DE4227554A1 - Fluidendruckfeder - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Fluidendruckfeder, umfassend einen Zylinder mit einer Achse, einem ersten und einem zweiten Ende und einem Hohlraum innerhalb des Zylinders, ferner umfassend eine Kolbenstange, welche mindestens an dem ersten Ende durch eine Führungs- und Dichtungseinheit in Richtung der Achse in den Hohlraum zwischen einer inneren und einer äußeren Endstellung axial verschieblich eingeführt ist und ein unter Druck stehendes Fluid innerhalb des Hohl­ raums, wobei zwischen dem Zylinder und der Kolbenstange ein Ringraum gebildet ist.

Solche Fluidendruckfedern enthalten als Druckfluid häufig ein Druckgas. Es soll aber nicht ausgeschlossen sein, daß eine Druckflüssigkeit in dem Hohlraum unter Druck enthalten ist, wobei der Druck beispielsweise durch ein Gaspolster oder aber auch durch einen von einer mechanischen Feder belasteten Trennkolben gebildet ist.

Fluidendruckfedern dieser Art sind in großem Umfang bekannt. Sie werden beispielsweise dazu verwendet, um bei Kraftfahr­ zeugen das Anheben von Kofferraumdeckeln und Motorhauben aus einer Schließstellung in eine Öffnungsstellung zu bewirken oder zu unterstützen.

Wenn man eine solche Fluidendruckfeder dazu benutzt, um etwa einen Kofferraumdeckel aus einer Schließstellung in eine Öffnungsstellung anzuheben, so bedarf es hierzu einer geeigneten Einstellung des Fluidendrucks in dem Hohlraum, so daß die von dem Fluidendruck auf die Kolbenstange ausgeübte Ausschubkraft ausreicht, um die durch das Schwerkraftmoment des Kofferraumdeckels ausgeübte Gegenkraft zu überwinden. Dann bewirkt die Fluidendruckfeder, daß der Kofferraum­ deckel, wenn einmal das Kofferraumschloß geöffnet ist und gegebenenfalls eine kleine Öffnungsbewegung von Hand ein­ geleitet worden ist, eine Öffnung des Kofferraumdeckels bis in die maximale Öffnungsstellung, die durch Anschläge ent­ weder zwischen dem Kofferraumdeckel und der Karosserie oder durch Anschläge innerhalb der Gasfeder festgelegt sein kann.

Nun ist es aber nicht immer erwünscht, daß der Kofferraum­ deckel durch die Fluidendruckfeder immer in die maximale, durch Anschläge festgelegte Öffnungsstellung geöffnet wird. Es ist vielmehr gelegentlich erwünscht, daß der Kofferraum­ deckel in einer Zwischenstellung anhält und dann durch ein zusätzliches Signal zu einer weitergehenden Öffnung veran­ laßt werden kann. Das vollständige Öffnen soll beispiels­ weise dann unterdrückt werden, wenn eine kleingewachsene Person den Kofferraumdeckel soll öffnen und auch wieder schließen können, also zu klein ist, um den vollständig geöffneten Kofferraumdeckel in die Schließstellung ohne besondere Anstrengungen zurückzuholen. Denkbar ist aber auch der Fall, daß eine Öffnung deshalb nur bis in eine Zwischen­ stellung zwangsläufig stattfinden soll, weil bei vollständig geöffneter Stellung die Gefahr von Kollisionen, etwa mit dem Sturz von Garageneinfahrten, besteht. Andererseits will man neben einer teilgeöffneten Stellung, welche auch für klein­ gewachsene Personen zugänglich ist und die Gefahr einer Kollision mit dem Sturz von Garageneinfahrten meidet, gelegentlich eine weitergehende oder vollständig geöffnete Stellung herbeiführen, etwa dann, wenn besonders sperrige Güter in einem Kofferraum oder in dem Gepäckraum eines Kombiwagens verstaut werden sollen.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift 33 01 544, entspre­ chend der US-PS 4 595 182, ist eine Gasfeder bekannt, bei welcher am inneren Ende der Kolbenstange ein Trennkolben fest angebracht ist. Dieser Trennkolben ist auf dem gesamten Hub der Kolbenstange gegenüber dem Zylinder mit der Kolben­ stange zur gemeinsamen Bewegung verbunden. In einem dem Boden der Gasfeder nahen Bewegungsbereich ist an der Innen­ umfangsfläche des Zylinders eine parallel zur Zylinderachse verlaufende Nut ausgebildet, so daß in einem Bewegungsbe­ reich der Kolbenstange, innerhalb dessen sich der Trenn­ kolben im Längsbereich der Nut bewegt, Arbeitskammern beid­ seits des Trennkolbens über die Nut miteinander in Verbin­ dung stehen. Durch die Bemessung des Nutquerschnitts kann dabei eine Drosselung des Gasflusses zwischen den beiden Arbeitskammern erreicht werden und damit eine Dämpfung der unter dem Gasdruck stattfindenden Ausfahrbewegung der Kol­ benstange. In dem Trennkolben ist eine Ringnut unterge­ bracht, welche einen Ventilring aufnimmt. Dieser Ventilring verhält sich als ein richtungsabhängiges Ventil. Dieses richtungsabhängige Ventil bewirkt, daß bei einer Ausfahr­ bewegung der Kolbenstange als Überströmquerschnitt zwischen den beiden Arbeitskammern nur der Querschnitt der Längsnut zur Verfügung steht und damit eine starke Dämpfung eintritt, während bei einer Einfahrbewegung der Kolbenstange durch eine Axialverlagerung des Ventilrings gegenüber dem Trenn­ kolben ein Bypass zu der durch die Längsnut bereitgestellten Überströmverbindung geöffnet wird, mit der Folge, daß bei ein er solchen Einfahrbewegung eine geringere, unter Umstän­ den vernachlässigbar kleine Dämpfung eintritt. Wenn nun bei einer solchen Ausgestaltung der Gasfeder der Kofferraum­ deckel geöffnet wird und gegebenenfalls nach einer von Hand eingeleiteten Anfangsöffnungsbewegung des Kofferraumdeckels die Kolbenstange unter der Wirkung des Gasdrucks ausge­ schoben wird und die vom Schwerkraftmoment des Kofferraum­ deckels herrührende Belastung auf die Gasfeder überwindet, so findet eine - gedämpfte - Öffnung des Kofferraumdeckels statt, in deren Verlauf die Kolbenstange aus dem Zylinder ausfährt. Diese zwangsläufige Öffnung wird solange fortge­ setzt, bis der mit der Kolbenstange verbundene Trennkolben das Ende der Längsnut erreicht. Wenn das Ende der Längsnut erreicht ist, so besteht keine Überströmverbindung mehr zwischen den beiden Arbeitskammern, da einerseits der Trennkolben von der Längsnut nicht mehr überbrückt wird und andererseits der Ventilring auch den Bypass schließt. Damit werden die beiden Arbeitskammern beidseits des Trennkolbens voneinander hermetisch abgeschlossen. Es bildet sich ein neuer Gleichgewichtszustand aus; die Bewegung des Koffer­ raumdeckels kommt zum Stillstand. In dem erwähnten Gleich­ gewichtszustand wirkt der Druck, in der sich bei Öffnungs­ bewegung, das heißt, Ausfahrbewegung der Kolbenstange, vergrößernden Arbeitskammer auf die volle Querschnitts­ fläche des Trennkolbens entsprechend dem Innenquerschnitt des Zylinders. Andererseits wirkt in der sich bei Öffnungs­ bewegung des Kofferraumdeckels verkleinernden Arbeitskammer der dort herrschende Druck nur auf die Ringfläche des Trennkolbens, die sich aus der Differenz des Zylinderinnen­ querschnitts und des Kolbenstangenquerschnitts ergibt. Schließlich wirkt auf die Gasfeder die von dem Schwerkraft­ moment des Kofferraumdeckels herrührende Einschubkraft. Diese Einschubkraft wirkt auf die Kolbenstange im gleichen Sinne wie der Druck auf die Ringfläche des Trennkolbens (die Reibungskräfte zwischen dem Trennkolben und der Innenum­ fangsfläche des Zylinders, insbesondere die sogenannte Los­ brechreibung, seien hier zur Vereinfachung der Darstellung einmal nachlässigt). Gleichgewicht, das heißt, Stillstand der Kolbenstange gegenüber dem Zylinder, tritt dann ein, wenn die im Sinne des Einschiebens der Kolbenstange wirken­ den Kräfte und die im Sinne des Ausschiebens der Kolbenstange wirkenden Kräfte gleich groß sind. Die Füllung des Zylinders mit Gas, der Querschnitt der Kolbenstange und der Innenquer­ schnitt des Zylinders sind nun so aufeinander eingestimmt, daß im Gleichgewichtszustand der auf den Ringquerschnitt wirkende Druck in der sich bei der Öffnungsbewegung des Kofferraumdeckels verkleinernden Arbeitskammer größer ist als der Druck in der sich bei dieser Öffnungsbewegung vergrößernden Arbeitskammer. Es besteht also eine Druck­ differenz zwischen einem größeren Druck in der sich verkleinernden Arbeitskammer und einem kleineren Druck in der sich vergrößernden Arbeitskammer. Diese Druckdifferenz kann sich aber zunächst nicht ausgleichen, weil die beiden Arbeitskammern durch den Trennkolben voneinander getrennt sind.

Um nun dennoch nach Erreichen dieser Zwischenstellung eine weitere Öffnung des Kofferraumdeckels durch weiteres Ausfahren der Kolbenstange aus dem Zylinder ermöglichen zu können, ist der Trennkolben durch ein druckdifferenzabhän­ giges Ventil überbrückt, das durch eine Vorspannfederung in Schließstellung gehalten wird und bei einem vorbestimmten Wert der Druckdifferenz zwischen dem Druck in der sich verkleinernden Arbeitskammer und dem kleineren Druck in der sich vergrößernden Arbeitskammer unter der Einwirkung dieses vorbestimmten Werts der Druckdifferenz öffnet. Indem man nun an den Kofferraumdeckel Hand anlegt und diesen im Sinne einer weiteren Öffnung zu verschwenken versucht, kann man den Druck in der sich verkleinernden Arbeitskammer ver­ größern und gleichzeitig den Druck in der sich vergrößernden Arbeitskammer verkleinern, so daß die vorbestimmte Druck­ differenz erreicht wird, bei der sich das druckabhängige Ventil öffnet. Dann kann durch das geöffnete druckabhängige Ventil Gas aus der sich verkleinernden Arbeitskammer in die sich vergrößernde Arbeitskammer überströmen und dement­ sprechend kann der Kofferraumdeckel weiter geöffnet werden.

Hört die von Hand auf den Kofferraumdeckel im Öffnungssinn ausgeübte Kraft auf, so stellt sich wieder ein Gleichge­ wichtszustand ein und der Kofferraumdeckel bleibt in der erreichten Stellung stehen.

Es ist ohne weiteres verständlich, daß der Kofferraumdeckel bei dieser Ausführungsform nur dann zum Stillstand kommen kann, wenn nach Verlassen des Bereichs der Längsnut eine hermetische Abdichtung zwischen den beiden Arbeitskammern besteht, das heißt, durch den Ventilring vermittelt wird.

Da - wie gesagt - der Trennkolben fest mit der Kolbenstange verbunden ist, bewegt sich der Trennkolben ständig mit der Kolbenstange gegenüber dem Zylinder, wann immer eine Bewegung des Kofferraumdeckels stattfindet. Dies gilt ins­ besondere auch für die am häufigsten auftretenden Bewegungen der Kolbenstange gegenüber dem Zylinder, bei denen sich der Trennkolben längs der Längsnut bewegt, also bei den Bewegungen des Kofferraumdeckels zwischen seiner Schließ­ stellung und seiner teilweise geöffneten Zwischenstellung. Diese Bewegungen führen zwangsläufig zu einer Abnutzung des Ventilrings und infolge dieser Abnutzungen wird die Dicht­ funktion des Dichtrings beeinträchtigt, die zu einer Fest­ stellung des Kofferraumdeckels in der teilgeöffneten Zwischenstellung unbedingt erforderlich ist. Dies kann dazu führen, daß nach längerer Gebrauchszeit der Kofferraumdeckel in der Zwischenstellung nicht mehr - wie gewünscht - von selber stehenbleibt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Fluidendruck­ feder anzugeben, die zu einer selbsttätigen Ausschubbewegung bis zu einer gewissen Zwischenstellung geeignet ist, über diese Zwischenstellung hinaus aber nur durch Auszugswirkung auf die Kolbenstange bewegt werden kann, wobei dieses Verhalten über eine verlängerte Betriebszeit hinweg aufrechterhalten werden soll.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einer Fluidendruckfeder der eingangs bezeichneten Art vorgeschlagen, daß in dem Ringraum eine Trennkolbeneinheit untergebracht ist, welche zwischen einer ersten, dem ersten Ende nahen, und einer zweiten, zwischen dem ersten und dem zweiten Ende gelegenen Endstellung innerhalb des Hohlraums in axialer Richtung, relativ zum Zylinder und zur Kolbenstange beweglich ist und eine erste, dem ersten Ende nahe, ringförmige Arbeits­ kammer von einer dem zweiten Ende nahen zweiten Arbeitskam­ mer trennt, daß an der Trennkolbeneinheit und der Kolben­ stange Mitnahmemittel angebracht sind, welche beim Ausfahren der Kolbenstange über eine vorbestimmte Zwischenstellung hinaus miteinander in Eingriff treten und beim weiteren Aus fahren der Kolbenstange die Trennkolbeneinheit aus der zweiten Endstellung in Richtung auf die erste Endstellung mitnehmen, daß Rückstellmittel vorgesehen sind, welche beim Einfahren der Kolbenstange in Richtung auf die vorbestimmte Zwischenstellung der Kolbenstange eine Rückkehr der Trenn­ kolbeneinheit in Richtung auf deren zweite Endstellung bewirken und ein weiteres Einfahren der Kolbenstange über die Zwischenstellung hinaus bei in der zweiten Endstellung verharrender Trennkolbeneinheit gestatten, daß die erste Arbeitskammer mit der zweiten Arbeitskammer über eine erste von der Bewegungsrichtung der Trennkolbeneinheit abhängige Ventilanordnung verbindbar ist, welche bei einer Bewegung der Trennkolbeneinheit in Richtung von der zweiten Endstel­ lung zur ersten Endstellung die beiden Arbeitskammern von­ einander trennt und bei einer Bewegung der Trennkolben­ einheit in Richtung von der ersten Endstellung zu der zweiten Endstellung die beiden Arbeitskammern miteinander verbindet und daß die beiden Arbeitskammern ferner durch eine zweite druckdifferenzabhängige Ventilanordnung miteinander verbindbar sind, welche bei einer vorbestimmten Druckdifferenz zwischen einem größeren Druck in der ersten Arbeitskammer und einem kleineren Druck in der zweiten Arbeitskammer öffnet.

Es ist ohne weiteres ersichtlich, daß bei der erfindungs­ gemäßen Ausbildung die Trennkolbeneinheit nur noch dann bewegt wird, wenn die Kolbenstange über die Zwischenstellung hinaus in Richtung auf die äußere Endstellung der Kolben­ stange fährt. Dies kommt aber, wenn die Zwischenstellung die Normalöffnungsstellung etwa eines Kofferraumdeckels ist, im Laufe des Betriebs eines Kraftfahrzeugs relativ selten vor. Dies bedeutet, daß die bewegungsrichtungsabhängige Ventil­ anordnung während der Betriebszeit des Kraftfahrzeugs ver­ hältnismäßig wenig belastet wird und nur geringer Abnutzung unterliegt und dies führt zu einer verlängerten Lebensdauer. Es ist zwar zu berücksichtigen, daß zur Trennung der beiden Arbeitskammern auch eine Dichtung zwischen der Kolbenstange und der Trennkolbeneinheit notwendig ist und daß diese Dichtung bei der erfindungsgemäßen Lösung ständig belastet ist und insbesondere dann belastet ist, wenn die Kolbenstange im Normalbetrieb zwischen ihrer inneren Endstellung und ihrer Zwischenstellung hin- und herfährt. Diese Dichtung ist aber weit weniger empfindlich als das Dichtelement einer bewegungsrich­ tungsabhängigen Ventilanordnung, weil sie an der mit besonders hoher Oberflächengüte bearbeiteten Kolbenstange anliegt und weil sie in der Trennkolbeneinheit exakt und unbeweglich festgelegt werden kann im Gegensatz zu dem Dichtelement einer bewegungsrich­ tungsabhängigen Ventilanordnung, das im Hinblick auf die Bewe­ gungsrichtungsabhängigkeit ein axiales Spiel gegenüber der Trenn­ kolbeneinheit besitzen muß.

Die verringerte Abnutzung des der Trennkolbeneinheit zuge­ ordneten bewegungsrichtungsabhängigen Ventils ist insbesondere auch dadurch bedingt, daß das Dichtelement dieses Ventils, welches beispielsweise als Dichtring ausgebildet ist, regelmäßig an einer glatten Innenumfangs­ fläche des Zylinders läuft, das heißt, einer Innenumfangs­ fläche, in der keine verschleißerhöhende Längsnut vorgesehen ist.

Die Rückstellmittel können beispielsweise von einem reibend wirksamen Rückstellring zwischen Trennkolbeneinheit und der Kolbenstange gebildet sein, welcher gleichzeitig auch Dichtungsfunktion ausüben kann. Es könnte sich allerdings wiederum unter dem Gesichtspunkt der Lebensdauer empfehlen, die Funktion der Reibungsmitnahme und die Funktion der Dichtung auf zwei getrennte Ringelemente zu übertragen, um die Dichtung über längere Zeit aufrecht erhalten zu können. Es kann erwünscht sein, den Rückstellring durch geeignete Formgebung und/oder Materialauswahl so zu gestalten, daß bei einer Ausfahrbewegung der Kolbenstange gegenüber der in der zweiten Endstellung verharrenden Trennkolbeneinheit eine geringere axiale Mitnahmewirkung auftritt als bei einem Einfahren der Kolbenstange gegenüber der in ihrer zweiten Endstellung verharrenden Trennkolbeneinheit. Dies könnte auch für die Dauerhaftigkeit der Mitnahmewirkung oder/und der Dichtwirkung von Vorteil sein.

Die Rückstellung der Trennkolbeneinheit aus ihrer ersten Endstellung in die zweite Endstellung kann auch durch eine Rückstellfeder zwischen dem ersten Ende des Zylinders und der Trennkolbeneinheit bewirkt werden, gegebenenfalls zusätzlich zu einem Rückstellring.

Die Rückstellmittel können zudem eine Schnappvorrichtung um­ fassen, die bei Ausfahren der Kolbenstange diese mit der Trenn­ kolbeneinheit verrastet und bei Einfahren der Kolbenstange eine Mitnahme der Trennkolbeneinheit bis zur Zwischenstellung ermög­ licht, wonach die Schnappvorrichtung sich löst.

Die bewegungsrichtungsabhängige Ventilanordnung kann mit einem Dichtring ausgeführt werden, welcher in einer Ring­ ventilkammer der Trennkolbeneinheit mit axialem Spiel untergebracht ist, reibend und dichtend an einer Innenum­ fangsfläche des Hohlraums anliegt und bei Bewegung der Trennkolbeneinheit in Richtung auf deren erste Endstellung an einer die Ringventilkammer zur zweiten Arbeitskammer hin begrenzenden Trennwand anliegt und eine erste, diese Trenn­ wand überbrückende Verbindung von der Ringventilkammer zur zweiten Arbeitskammer sperrt. Dies ist eine im Prinzip aus der DE-OS 33 01 544 bekannte Lösung.

Die druckdifferenzabhängige Ventilanordnung kann dann, wie ebenfalls aus der DE-OS 33 01 544 bekannt, einen Ventil­ körper aufweisen, welcher eine zweite, die Ringventilkammer mit der zweiten Arbeitskammer verbindende Verbindung abdeckt und durch eine Federanordnung in eine Abdeckstellung vorge­ spannt ist.

Auch bei der erfindungsgemäßen Lösung kann es erwünscht sein, die Bewegung der Kolbenstange gegenüber dem Zylinder, insbesondere bei der zu einer Öffnung des Kofferraumdeckels bis in seine Zwischenstellung führenden Bewegung der Kolbenstange von ihrer inneren Endstellung bis in ihre Zwischenstellung zu dämpfen. Dies kann in der Weise geschehen, daß nahe einem inneren Ende der Kolbenstange ein Dämpfungskolben angebracht ist, welcher die zweite Arbeits­ kammer in zwei Dämpfungskammern unterteilt, nämlich eine der Trennkolbeneinheit nähere erste Dämpfungskammer und eine dem zweiten Ende nähere zweite Dämpfungskammer, wobei wenigstens bei Auswärtsbewegungen der Kolbenstange zwischen der inneren Endstellung und der Zwischenstellung eine gedrosselte Strömungsverbindung zwischen der ersten Dämpfungskammer und der zweiten Dämpfungskammer besteht. Diese gedrosselte Strömungsverbindung zwischen der ersten Dämpfungskammer und der zweiten Dämpfungskammer kann durch mindestens eine axial verlaufende Überbrückungsnut an einer Innenumfangsfläche des Hohlraums gebildet sein, welche sich mindestens über einen Teil des Axialwegs des Dämpfungskolbens erstreckt, der dem Weg der Kolbenstange zwischen der inneren Endstellung und der Zwischenstellung entspricht. Dabei kann zur Erzielung eines gewünschten Geschwindigkeitsverlaufs des Kofferraum­ deckels während seiner Öffnungsbewegung von der Schließ­ stellung bis zur Zwischenstellung der Nutquerschnitt der Überbrückungsnut in Achsrichtung variabel sein. Insbesondere ist es denkbar, daß zur Verlangsamung der Bewegung des Kofferraumdeckels bei Annäherung an die Zwischenstellung der Nutquerschnitt der Überbrückungsnut vom zweiten Ende in Richtung auf die Trennkolbeneinheit hin abnimmt.

Es ist ohne weiteres ersichtlich und aus der bereits er­ wähnten DE-OS 33 01 544 bekannt, daß eine Dämpfung der Kolbenstangenbewegung gegenüber dem Zylinder beim Ausfahren der Kolbenstange von ihrer inneren Endstellung in die Zwischenstellung zwar erwünscht ist, daß eine Dämpfung bei einem Einfahren über den gleichen Weg aber weniger erwünscht ist. Man kann sich das ohne weiteres wieder an dem Anwen­ dungsbeispiel "Kofferraumdeckel bei Kraftfahrzeug" vorstel­ len. Hier will man zwar, daß der Kofferraumdeckel sich nach einem Öffnen des Schlosses langsam bis in die Zwischenstel­ lung bewegt. Man will aber nicht, daß die zum Schließen des Kofferraumdeckels notwendige Kraft durch eine große Fluiden­ dämpfung noch vergrößert wird und damit das Schließen des Kofferraumdeckels erschwert oder verlangsamt wird. Aus diesem Grunde ist entsprechend der Lösung in der DE-OS 33 01 544 vorgesehen, daß der Dämpfungskolben einen Dämpfungskolbenring umfaßt, welcher in einer Dämpfungs­ kolbenringkammer des Dämpfungskolbens untergebracht ist, dichtend an der Innenumfangsfläche des Hohlraums anliegt, axiales Spiel gegenüber dem Dämpfungskolben besitzt und bei Einwärtsfahrt des Dämpfungskolbens einen Nebendurchlaß zwischen den beiden Dämpfungskammern parallel zu der Überbrückungsnut freigibt, während bei Ausfahrt des Dämpfungskolbens dieser Nebendurchlaß geschlossen ist. Dieser Dämpfungskolbenring unterliegt natürlich einer Abnutzungserscheinung, denn da der Dämpfungskolben fest an der Kolbenstange befestigt ist, muß er jede Bewegung der Kolbenstange, also auch die am häufigsten auftretende Bewegung der Kolbenstange zwischen der inneren Endstellung und der Zwischenstellung, mitmachen. Dabei nützt sich der Dämpfungskolbenring naturgemaß ab, insbesondere dann, wenn der Dämpfungskolbenring in Berührung mit einer Über­ brückungsnut der Innenumfangsfläche des Zylinders läuft. Diese Abnutzung kann aber schlimmstenfalls zu einer Ver­ ringerung der Dämpfung führen, nicht aber zu einer Beein­ trächtigung einer Feststellfunktion in der Zwischenstellung.

Ist bei der erfindungsgemäßen Lösung ein Dämpfungskolben vorhanden, so ist weder notwendig noch erwünscht, daß dieser Dämpfungskolben auch dann bewegungsdämpfend wirksam ist, wenn sich die Kolbenstange in ihrem Bewegungsbereich zwischen ihrer Zwischenstellung und ihrer äußeren Endstel­ lung bewegt. Es ist deshalb vorgesehen, daß die Dämpfungs­ funktion des Dämpfungskolbens in diesem Bewegungsbereich der Kolbenstange ausgeschaltet ist und dies kann etwa dadurch erreicht werden, daß der Durchmesser der Innenumfangsfläche des Hohlraums in dem der Bewegung der Kolbenstange von ihrer inneren Endstellung bis zu ihrer Zwischenstellung entsprechenden Bewegungsbereich des Dämpfungskolbens kleiner ist als im axialen Bewegungsbereich der Trennkolbeneinheit.

Dann bildet sich zwangsläufig beim Übertritt des Dämpfungs­ kolbens in den axialen Bewegungsbereich der Trennkolben­ einheit ein Ringspalt zwischen Dämpfungskolben und Innen­ umfangsfläche des Zylinders und die Dämpfwirkung des Dämpfkolbens ist ausgeschaltet.

Die Herstellung des vorstehend erwähnten Durchmesserunter­ schieds kann dadurch erreicht werden, daß der Zylinder in seinem, dem Bewegungsbereich der Kolbenstange zwischen der inneren Endstellung und der Zwischenstellung entsprechenden Bewegungsbereich des Dämpfungskolbens eine Auskleidungshülse aufnimmt, an deren Innenumfangsfläche die Überbrückungsnut ausgebildet ist. Diese Ausbildung der Überbrückungsnut an einem gesonderten Auskleidungsteil hat überdies den Vorteil, daß diese Überbrückungsnut leichter und präziser hergestellt werden kann.

Die zweite Endstellung der Trennkolbeneinheit kann durch Anschlagmittel definiert sein, welche zylinderseitig etwa von einer Umfangseindrückung des Zylinders gebildet sind und eine über die zweite Endstellung der Trennkolbeneinheit hinausgehende Bewegung stoppen. Andererseits kann das der Trennkolbeneinheit zugeordnete Anschlagmittel von einem Anschlagring gebildet sein, wobei der Anschlagring gleich­ zeitig als Widerlager für eine der druckdifferenzabhängigen Ventilanordnung zugehörigen Federanordnung dienen kann.

Ist als Anschlag eine Umfangseindrückung vorhanden, so kann diese auch zur axialen Festlegung der oben erwähnten Aus­ kleidungshülse dienen.

In der eingangs diskutierten DE-OS 33 01 544 ist zur Dämpfung eine Längsnut in der Innenumfangsfläche des Zylin­ ders vorgesehen, welche den Trennkolben auf einem Teil seines Weges innerhalb des Zylinders überbrückt. Die Längs­ nut hat dort auf ihrer ganzen Länge im wesentlichen konstanten Querschnitt und endet abrupt dort, wo der Dämpfungskolben in seiner Zwischenstellung verharren soll. Dies bedeutet, daß die Dämpfung der Kolbenstangenbewegung gegenüber dem Zylinder im wesentlichen auf dem gesamten Weg zwischen der inneren Endstellung der Kolbenstange und ihrer Zwischenstellung, oder anders ausgedrückt, im Beispielsfall auf dem gesamten Weg von der Schließstellung des Kofferraum­ deckels bis zu dessen Stillstand in der Zwischenstellung gleichmäßig gedämpft ist. Es wurde nun erkannt, daß diese gleichmäßige Dämpfung unerwünscht sein kann, weil man entweder zur Erzielung einer kurzen Öffnungszeit die Dämpfung so gering machen muß, daß der Stillstand bei Er­ reichen der Zwischenstellung mehr oder minder schlagartig erfolgt oder aber zur Erzielung eines gedämpften Stillstands die Dämpfung so groß machen muß, daß die bis zum Erreichen des Stillstands vergehende Zeit für den Benutzer zu lang wird.

Es wird deshalb nach einem weiteren Aspekt der Erfindung vorgeschlagen, daß die Überbrückungsnut einen längs der Achse veränderlichen Querschnitt besitzt, welcher in Richtung vom zweiten Ende zum ersten Ende des Zylinders, vorzugsweise im wesentlichen kontinuierlich, abnimmt. Diese Ausbildung ist zwar auch bei der erfindungsgemäßen Lösung mit einer gegenüber der Kolbenstange beweglichen Trennkol­ beneinheit möglich. Sie ist aber nicht an eine solche Lösung gebunden, sondern grundsätzlich anwendbar bei einer Fluiden­ druckfeder, umfassend einen Zylinder mit einer Achse, einem ersten und einem zweiten Ende und einem Hohlraum innerhalb des Zylinders, ferner umfassend eine Kolbenstange, welche mindestens an dem ersten Ende durch eine Führungs- und Dichtungseinheit in Richtung der Achse in den Hohlraum zwischen einer inneren und einer äußeren Endstellung axial verschieblich eingeführt ist und ferner umfassend ein unter Druck stehendes Fluid innerhalb des Hohlraums, wenn inner­ halb des Hohlraums an der Kolbenstange ein Dämpfungskolben befestigt ist, welcher mit mindestens einer Überbrückungsnut an der Innenumfangsfläche des Hohlraums zusammenwirkt. Anwendbar ist diese Lösung insbesondere auch bei Ausfüh­ rungsformen entsprechend der DE-OS 33 01 544.

Wie weiter oben schon erwähnt, kann das unter Druck stehende Fluid wenigstens zum Teil von einem komprimierten Gas ge­ bildet sein. Die bevorzugte Anwendungsform der Erfindung sind die sogenannten Gasfedern, die neben einer Gasfüllung allenfalls noch eine geringe Schmiermittelmenge enthalten.

Die erfindungsgemäßen Fluidendruckfedern sind nicht nur bei Kraftfahrzeugkofferraumdeckeln und Motorhauben anwendbar, sondern grundsätzlich bei Konstruktionseinheiten, welche eine Basisbaugruppe und ein an der Basisbaugruppe im wesentlichen um eine horizontale Achse schwenkbar gelagertes Schwenkteil umfassen, welches von einer ersten Endstellung in Richtung auf eine zweite Endstellung hin verschwenkbar ist, wobei die mindestens eine Fluidendruckfeder mit der Basisbaugruppe und dem Schwenkteil derart verbunden ist, daß sie eine aus dem Schwerkraftmoment des Schwenkteils resul­ tierende Axiallast aufnimmt. Bei einer solchen Ausführungs­ form einer Konstruktionseinheit wird der Fluidendruck zweck­ mäßig derart bemessen, daß auf wenigstens einem Teil des Schwenkwegs des Schwenkteils die von dem Fluidendruck abge­ leitete Ausschubkraft auf die Kolbenstange größer ist als die Axiallast, in diesem Bereich also grundsätzlich eine selbsttätige Bewegung des Schwenkteils in Richtung auf seine zweite Endstellung hin stattfinden kann. Dabei wird die druckdifferenzabhängige Ventilanordnung derart eingestellt, daß die nach Wirksamwerden der Mitnahmemittel sich einstel­ lende Druckdifferenz zwischen den dann voneinander herme­ tisch getrennten beiden Arbeitskammern kleiner ist als die zur Öffnung der druckdifferenzabhängigen Ventilanordnung notwendige Druckdifferenz. Dies ist die Bedingung dafür, daß das Schwenkteil in der Zwischenstellung entsprechend der Zwischenstellung der Kolbenstange selbsttätig stehen bleibt. Um dann für eine weitere durch Handunterstützung herbeizu­ führende Verschwenkung des Schwenkteils in Richtung auf seine zweite Endstellung möglichst geringe Kraft von Hand ausüben zu müssen, ist es erwünscht, daß die sich nach Wirksamwerden der Mitnahmemittel einstellende Druckdifferenz möglichst nahe bei derjenigen Druckdifferenz liegt, bei der die druckdifferenzabhängige Ventilanordnung öffnet. Man wird aber immer einen gewissen Sicherheitsabstand einhalten müssen, da mit Toleranzen in dem Füllgrad der Fluidendruckfedern gerechnet werden muß.

Die bei liegenden Figuren erläutern die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels; es stellen dar:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erste Ausführungs­ form der Erfindung in einer ersten Betriebsstel­ lung;

Fig. 1a eine gegenüber der Fig. 1 abgeänderte Ausführungsform;

Fig. 2 einen Längsschnitt durch die Ausführungsform nach Fig. 1 in einer zweiten Betriebsstellung;

Fig. 3 eine abgewandelte Ausführungsform in einer Be­ triebsstellung entsprechend der Betriebsstellung gemäß Fig. 1;

Fig. 4 einen Längsschnitt durch die Ausführungsform nach Fig. 3 in einer zweiten Betriebsstellung und

Fig. 5 ein Anwendungsbeispiel.

In Fig. 1 und 2 ist ein Zylinder mit 10 bezeichnet und dessen beide Enden mit 10a und 10b. Am oberen, ersten Ende des Zylinders 10a ist eine Führungs- und Dichtungseinheit 12 angebracht. Durch die Führungs- und Dichtungseinheit 12 ist eine Kolbenstange 14 in den Zylinder 10 eingeführt und gegenüber diesem verschiebbar. Am unteren Ende der Kolben­ stange 14 befindet sich eine Anschlagscheibe 15 und durch diese getragen ein Gummipuffer 18. Der Hohlraum innerhalb des Zylinders 10 ist mit 16 bezeichnet und mit Druckgas gefüllt. Dieses Druckgas übt auf die Kolbenstange 14 eine Ausschubkraft aus, die sich aus dem Gasdruck und dem Quer­ schnitt der Kolbenstange ergibt. Die Kolbenstange ist bis zu einer inneren Endstellung A₁₄ einfahrbar, in welcher die Anschlagscheibe 15 angenähert bei dem Zylinderende 10b liegt.

Ein Anwendungsfall für die Gasfeder gemäß Fig. 1 ist in Fig. 5 dargestellt. Hier erkennt man die Karosserie 20 eines Kraftfahrzeugs. Diese Karosserie ist mit einem Koffer­ raumdeckel 22 ausgerüstet, welcher um eine horizontale Schwenk­ achse 20a schwenkbar ist, zwischen einer Verschlußstellung A₂₂ und einer maximalen Öffnungsstellung B₂₂. Die Gasfeder G gemäß Fig. 1 ist einerseits an dem karosseriefesten Lagerpunkt 20b und andererseits an dem deckelfesten Lagerpunkt 22a angelenkt. Der Gasdruck ist so ausgelegt, daß die Gasfeder gegebenenfalls nach geringfügiger handunterstützter Verschwenkung des Kofferraum­ deckels 22 aus der Position A₂₂ heraus den Kofferraumdeckel 22 selbsttätig anheben kann.

Wie eingangs gesagt, ist es nicht erwünscht, daß der Kofferraumdeckel 22 durch die Gasfeder G zwangsläufig immer bis in die maximale Öffnungsstellung B₂₂ angehoben wird, weil er in dieser Stellung B₂₂ für eine kleinwüchsige Person zum nachfolgenden Schließen unter Umständen nicht mehr erreich­ bar ist und weil er ferner in dieser Stellung B₂₂ beim Unterfahren einer Durchfahrt, zum Beispiel des Sturzes einer Garageneinfahrt, stören könnte. Es ist deshalb erwünscht, den Kofferraumdeckel 22 in einer Stellung C₂₂ feststellen zu können, ihn aber andererseits auch von der Stellung C₂₂ gegebenenfalls über eine weitere Zwischenstellung D₂₂ in die Stellung B₂₂ maximaler Öffnung verbringen zu können.

Um nun die vorbeschriebene Funktion des Anhaltens des Kofferraumdeckels 22 in der Zwischenstellung C₂₂ zu erzie­ len, darüber hinaus aber nach Wunsch auch in die Öffnungs­ stellung B₂₂ öffnen zu können, ist in der Fig. 1 eine Trennkolbeneinheit 24 vorgesehen, die in der Fig. 1 in einer zweiten Endstellung C₂₄ und in Fig. 2 in einer ersten Endstellung B₂₄ dargestellt ist. Die Trennkolbeneinheit umfaßt einen Kolbenkörper 24a, welcher längs der Innenum­ fangsfläche 10c und gegenüber der Kolbenstange 14 verschieb­ bar ist. Ein Dichtungsring 24b dichtet den Kolbenkörper 24a gegenüber der Kolbenstange 14 ab. Dieser Dichtungsring 24b ist in dem Kolbenkörper 24a radial und axial im wesentlichen festgelegt. In dem Kolbenkörper 24a ist weiterhin eine Ringventilkammer 24c durch zwei Begrenzungswände 24d, 24e begrenzt. Die Begrenzungswand 24e bildet einen Ringspalt 24f mit der Innenumfangsfläche 10c. Innerhalb der Ringventilkam­ mer 24c ist ein Dichtring 24g untergebracht, der reibend an der Innenumfangsfläche 10c anliegt und innerhalb der Ring­ ventilkammer 24c axiales Spiel besitzt. Wenn der Dichtring 24g an der Begrenzungswand 24e anliegt, so ist der Ringspalt 24f geschlossen. Der Ringspalt 24f bildet zusammen mit dem Dichtring 24g ein richtungsabhängiges Ventil V_r. Die Begren­ zungswand 24e ist ferner von einer Verbindungsöffnung 24h durchsetzt, welche durch einen ringförmigen Ventilkörper 24i verschließbar ist. Der Ventilkörper 24i wird durch eine Schraubendruckfeder 24k in Schließstellung gegenüber der Verbindungsöffnung 24h vorgespannt. Die Schraubendruckfeder 24k ist an einer Stützscheibe 24l abgestützt, welche mit dem Kolbenkörper 24a verschraubt ist, gegebenenfalls aber auch durch einen Sicherungsring ersetzt sein kann, der in eine Ringnut des Kolbenkörpers 24a eingerastet ist. Der Ventil­ körper 24i und die Verbindungsöffnung 24h bilden zusammen eine druckdifferenzabhangige Ventilanordnung V_d. Die Trenn­ kolbeneinheit 24 ist in der in Fig. 1 gezeichneten Stellung C₂₄ (zweite Endstellung) durch eine Umfangseindrückung 10d des Zylinders festgelegt, an welcher die Stützscheibe 241 Anschlag nimmt. Eine Schraubendruckfeder 26 übt eine geringe Vorspannung auf die Trennkolbeneinheit 24 in Richtung auf die Umfangseindrückung 10d aus.

Solange sich die Kolbenstange 14 mit ihrem unteren Ende 14a zwischen der Position A₁₄ (innere Endstellung der Kolben­ stange) und der Position C₁₄ (Zwischenstellung der Kolben­ stange) bewegt (dieser Bewegungsbereich entspricht dem Bewegungsbereich des Kofferraumdeckels zwischen den Posi­ tionen A₂₂ und C₂₂) steht die Trennkolbeneinheit 24 in der in Fig. 1 gezeichneten zweiten Endstellung C₂₄. Der Druck ist innerhalb des Hohlraums 16 überall gleich, da der Dicht­ ring 24g keine definierte Stellung einnimmt, so daß ein Druckausgleich zwischen einer ersten Arbeitskammer 16a oberhalb der bewegungsrichtungsabhängigen Ventilanordnung V_r und einer zweiten Arbeitskammer 16b unterhalb der bewegungs­ richtungsabhängigen Ventilanordnung V_r möglich ist.

Der Druck innerhalb des Hohlraums 16 ist so bemessen, daß die Ausschubkraft F_A ausreicht, die auf die Kolbenstange 14 einwirkende, von dem Schwerkraftmoment des Kofferraumdeckels 22 herrührende Einschubkraft F_E zu überwinden und den Kofferraumdeckel 22 bis in die Stellung C₂₂, das heißt, die Zwischenstellung, zu öffnen, in welcher der Gummipuffer 18 an der Stützscheibe 241 anliegt (das untere Ende 14a der Kolbenstange 14 befindet sich dann in der Position C₁₄ gemäß Fig. 1). Dabei befindet sich die Trennkolbeneinheit 24 noch in der zweiten Endstellung C₂₄ gemäß Fig. 1.

In dieser Position tritt nun folgendes ein: Wenn der Dicht­ ring 24g nicht schon an der Begrenzungswand 24e anliegt und den Ringspalt 24f abdeckt, so fährt die Kolbenstange 14 unter Mitnahme der Trennkolbeneinheit 24 noch eine kleine Weglänge über die Position C₁₄ hinaus, wobei dann die Be­ grenzungswand 24e sich zuverlässig an den Dichtring 24g anlegt, der ja reibend an der Innenumfangsfläche 10c an­ liegt. Damit wird die bewegungsrichtungsabhängige Ventilan­ ordnung V_r geschlossen und damit wird die Verbindung zwi­ schen der ersten Arbeitskammer 16a und der zweiten Arbeits­ kammer 16b zunächst einmal unterbrochen. Eine weitere Aus­ wärtsverschiebung der Kolbenstange 14 ist allenfalls noch solange möglich, bis ein Gleichgewichtszustand der Kräfte an der Gasfeder G erreicht ist. Dieser Gleichgewichtszustand ist dann erreicht, wenn der in der Arbeitskammer 16a auf den Ringquerschnitt q_r der Trennkolbeneinheit 24 einwirkende Druck p₁₆, der in der Arbeitskammer 16b auf den Zylinder­ querschnitt q_c der Trennkolbeneinheit 24 einwirkende Druck p_16b und die von dem Schwerkraftmoment des Kofferraumdeckels 22 herrührende Einschubkraft F_E miteinander im Gleichgewicht sind nach der Gleichung

(1) p_16b·q_c=p_16a·q_r+F_E.

In dieser Gleichgewichtsbedingung ist die Reibungskraft zwischen dem Dichtring 24g und der Innenumfangsfläche 10c vernachlässigt. In der Praxis muß auch diese Reibungskraft noch berücksichtigt werden.

Hinzu kommt folgendes: Der Stillstand der Kolbenstange 14 und der Trennkolbeneinheit 24 in der Zwischenstellung C₁₄ der Kolbenstange und damit in der zweiten Endstellung C₂₄ der Trennkolbeneinheit 24 tritt nur dann ein, wenn das druckdifferenzabhängige Ventil V_d geschlossen ist. Da nun aber zwischen der ersten Arbeitskammer 16a und der zweiten Arbeitskammer 16b eine Druckdifferenz herrscht und der Druck in der ersten Arbeitskammer 16a größer ist als der Druck in der zweiten Arbeitskammer 16b (die Relation der Drücke in der ersten Arbeitskammer 16a und in der zweiten Arbeitskam­ mer 16b bei Erfüllung der Gleichgewichtsbedingung (1) hängt von der Relation der Querschnitte q_r und q_c sowie von der Größe der Einschubkraft F_E ab) muß die folgende Gleichung gelten

(2) p_16a-p_16b<Δp_vb.

In dieser Gleichung haben die Größen p_16a und p_16b die oben angegebene Bedeutung; Δp_vb ist diejenige vorbestimmte Druckdifferenz, die notwendig ist, um die druckabhängige Ventilanordnung V_d zu öffnen. Diese vorbestimmte Druck­ differenz Δp_vb hängt von der Größe der Verbindungsöff­ nungen 24h und von der Federkraft F_S der Feder 24k ab.

Ist nun der Kofferraumdeckel 22 bei Erfüllung der Glei­ chungen (1) und (2) in der Stellung C₂₂ zum Stillstand gelangt und besteht das Bedürfnis, den Kofferraumdeckel 22 über die Stellung C₂₂ hinaus in Richtung auf die maximale Öffnungsstellung B₂₂ anzuheben, so ist es notwendig, an dem Kofferraumdeckel 22 eine zusätzliche Kraft F_H (Fig. 5) von Hand anzulegen. Mit dieser Kraft F_H kann dann die Kolben­ stange 14 unter Mitnahme der Trennkolbeneinheit 24 durch Vermittlung des Gummipuffers 18 aus dem Zylinder 10 in Richtung ihrer äußeren Endstellung B₁₄ (Fig. 2) ausgezogen werden.

Dies bedeutet, daß der Druck p_16a in der Arbeitskammer 16a infolge Volumenverkleinerung der Arbeitskammer 16a zunimmt, während der Druck p_16b in der Arbeitskammer 16b infolge Volumenvergrößerung in der Arbeitskammer 16b abnimmt. Sobald als Folge dieser gegenläufigen Druckveränderungen der Drücke p_16a und p_16b die Gleichung

(3) p_16a-p_16b=Δp_vb

erfüllt ist, öffnet das druckdifferenzabhängige Ventil V_d und es kann Gas aus der ersten Arbeitskammer 16a in die zweite Arbeitskammer 16b überströmen.

Um die zum weitergehenden Öffnen des Kofferraumdeckels 22 über die Zwischenstellung C₂₂ hinaus in Richtung auf die maximale Öffnungsstellung B₂₂ erforderliche Handkraft FH möglichst gering zu halten, wird man dafür sorgen, daß die bei Erfüllung der Gleichgewichtsbedingung gemäß Gleichung (1) sich einstellende Druckdifferenz p_16a-p_16b zwar kleiner ist als die zum Öffnen des Ventils V_d notwendige, vorbestimmte Druckdifferenz Δp_vb sich aber nur möglichst wenig von dieser vorbestimmten Druckdifferenz Δp_vb unter­ scheidet. Wenn die Handkraft auf den Kofferraumdeckel 22 in einer gegenüber der Zwischenstellung C₂₂ veränderten Stel­ lung D₂₂ aufhört, so stellt sich erneut ein Gleichgewichts­ zustand entsprechend der obigen Gleichung (1) ein, wobei wieder vorausgesetzt wird, daß nach wie vor auch die Gleichung (2) gilt. Da aber bei Erreichen dieses neuen Gleichgewichtszustands inzwischen Gas aus der oberen Ar­ beitskammer 16a in die untere Arbeitskammer 16b übergeströmt ist, stellt sich dieser neue Gleichgewichtszustand bei einer weiter ausgefahrenen Kolbenstange 14 ein entsprechend der Stellung D₂₂ des Kofferraumdeckels 22.

Es können somit beliebige Stellungen D₂₂ zwischen der Zwischenstellung C₂₂ und der maximalen Öffnungsstellung B₂₂ angefahren werden. Auch bei Erreichen der maximalen Öff­ nungsstellung B₂₂ stellt sich der Gleichgewichtszustand entsprechend der Gleichung (1) ein, wiederum unter der Voraussetzung, daß nach wie vor die Gleichung (2) gilt.

Die Stellung der Gasfeder im Öffnungszustand des Kofferraum­ deckels gemäß Stellung B₂₂ der Fig. 5 ist in Fig. 2 darge­ stellt. Wenn ausgehend von diesem Zustand der Kofferraum­ deckel aus der Stellung B₂₂ wieder in Richtung auf die Stellung C₂₂ zurückbewegt werden soll, so ist es notwendig, hierfür auf den Kofferraumdeckel eine Handkraft F′_H auszu­ üben, die in Fig. 5 angedeutet ist. Wird eine solche Hand­ kraft F′_H ausgeübt, so überlagert sich diese der von dem Schwerkraftmoment des Kofferraumdeckels ausgeübten Einschub­ kraft F_E zu einer Gesamtkraft nach der Gleichung

(4) F_G=F_E+F′_H.

In dieser Gleichung haben F_E und F′_H die oben angegebenen Bedeutungen, während F_G die auf die Kolbenstange wirkende Gesamtkraft ist. Die anzulegende Gesamtkraft FG muß so groß sein, daß sie ausreicht, um die Kolbenstange 14 gegen den im vorher erreichten Gleichgewichtszustand erreichten Druck p_16b in der Arbeitskammer 16b einwärts zu verschieben. Wenn auf diese Weise eine geringfügige Verschiebung erfolgt ist, so folgt die Trennkolbeneinheit 24 der Kolbenstange 14 in Richtung auf ihre zweite Endstellung C₂₄, denn der Druck in der Arbeitskammer 16a ist als Folge der Erfüllung der vorher geltenden Gleichgewichtsbedingung immer noch größer als der Druck p_16b in der Arbeitskammer 16b. Bereits eine gering­ fügige Folgebewegung der Trennkolbeneinheit 24 bei Einwärts­ verschiebung der Kolbenstange 14 führt dazu, daß der Dicht­ ring 24g von der Begrenzungswand 24e abhebt und sich in Richtung auf die Begrenzungswand 24d bewegt. Dies bedeutet, daß das bewegungsrichtungsabhangige Ventil V_r öffnet und der Druck in den beiden Arbeitskammern 16a und 16b sich wieder ausgleichen kann. Dann wirkt auf die Kolbenstange 14 wieder die Ausschubkraft F_A, die sich aus dem Querschnitt der Kolbenstange 14 und dem unter Voraussetzung der Verbindung der beiden Arbeitskammern 16a und 16b innerhalb des Hohl­ raums 16 herrschenden Druck sich ergibt. Es braucht also dann zum weitergehenden Schließen des Kofferraumdeckels auf diesen nur eine Handkraft F′_H ausgeübt zu werden, welche der Differenz zwischen der Ausschubkraft F_A und der vom Schwer­ kraftmoment herrührenden Einschubkraft F_E entspricht. Dabei sind Reibungskräfte wieder vernachlässigt.

Wenn die Kolbenstange 14 sodann durch Ausübung der Handkraft F′_H weiter eingeschoben wird, so folgt die Trennkolbenein­ heit 24 in Richtung auf ihre zweite Endstellung C₂₄. Diese Folgebewegung wird entweder durch die Reibung der Kolben­ stange 24 an dem reibend wirksamen Dichtungsring 24b bewirkt oder durch die Federkraft der Feder 26 oder durch beide. Auf diese Weise kann schließlich die Stellung gemäß Fig. 1 wieder erreicht werden.

Bei der soweit beschriebenen Ausführungsform nach den Fig. 1 und 2 besteht keine wesentliche Dämpfung, wenn der Kofferraumdeckel 22 aus der Stellung A₂₂ gemaß Fig. 5 in die Stellung C₂₂ gemäß Fig. 5 durch das Ausfahren der Kolbenstange 14 aus dem Zylinder 10 selbsttätig angehoben wird. Auf eine Dämpfung kann auch grundsätzlich verzichtet werden, wenn gewährleistet ist, daß die Ausschubkraft F_A nur wenig größer ist als die von dem Schwerkraftmoment herrüh­ rende Einschubkraft F_E. Da aber mit Schwankungen in der Größendifferenz zwischen F_A und F_E gerechnet werden muß, insbesondere weil man die Ausschubkraft F_A im Neuzustand mit Rücksicht auf späteren allmählichen Druckabfall größer bemessen will als die vom Schwerkraftmoment herrührende Einschubkraft F_E, ist es wünschenswert, die Ausschubbewegung der Kolbenstange 14 aus dem Zylinder in dem Bereich zwischen der inneren Einstellung A₁₄ und der Zwischenstellung C₁₄ zu dämpfen. Die Möglichkeit einer solchen Dämpfung ist in den Fig. 3 und 4 gezeigt. In diesen Figuren ist die Ausbildung der Trennkolbeneinheit identisch mit der Aus­ führungsform nach Fig. 1 und 2. Analoge Teile sind gegenüber der Ausführungsform nach Fig. 1 und 2 mit gleichen Bezugszeichen versehen, jeweils erhöht um die Zahl 100. Die Schraubendruckfeder 26 der Fig. 1 und 2 ist entfallen unter der Annahme, daß der reibend wirksame Dich­ tungsring 124b alleine die Mitnahme der Trennkolbeneinheit 124 in Richtung auf die zweite Endstellung C₁₂₄ bewirken kann.

In den Zylinder 110 ist unterhalb der Umfangseindrückung 110d eine Auskleidungshülse 128 eingesetzt, deren Innenum­ fangsfläche 128a geringer ist als die Innenumfangsfläche 110c des Zylinders 110. In der Innenumfangsfläche 128a ist eine Überbrückungsnut 128b vorgesehen, deren Querschnitt - wie gezeichnet - von dem unteren Ende 110b in Richtung auf die Eindrückung 110d hin abnimmt. An der Kolbenstange 114 ist ein Dämpfungskolben 130 angebracht, welcher in einer Dämpfungskolbenringkammer 130a einen Dämpfungskolbenring 130b aufnimmt.

Der Dämpfungskolben unterteilt die zweite Arbeitskammer in eine erste Dämpfungskammer 116b1 und in eine zweite Dämpfungskammer 116b2. Die Dämpfkolbenringkammer 130a ist nach der ersten Dämpfungskammer 116b1 hin ständig offen und steht mit der zweiten Dämpfungskammer 116b2 über einen Ringspalt 130c in Verbindung. Dieser Ringspalt 130c ist durch den Dämpfungskolbenring 130b im wesentlichen ge­ schlossen, wenn die Kolbenstange 114 aus dem Zylinder 110 ausfährt, weil sie sich infolge Reibung an der Innenumfangs­ fläche 128a an der Begrenzungswand 130d anlegt. Solange jedoch der Dämpfungskolbenring 130b sich im Längsbereich der Überbrückungsnut 128b befindet, bleibt stets ein kleiner Überbrückungsquerschnitt zwischen den beiden Dämpfungskam­ mern 116b1 und 116b2 bestehen, welcher die Ausfahrbewegung der Kolbenstange 114 aus dem Zylinder 110 dämpft. Der Quer­ schnitt der Überbrückungsnut 128b nimmt von dem zweiten Ende 110b des Zylinders 110 in Richtung auf die Eindrückung 110d hin ab, so daß die Dämpfungswirkung umso größer wird, je mehr sich der Dämpfungskolben 130 der Trennkolbeneinheit 124 nähert. Es ist denkbar, die Überbrückungsnut 128b bis ans obere Ende der Auskleidungshülse 128 fortzusetzen. Es kann aber auch das Ende der Überbrückungsnut 128b unterhalb des oberen Endes der Auskleidungshülse 128 liegen, so daß die Reststrecke innerhalb der Auskleidungshülse 128 bei der Ausfahrbewegung der Kolbenstange 114 durch die kinetische Energie überwunden wird, die dann noch besteht, wenn der Dämpfungskolbenring 130b das Ende der Überbrückungsnut 128b überfahren hat.

Beim Einfahren der Kolbenstange 114 legt sich der Dämpfungs­ kolbenring 130b an die obere Begrenzungswand 130e der Dämpfungskolbenringkammer 130a an. Dann ist der Ringspalt 130c offen und es besteht eine Bypassverbindung großen Querschnitts zu dem Dämpfungsquerschnitt 128b, so daß praktisch keine Dämpfung oder aber eine sehr verringerte Dämpfung wirksam ist. In der in Fig. 3 und 4 gezeigten Ausführungsform übernimmt der Dämpfungskolben 130 die Mit­ nahmefunktion für die Trennkolbeneinheit 124 bei der Aus­ fahrbewegung der Kolbenstange 114. Wenn der Dämpfungskolben 130 in den Bereich des Zylinders 110 oberhalb der Umfangs­ eindrückung 110d gelangt, so liegt der Dämpfungskolbenring 130b nicht mehr an der Innenumfangsfläche 110c an, so daß dann keine wesentliche Dämpfwirkung mehr entsteht. Dies ist in Fig. 4 dargestellt. In diesem Zustand ist auch eine Dämpfwirkung beim Ausfahren nicht mehr erforderlich, weil die Ausfahrbewegung, entsprechend der Öffnungsbewegung des Kofferraumdeckels von der Stellung C₂₂ der Fig. 5 in die Stellung B₂₂ der Fig. 5 ohnehin nur durch Anwendung einer dosierbaren Handkraft erfolgen kann. Im übrigen ist in dieser Phase die Dämpfung ohnehin durch das druckdifferenz­ abhängige Ventil V_d gewährleistet.

In der Fig. 3 ist die Überbrückungsnut 128b mit nach oben abnehmendem Querschnitt gezeichnet. Dies führt zu einer progressiven Verlangsamung der Ausfahrbewegung der Kolben­ stange bei Annäherung des Dämpfungskolbens 130 an seine Zwischenstellung, das heißt bei Annäherung an die Trenn­ kolbeneinheit 124.

Es ist auch denkbar, die Überbrückungsnut durch Bypass­ leitungen zu ersetzen, wie sie in der europäischen Offen­ legungsschrift 3 79 052 und in der US-PS 5 040 645 dargestellt und beschrieben sind.

Anstelle der in Fig. 5 dargestellten einen Gasfeder G können auch zwei oder mehr Gasfedern vorgesehen sein. In diesem Fall ist eine andere Dimensionierung der Gasfeder bei sonst gleichen Verhältnissen erforderlich. Die Funktion ändert sich dadurch nicht.

Bei der Ausführungsform nach den Fig. 3 und 4 wird also eine Dämpfung erreicht, ohne daß der besonders schonungsbe­ dürftige Dichtring 124g an einer Überbrückungsnut anliegt und dadurch der Gefahr erhöhter Abnutzung ausgesetzt ist. Eine Abnutzung des Dämpfungskolbenrings 130b kann zwar nicht ausgeschlossen werden. Diese Gefahr ist aber in ihren Auswirkungen gering, weil eine Beschädigung oder Abnutzung des Dämpfungskolbenrings 130b allenfalls zu einer Verän­ derung der Dämpfungseigenschaften führt. Besondere Dicht­ eigenschaften werden von dem Dämpfungsring 130b nicht erwartet, während für den Dichtring 124g eine Dichtwirkung unerläßlich ist, damit sich überhaupt eine Zwischenstellung der Kolbenstange 114 ausbilden kann.

Fig. 1a zeigt die Ausführungsform der Fig. 1 mit geänderten Rückstellmitteln. Diese umfassen zusätzlich eine Schnappvor­ richtung, welche aus einem an dem unteren Ende 14a der Kol­ benstange 14 angebrachten Sprengring 17 und einer an der Trennkolbeneinheit 24 angebrachten Ringmulde 24t besteht. Zum sicheren Einführen des Sprengrings 17 in die Ring­ mulde 24t ist eine Schräge 24s an der Trennkolbeneinheit 24 angebracht. Der Sprengring 17 erfüllt bei dieser Ausführungs­ form ebenfalls die Funktion der Mitnahmemittel.

Der Sprengring 17 ist einerseits im wesentlichen axial unbeweglich an der Kolbenstange 14 angebracht, anderer­ seits aber nach radial einwärts verlagerbar.

Die Schnappvorrichtung ist derart auszulegen, daß bei einer Ausfahrbewegung der Kolbenstange 14 über die Zwischenstel­ lung C₁₄ hinaus eine Verrastung der Kolbenstange 14 mit der Trennkolbeneinheit 24 erfolgt, und daß bei einer Ein­ fahrbewegung der Kolbenstange 14 die Verrastung bis in die Zwischenstellung C₁₄ erhalten bleibt, diese Verrastung bei weiterem Einfahren der Kolbenstange 14 jedoch leicht lösbar ist.

Claims (18)

1. Fluidendruckfeder, umfassend einen Zylinder (10) mit einer Achse, einem ersten (10a) und einem zweiten Ende (10b) und einem Hohlraum (16) innerhalb des Zylinders (10), eine Kolbenstange (14), welche mindestens an dem ersten Ende (10a) durch eine Führungs- und Dichtungs­ einheit (12) in Richtung der Achse in den Hohlraum (16) zwischen einer inneren (A₁₄) und einer äußeren Endstel­ lung (B₁₄) axial verschieblich eingeführt ist und ein unter Druck stehendes Fluid innerhalb des Hohlraums (16), wobei zwischen dem Zylinder (10) und der Kolben­ stange (14) ein Ringraum gebildet ist, dadurch gekennzeichnet,
daß in dem Ringraum eine Trennkolbeneinheit (24) untergebracht ist, welche zwischen einer ersten (B₂₄), dem ersten Ende (10a) nahen und einer zweiten, zwischen dem ersten (10a) und dem zweiten Ende (10b) gelegenen Endstellung (C₂₄) innerhalb des Hohlraums (16) in axialer Richtung relativ zum Zylinder (10) und zur Kolbenstange (14) beweglich ist und eine erste, dem ersten Ende (10a) nahe, ringförmige Arbeitskammer (16a) von einer dem zweiten Ende (10b) nahen, zweiten Arbeits­ kammer (16b) trennt,
daß an der Trennkolbeneinheit (24) und der Kolbenstange (14) Mitnahmemittel (15, 18, 24a) angebracht sind, welche beim Ausfahren der Kolbenstange (14) über eine vorbe­ stimmte Zwischenstellung (C₁₄) hinaus miteinander in Eingriff treten und beim weiteren Ausfahren der Kolben­ stange (14) die Trennkolbeneinheit (24) aus der zweiten Endstellung (C₂₄) in Richtung auf die erste Endstellung (B₂₄) mitnehmen,
daß Rückstellmittel (26, 24b) vorgesehen sind, welche beim Einfahren der Kolbenstange (14) in Richtung auf die vorbestimmte Zwischenstellung (C₁₄) der Kolbenstange (14) eine Rückkehr der Trennkolbeneinheit (24) in Rich­ tung auf deren zweite Endstellung (C₂₄) bewirken und ein weiteres Einfahren der Kolbenstange (14) über die Zwischenstellung (C₁₄) hinaus bei in der zweiten Endstellung (C₂₄) verharrender Trennkolbeneinheit (24) gestatten,
daß die erste Arbeitskammer (16a) mit der zweiten Arbeitskammer (16b) über eine erste, von der Bewegungs­ richtung der Trennkolbeneinheit (24) abhängige Ventil­ anordnung (V_r) verbindbar ist, welche bei einer Bewegung der Trennkolbeneinheit (24) in Richtung von der zweiten Endstellung (C₂₄) zur ersten Endstellung (B₂₄) die beiden Arbeitskammern (16a, 16b) voneinander trennt und bei einer Bewegung der Trennkolbeneinheit (24) in Rich­ tung von der ersten Endstellung (B₂₄) zur zweiten End­ stellung (C₂₄) die beiden Arbeitskammern (16a, 16b) mit­ einander verbindet,
und daß die beiden Arbeitskammern (16a, 16b) ferner durch eine zweite, druckdifferenzabhängige Ventilanordnung (V_d) miteinander verbindbar sind, welche bei einer vor­ bestimmten Druckdifferenz- zwischen einem größeren Druck in der ersten Arbeitskammer (16a) und einem kleineren Druck in der zweiten Arbeitskammer (16b) öffnet.

2. Fluidendruckfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstellmittel (26, 24b) einen reibend wirksamen Rückstellring (24b) oder/und eine Schnappverbindung (17, 24t) jeweils zwischen der Trennkolbeneinheit (24) und der Kolbenstange (14) umfassen.

3. Fluidendruckfeder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstellmittel (26, 24b) eine Rückstellfeder (26) zwischen dem ersten Ende (10a) und der Trennkolben­ einheit (24) umfassen.

4. Fluidendruckfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die bewegungsrichtungsabhängige Ventilanordnung (V_r) einen Dichtring (24g) umfaßt, welcher in einer Ringven­ tilkammer (24c) der Trennkolbeneinheit (24) mit axialem Spiel untergebracht ist, reibend und dichtend an einer Innenumfangsfläche (10c) des Hohlraums (16) anliegt und bei Bewegung der Trennkolbeneinheit (24) in Richtung auf deren erste Endstellung (B₂₄) an einer die Ringventil­ kammer (24c) zur zweiten Arbeitskammer (16b) hin be­ grenzenden Trennwand (24e) anliegt und eine erste, diese Trennwand (24e) überbrückende Verbindung (24f) von der Ringventilkammer (24c) zur zweiten Arbeitskammer (16b) sperrt.

5. Fluidendruckfeder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die druckdifferenzabhangige Ventilanordnung (V_d) einen Ventilkörper (24i) aufweist, welcher eine zweite, die Ringventilkammer (24c) mit der zweiten Arbeitskammer (16b) verbindende Verbindung (24h) abdeckt und durch eine Federanordnung (24k) in eine Abdeckstellung vor­ gespannt ist.

6. Fluidendruckfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß nahe einem inneren Ende (114a) der Kolbenstange (114) ein Dämpfungskolben (130) angebracht ist, welcher die zweite Arbeitskammer in zwei Dämpfungskammern unter­ teilt, nämlich eine der Trennkolbeneinheit (124) nähere erste Dämpfungskammer (116b1) und eine dem zweiten Ende (110b) nähere zweite Dämpfungskammer (116b2), wobei wenigstens bei Auswärtsbewegungen der Kolbenstange (114) zwischen der inneren Endstellung (A₁₁₄) und der Zwi­ schenstellung (C₁₁₄) eine gedrosselte Strömungsverbin­ dung (128b) zwischen der ersten Dämpfungskammer (116b1) und der zweiten Dämpfungskammer (116b2) besteht.

7. Fluidendruckfeder nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die gedrosselte Strömungsverbindung (128b) zwischen der ersten Dämpfungskammer (116b1) und der zweiten Dämpfungskammer (116b2) durch mindestens eine axial verlaufende Überbrückungsnut (128b) an einer Innenum­ fangsfläche (128a) des Hohlraums (116) gebildet ist, welche sich mindestens über einen Teil eines Axialweges des Dämpfungskolbens (130) erstreckt, der dem Weg der Kolbenstange (114) zwischen der inneren Endstellung (A₁₁₄) und der Zwischenstellung (C₁₁₄) entspricht.

8. Fluidendruckfeder nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Nutquerschnitt der Überbrückungsnut (128b) in Achsrichtung variabel ist.

9. Fluidendruckfeder nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Nutquerschnitt der Überbrückungsnut (128b) vom zweiten Ende (110b) in Richtung auf die Trennkolben­ einheit (124) hin abnimmt.

10. Fluidendruckfeder nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Dämpfungskolben (130) einen Dämpfungskolbenring (130b) umfaßt, welcher in einer Dämpfungskolben-Ring­ kammer (130a) des Dämpfungskolbens (130) untergebracht ist, dichtend an der Innenumfangsfläche (128a) des Hohl­ raums anliegt, axiales Spiel gegenüber dem Dämpfungs­ kolben (130) besitzt und bei Einwärtsfahrt des Dämpfungskolbens (130) einen Nebendurchlaß (130c) zwischen den beiden Dämpfungskammern (116b1, 116b2) parallel zu der Überbrückungsnut (128b) freigibt, während bei Auswärtsfahrt des Dämpfungskolbens (130) dieser Nebendurchlaß (130c) geschlossen ist.

11. Fluidendruckfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Innenumfangsfläche des Hohlraums in dem der Bewegung der Kolbenstange (114) von ihrer inneren Endstellung (A₁₁₄) bis zu ihrer Zwischenstellung (C₁₁₄) entsprechenden Bewegungsbereich des Dämpfungs­ kolbens (130) kleiner ist als im axialen Bewegungsbe­ reich der Trennkolbeneinheit (124).

12. Fluidendruckfeder nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (110) in seinem dem Bewegungsbereich der Kolbenstange (130) zwischen der inneren Endstellung (A₁₁₄) und der Zwischenstellung (C₁₁₄) entsprechenden Bewegungsbereich des Dämpfungskolbens (130) eine Aus­ kleidungshülse (128) aufnimmt, an deren Innenumfangs­ fläche (128a) die Überbrückungsnut (128b) ausgebildet ist.

13. Fluidendruckfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Endstellung (C₂₄) der Trennkolbeneinheit (24) durch Anschlagmittel (241, 10d) definiert ist, welche zylinderseitig von einer Umfangseindrückung (10d) des Zylinders (10) gebildet sind.

14. Fluidendruckfeder nach der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Endstellung (C₂₄) der Trennkolbeneinheit (24) durch Anschlagmittel (241, 10d) definiert ist, welche auf der Seite der Trennkolbeneinheit (24) von einem Anschlagring (241) gebildet sind, wobei der Anschlagring (241) gleichzeitig als Widerlager für eine die druckdifferenzabhängige Ventilanordnung (V_d) beauf­ schlagende Federanordnung (24k) dient.

15. Fluidendruckfeder nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangseindrückung (110d) zur axialen Festlegung einer Auskleidungshülse (128) dient, welche von dem Zylinder (110) nahe seinem zweiten Ende (110b) aufgenom­ men ist.

16. Fluidendruckfeder, umfassend einen Zylinder (110) mit einer Achse, einem ersten (110a) und einem zweiten Ende (110b) und einem Hohlraum (116) innerhalb des Zylinders (110), eine Kolbenstange (114), welche mindestens an dem ersten Ende (110a) durch eine Führungs- und Dichtungseinheit (112) in Richtung der Achse in den Hohlraum (116) zwischen einer inneren (A₁₁₄) und einer äußeren Endstellung (C₁₁₄) axial verschieblich eingeführt ist, und ein unter Druck stehendes Fluid innerhalb des Hohlraums (116), wobei zwischen dem Zylinder (110) und der Kolbenstange (114) in Ringraum gebildet ist, und einen innerhalb des Hohlraums (116) an der Kolbenstange (114) befestigten Dämpfungskolben (130), welcher mit mindestens einer Überbrückungsnut (128b) an der Innenumfangsfläche (128a) des Hohlraums (116) zusammenwirkt, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Überbrückungsnut (128b) einen längs der Achse veränderlichen Querschnitt besitzt, welcher in Richtung vom zweiten Ende (110b) zum ersten Ende (110a) des Zylinders (110), vorzugsweise im wesentlichen kontinu­ ierlich, abnimmt.

17. Fluidendruckfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das unter Druck stehende Fluid wenigstens zum Teil von einem komprimierten Gas gebildet ist.

18. Konstruktionseinheit, umfassend eine Basisbaugruppe (20) und ein an der Basis­ baugruppe (20) im wesentlichen um eine horizontale Achse (20a) schwenkbar gelagertes Schwenkteil (22), welches von einer ersten Endstellung (A₂₂) in Richtung auf eine zweite Endstellung (B₂₂) hin verschwenkbar ist und ferner umfassend mindestens eine Fluidendruckfeder (G) nach einem der Ansprüche 1 bis 17,
wobei die mindestens eine Fluidendruckfeder (G) mit der Basisbaugruppe (20) und dem Schwenkteil (22) derart verbunden ist, daß sie eine aus dem Schwerkraftmoment des Schwenkteils (22) resultierende Axiallast aufnimmt,
wobei die Bewegungsrichtung des Schwenkteils (22) von der ersten (A₂₂) in die zweite Endstellung (B₂₂) der Be­ wegungsrichtung der Kolbenstange (14) von der inneren (A₁₄) in die äußere Endstellung (B₁₄) entspricht,
wobei der Fluidendruck derart bemessen ist, daß in wenigstens einem Teil (A₂₂-C₂₂) des Schwenkbereichs (A₂₂-B₂₂) des Schwenkteils (22) die von dem Fluidendruck abgeleitete Ausschubkraft (F_A) auf die Kolbenstange (14) größer ist als die Axiallast (F_E),
und wobei die druckdifferenzabhängige Ventilanordnung (V_d) derart eingestellt ist, daß die nach Wirksamwerden der Mitnahmemittel (15, 18, 24a) sich einstellende Druck­ differenz zwischen den beiden Arbeitskammern (16a, 16b) kleiner ist als die zur Öffnung der druckdifferenzab­ hängigen Ventilanordnung (V_d) notwendige Druckdifferenz.