
vorhandene Gas kann durch die Dichtung entweichen,
ohne daß ein Bauteil aus der Gasfeder geschoßartig
herauskatapultiert wird.
Die Fig. 4 zeigt eine alternative Ausbildung der
Kolbenstangenführung (7′′′) und der Dichtung (4′′). In
diesem Fall ist als Freiraum für die Dichtung (4′′)
eine umlaufende Ringnut (11) - Fig. 5 - vorgesehen,
so daß die Kolbenstangenführung (7′′) einen Ringsteg
(12) aufweist. In der Ringnut (11) erstrecken sich
Axialanschläge (13), die als schmale Stege ausgebildet
sind. Zwischen dem Ringsteg (12) und den Stegen (13)
ist ein Spalt (14) vorgesehen, damit die Stege (13)
leicht von der Kolbenstangenführung (7′′) abbrechen
können. Im normalen Betrieb stützt sich die Dichtung
(4′′) über den Ringsteg (12) und die Stege (13) axial
an der Kolbenstangenführung (7′′) ab. Gegebenenfalls
kann eine Verstärkungsscheibe (10′) vorgesehen sein;
diese sollte sich aber radial unterhalb des Ringsteges
(12) erstrecken. Die Stege (13) sind so dimensioniert,
daß sie bei Belastung oberhalb des Betriebsdruckes
brechen. In diesem Fall wird die Dichtung (4′′) von
dem Gasdruck in die Ringnut (11) geschoben, der
Ringsteg (12) öffnet die Dichtung (4′′), und das Gas
kann entweichen.
Die Fig. 6 zeigt eine weitere mögliche Ausbildung der
Kolbenstangenführung (7′′′). In diesem Fall weist die
Kolbenstangenführung (7′′′) einen Bereich (15) auf,
der im normalen Betrieb am Rücken der Dichtung (4′′′)
anliegt. Der Bereich (15) kann aus einem separaten
Bauteil bestehen, welches kraftschlüssig über eine
Trennstelle mit der Kolbenstangenführung (7′′′)
verbunden ist oder aber, wie dargestellt, einstückig
mit der Kolbenstangenführung (7′′′) verbunden sein,
wobei die Trennstelle als Sollbruchstelle (17)
ausgebildet ist.
Bei erhöhtem Überdruck drückt die Dichtung (4′′′) auf
die Stirnfläche (19) des Bereichs (15) und verschiebt
den Bereich (15) in Richtung des
Kolbenstangenaustrittsbereichs (16), dabei kippt die
Dichtung (4′′′) und erzeugt hierdurch eine lokale
Undichtigkeitsstelle und das Gas kann entweichen.
Claims (7)
1. Gasfeder mit einem Zylinder, welcher eine unter
Druck stehende Gasfüllung aufweist und in dem
ein mit einer Kolbenstange verbundener Kolben
gleitet, wobei am Kolbenstangenaustrittsbereich
des Zylinders eine Dichtung angeordnet ist, die
sich axial in einer Kolbenstangenführung
abstützt, dadurch gekennzeichnet, daß die
Kolbenstangenführung (7′, 7′′) auf der der
Dichtung (4′, 4′′) zugekehrten Stirnseite
mehrere über den Umfang verteilte Ausnehmungen
(8) in Form von Schlitzen aufweist, die sich
radial vom Außenumfang ausgehend, in Richtung
auf die Kolbenstange (6) erstrecken, in die bei
erhöhtem Überdruck die Dichtung (4′) partiell
eindrückbar ist, so daß die Dichtung (4′) eine
lokale Undichtigkeitsstelle erzeugt.
2. Gasfeder nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß axial zwischen Dichtung (4′)
und Kolbenstangenführung (7′) eine
Verstärkungsscheibe (10) angeordnet ist, die,
korrespondierend zur Kolbenstangenführung (7′),
Schlitze (8) aufweist.
3. Gasfeder mit einem Zylinder, welcher eine unter
Druck stehende Gasfüllung aufweist und in dem
ein mit einer Kolbenstange verbundener Kolben
gleitet, wobei am Kolbenstangenaustrittsbereich
des Zylinders eine Dichtung angeordnet ist, die
sich axial in einer Kolbenstangenführung
abstützt, dadurch gekennzeichnet, daß die
Ausnehmung eine umlaufende Ringnut (11) ist und
daß in der Ringnut (11) Axialanschläge (13)
angeordnet sind.
4. Gasfeder nach Anspruch 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Axialanschläge (13) als
schmale Stege ausgebildet sind.
5. Gasfeder nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die Stege (13) einstückig
mit der Kolbenstangenführung (7′′) verbunden
sind.
6. Gasfeder nach den Ansprüchen 3 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die Ringnut (11) am
Innenumfang der der Dichtung (4′′) zugewandten
Stirnseite der Kolbenstangenführung (7′′)
angeordnet ist und die Stege (13) sich radial
von der Kolbenstange (6) ausgehend zum
Außenumfang der Ringnut (11) hin erstrecken und
dabei zum außenumfangseitigen Nutrand hin einen
Spalt (14) bilden.
7. Gasfeder mit einem Zylinder, welcher eine unter
Druck stehende Gasfüllung aufweist und in dem
ein mit einer Kolbenstange verbundener Kolben
gleitet, wobei am Kolbenstangenaustrittsbereich
des Zylinders eine Dichtung angeordnet ist, die
sich axial in einer Kolbenstangenführung
abstützt, dadurch gekennzeichnet, daß die
Kolbenstangenführung (7′′′) einen Bereich (15)
aufweist, der bei erhöhtem Überdruck von der
Dichtung (4′′′) in Richtung des
Kolbenstangenaustrittsbereichs (16) axial
verschiebbar ist, so daß die Dichtung (4′′′)
eine lokale Undichtigkeitsstelle erzeugt und daß
der Bereich (15) über eine Trennstelle
kraftschlüssig mit der Kolbenstangenführung
(7′′′) verbunden ist.
Priority Applications (1)
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Owner name: GOETZE ELASTOMERE GMBH, 51379 LEVERKUSEN, DE |
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