WO1999032799A1 - Spring element - Google Patents

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WO1999032799A1
WO1999032799A1 PCT/EP1998/008188 EP9808188W WO9932799A1 WO 1999032799 A1 WO1999032799 A1 WO 1999032799A1 EP 9808188 W EP9808188 W EP 9808188W WO 9932799 A1 WO9932799 A1 WO 9932799A1
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spring element
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piston
tube
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Hermann Krautkrämer
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Krautkraemer Hermann
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    • F16F9/32Details
    • F16F9/36Special sealings, including sealings or guides for piston-rods
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16F9/44Means on or in the damper for manual or non-automatic adjustment; such means combined with temperature correction
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16F2226/00Manufacturing; Treatments
    • F16F2226/02Surface treatments

Definitions

  • the present invention relates to a spring element, in particular a gas spring or a hydraulic spring, and the production thereof.
  • a gas spring is a hydropneumatic adjustment element with a self-contained gas and oil system as an energy store.
  • the spring force is generated by a compressed filling medium.
  • the principle of gas springs is based on the compressibility of a gas volume enclosed in a container.
  • Gas springs can be designed both as gas pressure springs and as gas tension springs.
  • the structure of a conventional gas spring is described below using an example of a conventional gas pressure spring.
  • These consist essentially of a cylindrical pressure tube, which is sealed gas-tight on one side with a cover and on the opposite side by a sealing and guide package.
  • a piston rod is axially movably guided by the seal and guide package, at the end of which a piston is fastened inside the pressure tube and at the same time limits the extension of the piston rod.
  • the outer end of the piston rod and the pressure pipe end are each provided with a fastener adapted to the application.
  • the desired spring insertion and extension force of the piston rod of a gas spring is achieved by introducing a certain excess gas pressure into the cylindrical pressure tube. Furthermore, the cross-sectional area of the piston, on which the pressure in the cylindrical pressure tube acts, is important for determining the desired spring insertion and extension force.
  • the piston rod and the piston of a gas spring are pushed in or out, the volume space of the gas is reduced and an increase in pressure, which is a measure of the increase in the potential energy for the respective position, is brought about.
  • the piston in the interior of the gas spring has the function of enabling a specific extension speed, effecting damping adapted to the application, serving as a guide element and limiting the extension width of the piston rod.
  • Piston designs are known in which the piston is provided with one or more small nozzle bores or with a labyrinth system. When using such a piston, a targeted damping when pushing the piston rod in and out can be achieved by the overflow of gas.
  • the spring characteristic of a conventional gas spring is shown in the force-displacement diagram (F-s diagram).
  • the force curves follow approximately a straight line and have a slight increase in force over the spring travel compared to coil springs.
  • the breakaway force which characterizes the force with which the piston rod must be released at the beginning of a movement, is usually not shown in the F-s diagram. This breakaway force is usually a multiple of the initial insertion or extension force.
  • the spring characteristic of the conventional gas spring can be changed, for example, by introducing oil.
  • An increased oil quantity inside the gas spring causes increased insertion and extension forces.
  • the spring characteristic can be varied by changing the dimensions of the pressure pipe and the piston rod.
  • a further possibility for influencing the spring characteristic is to provide a spring element in the volume space, whereby the spring characteristic of the gas spring is superimposed on that of the spring element.
  • the piston rod must be hardened and have a maximum roughness depth of approximately 1 to 3 ⁇ m. To do this, it is conventionally ground, surface hardened and chrome-plated.
  • a salt bath hardening method Another method that can be used as an alternative to chrome plating is a salt bath hardening method.
  • the piston rods are placed in a salt bath on e.g. Heated to 580 ° C and remain in it for a certain time. This process is an ascent hardening process that also provides rust protection for the surface of the piston rod. After the piston rods are removed from the salt bath, they have to be processed on a polishing machine in order to obtain the required surface quality.
  • the known gas springs and methods for their production have the particular disadvantages that their characteristic cannot be changed arbitrarily, the functionality of the gas spring is no longer guaranteed with the slightest damage to the piston rod or the tube, and high system pressures in the gas spring are required, as a result of which at elevated temperatures, for example in the event of vehicle fires, there is a considerable risk potential.
  • Further disadvantages are the high breakaway force of the piston rod, the complex manufacturing process of the piston rod and the associated environmental problems. In particular, environmentally harmful residues caused by the salt bath hardening process are problematic, as well as grinding and polishing residues or sludges, which as highly toxic special waste have to be disposed of in a very complex and expensive manner.
  • the hydraulic medium which is hardly or preferably not compressible, serves as the transmission medium.
  • a pressure or energy store must be provided for storing energy.
  • this is external, e.g. arranged in the form of a pressure vessel.
  • a specific application of hydraulic systems is e.g. to find on industrial robots.
  • There the hydraulic system is used to absorb deceleration forces when moving the robot arms. Due to the leakage problem of these hydraulic systems, use in many areas is not possible or only possible through complex, additional measures, such as in food production and processing or in pharmaceutical processing.
  • the present invention is therefore based on the object of an improved spring element, in particular an improved one To provide gas spring and an improved hydraulic spring and a corresponding manufacturing process. This object is achieved with the features of the claims.
  • the invention has the advantage that the spring can be designed as a multi-tube spring with at least one piston such that the sliding surfaces of the spring are safe from damage and the spring remains operational even in the event of external damage.
  • a compression spring according to the invention has, for example, an inner tube and an outer tube, preferably arranged concentrically around it, and a piston with a piston rod provided in the inner tube.
  • the two tubes define two volume spaces that are connected or connectable to one another via a control unit.
  • At least two tubes are to be provided for executing a tension spring according to the invention.
  • the tubes of the tension spring are advantageously arranged essentially concentrically.
  • At least two pipes define at least two volume spaces communicating with one another via a control device.
  • the inner volume space preferably has a constant volume, while the volume of the outer volume space, in which an annular piston is guided, is variable in accordance with the piston position.
  • the volumes of both volume spaces are variable.
  • the third tube is preferably arranged outside the tube defining the outer volume space in order to protect all sliding surfaces from contamination.
  • the spring of the present invention thus has the particular advantages that damage to components of the spring according to the invention which are accessible from the outside do not result in any functional impairment, their filling pressure can be reduced by up to 50% compared to conventional springs, their characteristic curve can be designed variably and the extension or the insertion speed of the piston can be set as desired. Furthermore, the springs according to the invention can be produced in an environmentally friendly manner since their components do not have to be subjected to any special processes in which environmentally harmful substances are produced.
  • the spring can furthermore have variable fastening means, have a clamping device for fixing the piston in any axial position and have means for damping the end position.
  • the springs according to the invention can be inexpensively, e.g. are manufactured from commercially available components, thereby achieving a further reduction in manufacturing costs and enabling use as a mass product.
  • the springs according to the invention can be used without problems even in heavily soiled or soiling systems. Leakage of oil, e.g. in conventional hydraulic systems, on the one hand by gas as the filling medium and on the other hand by using a closed hydraulic system, i.e. without hydraulic pressure accumulator, can be excluded, whereby the spring according to the invention also e.g. in places with high to highest demands on purity, e.g. can be used in the food, pharmaceutical or chemical industry, as well as in clean rooms.
  • Fig. 1 shows a first embodiment of an inventive
  • FIG. 2 shows a second embodiment of the invention
  • FIG. 3 shows a third embodiment of the invention
  • FIG. 4 shows a fourth embodiment of the invention
  • Fig. 5 shows a first embodiment of an inventive
  • FIG. 6 shows a second embodiment of the invention
  • FIG. 7 shows an embodiment of a hydraulic tension spring according to the invention.
  • the two-tube gas pressure spring 2 of the present invention essentially has an inner tube 4 and an outer tube 6 arranged essentially coaxially therewith.
  • a piston 8 which is slidably mounted in the inner tube 4.
  • the piston 8 is connected to a piston rod 10, for example by a thread, but preferably by a crimp or crimp connection.
  • a guide element 14 is provided on a first end 12 of the tubes 4 and 6, which guides the piston rod 10, preferably simultaneously seals the inner tube 4 with respect to the outer tube 6 and has means 16 against the ingress of dirt from the outside.
  • the opposite end 18 is closed by a control unit 20.
  • the inner tube 4, the piston 8 and the control unit 20 thus form a first volume space 22.
  • the annular space between the inner tube 4 and the outer tube 6 forms together with the guide element 14 and the control unit 20 a second volume space 24.
  • the two volume spaces 22 and 24 are connected or connectable by the control unit 20 by the control unit 20 having a control slot 26, which is preferably communicates with an annular channel 28.
  • the dimensions of the control slot 26 and the annular channel 28 define the extension speed of the piston rod 10.
  • the volume spaces 22 and 24 are filled with gas, preferably with nitrogen, through a radial gas filling hole 30. Both volume spaces 22 and 24 are thus subjected to the same gas pressure.
  • the gas filling bore 30 is closed with a closure 32, which also acts as a burst protection for the two-pipe gas pressure spring 2.
  • the closure 32 is preferably in the form of an annular elastic element e.g. made of rubber, which is arranged within the gas filling bore 30, so that when the two-tube gas pressure spring 2 is filled, the closure 32 is pressed inwards, while the pressure of the gas then presses the closure 32 onto the gas filling bore 30 and seals. If the pressure inside the spring increases excessively, e.g.
  • the piston 8 of the two-pipe gas pressure spring 2 is provided with a groove-ring sleeve 34, which has a V-shaped groove, as a result of which the system pressure in the first volume space 22 acts on the groove-ring sleeve 34 and the sealing effect is intensified .
  • the groove-ring sleeve 34 is firmly connected to the piston 8 by means of a retaining washer 35 and a support ring 37, for example by riveting, screwing, gluing or other known fastening measures. This has the effect that the groove-ring sleeve 34 seals the piston 8 tightly against the inner tube 4.
  • the term “firmly seated” means in particular that relative rotations are not possible between the piston 8 and the groove-ring sleeve 34, or only by applying large forces.
  • the piston rod 10 is provided at one end opposite the piston 8 with a connecting element 36, which can be designed differently depending on the application.
  • a connecting element 36 which can be designed differently depending on the application.
  • the outer tube 6 or the control unit 20 has a connecting element 38, which can be designed flexibly depending on the application.
  • the two volume spaces 22 and 24 are acted upon by the same system pressure via the gas filling opening 30.
  • the piston 8 and the piston rod 10 are brought into an extended basic position by the system pressure. If the piston rod 10 is pushed in, the piston 8 moves in the inner tube 4 in the direction of the control unit 20 and thus reduces the volume of the first volume space 22. As a result, the gas flows from the first volume space 22 through the control unit 20 into the second volume space 24 and is preloaded .
  • the piston rod is relieved, it is pushed out by the prestressed gas pressure in the second volume space 24 at a precisely defined extension speed. This extension speed is defined by the cross section of the ring channel 28 and the control slot 26.
  • Gas pressure springs are used in particular in driving and aircraft, chairs and any machines.
  • a typical one Application examples can be found on tailgates, bonnets or seats in motor vehicles.
  • O-rings are preferably used to seal the two volume spaces 22 and 24 against one another on the guide element 14 and on the control unit 20.
  • the sealing means 16 is also preferably designed as an O-ring.
  • Another O-ring is provided on the piston 8 for the same purpose.
  • the two-tube gas spring 2 shown in Figure 2 shows a second embodiment of the invention.
  • the connecting element 38 is not located on the control unit 20 but on the outer tube 6 of the two-tube gas pressure spring 2.
  • the connection between the first volume space 22 and the second volume space 24 is in the control unit 20 by a spiral control slot 40 and the annular channel 28 bound.
  • a spring element 44 in the form of a helical compression spring is located in an annular space 42 between the guide element 14 and the piston 8 in order to dampen the piston rod 10.
  • any other compressible medium for damping could be used instead of the coil spring.
  • the third embodiment of the two-tube gas pressure spring 2 of the invention shown in FIG. 3 essentially corresponds to the gas spring described in FIGS. 1 and 2.
  • the piston 8 is provided with a quad ring 46 as a dynamic seal.
  • the guide element 14 is also designed to receive a clamping device 48.
  • This clamping device 48 consists of an annular clamping wedge 50, an annular pressure piece 52 and a nut 54 which can be screwed onto the guide element 14 and thus clamps the annular clamping wedge 50, whereby the piston rod 10 is clamped.
  • all other known embodiments of clamping devices for fixing the piston rod 10 to the springs according to the invention can also be provided.
  • any damage to the piston rod or the outer tube 6 of the two-tube gas pressure spring according to the invention does not impair the operation in the slightest, since the surface quality of the piston rod and the nature of the outer tube 6 are unimportant for the function and no gas-sealing effect is achieved on them or by them.
  • Fig. 4 shows a further embodiment of the gas spring according to the invention.
  • the fastening of the groove-ring sleeve 34 by means of the retaining disc 35 and the support ring 37 is shown.
  • the piston rod 10 is connected to the piston 8 by a crimp or crimp connection 56 in order to obtain an inexpensive connection.
  • control device 20 is modified in such a way that an overflow bore 58 is provided in the ring channel 28, which is sealed with a preferably circumferential sealant 60, e.g. a flat sealing ring, is sealable.
  • a preferably circumferential sealant 60 e.g. a flat sealing ring
  • the sealing means 60 rests on the overflow bore 58 and seals it, so that the extension characteristic, as with respect to the above embodiments, e.g. is predetermined by the ring channel 28 and / or control slot 26.
  • a further sealing element 62 is provided between the inner tube 4 and the control device 20 in order to seal the two volume spaces 22 and 24 in a gas-tight manner.
  • the spring element 44 is held in the guide element 14, preferably under prestress, for damping the end position of the spring 2.
  • a retaining ring 64 is provided in the guide element 14, which fixes the inner tube 4 and at the same time carries a support disk 66, on which the spring element 44 acts. If the piston 8 is moved near its end position when it is pushed out, it strikes the support disk 66 and lifts it against the spring force of the spring element 44 from the retaining ring 64, so that it moves in a damped manner to its end position.
  • a brake ring 68 is additionally provided between the support disk 66 and the spring element 44 in order to move the piston 8 braked into the end position.
  • a further support disk 70 is then preferably provided between the brake ring 68 and the spring element 44.
  • the brake ring 68 is preferably made of plastic, such as rubber, and is installed dry.
  • the two-pipe gas springs shown in the various embodiments are gas pressure springs.
  • the idea on which the invention is based can also be used for gas tension springs.
  • the guide element 14 can simultaneously be designed as a control unit and the annular space 42 represents the first volume space.
  • the guide element 14 of the two-tube gas spring only serves to better guide the piston rod 10, but is not a mandatory component.
  • the second volume space 24 can only be closed, e.g. through an annular lid.
  • the control unit 20 can instead of the control slot 26 and the annular channel 28 also be formed by a valve with which the passage cross section can be varied.
  • a gas spring according to the invention can also have further volume spaces by providing additional tubes. Their precise design should then be carried out, for example, in accordance with what has been described above, as shown in FIGS.
  • a three tube gas tension spring 102 of the present invention is shown in Figures 5 and 6. It essentially has an inner tube 104, a middle tube 106 and an outer tube 108.
  • the tubes 104, 106 and 108 are arranged essentially coaxially to one another with respect to a central axis 110.
  • the tubes 104, 106 and 108 are preferably cylindrical tubes, the wall thickness of which can vary according to the application.
  • the wall thickness of the inner tube 104 and the middle tube 106 are, for example, between 0.1 and 10 mm, preferably between 0.5 and 5 mm.
  • the inner tube 104 is connected at its first axial end to a terminating element 112 in a gas-tight manner.
  • This connection can be, for example, a screw connection with a corresponding seal or an adhesive, but the inner tube 104 and the end element 112 are preferably connected to one another by friction welding.
  • the closure element 112 has a gas filling bore 114 which opens into the interior of the inner tube 104.
  • a closure device 116 is provided at the second axial end opposite the first axial end of the inner tube 104.
  • the closure element 116 is connected to the inner tube 104 in a gas-tight manner by suitable sealing means 118.
  • the inner tube 104 thus forms a first volume space 120 with a constant volume through the closure element 112 and the closure device 116.
  • the volume space 120 is connected to a second volume space 124 by a control device 122, which is preferably formed in the form of at least one gas transfer hole.
  • the second volume space 124 is defined by the inner tube 104, the middle tube 106, an annular element 126 arranged at the second end of the inner tube 104 and by an annular piston 128.
  • the ring element 126 and the ring piston 128 are sealed gas-tight against the adjacent tubes 104 and 106 by means of sealing elements 130 and 132, respectively.
  • the center tube 106 of the throttle cable according to the invention the connection to the ring piston 128 thus simultaneously represents the piston rod.
  • the two volume spaces 120 and 124 are connected or connectable to one another by the control device 122, in that the control device 122 has at least one gas transfer hole or a gas transfer slot.
  • the insertion and removal speed of the piston rod can be defined by changing the dimensions of the control device.
  • the volume spaces 120 and 124 are filled with gas, preferably with nitrogen, as already explained above with reference to FIGS. 1 to 4, through the gas filling bore 114. Both volume spaces 120 and 124 are connected to the same by means of the control device 122 Gas pressure applied.
  • the gas filling bore 114 is closed with a closure 134 (only shown schematically), which at the same time acts as a burst protection for the gas tension spring according to the invention.
  • the closure 134 is preferably realized in the form of an annular elastic element, for example made of rubber, which is arranged within the gas filling bore 114, so that when the three-pipe throttle cable is filled, the closure 134 is pressed inwards, while the pressure thereafter of the gas presses the closure 134 onto the gas filling bore and seals it.
  • the sealing means 130 and 132 provided on the ring element 126 and ring piston 128 are preferably groove-ring sleeves which have a V-shaped groove, as a result of which the system pressure in the second, outer volume space 124 acts on the groove-ring sleeve, and the sealing effect is reinforced.
  • sealants 130 and 132 preferably contain or consist entirely of polytetrafluoroethylene (PTFE).
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • This material is highly anti-adhesive, has a low sliding and static friction coefficient and therefore no "stick-slip" effect.
  • PTFE is in a wide temperature range, i.e. Can be used from around -200 to + 270 ° C and has the highest chemical resistance.
  • the ring element 126 and the closure device 116 are formed as two parts, these could also be integral, i.e. be provided in one piece.
  • a mounting device 136 is provided on the middle tube 106 serving as a piston at its end opposite the annular piston 128, by means of which the gas tension spring 102 according to the invention can be connected to various connecting elements that are specific to the application.
  • the terminating element 112 is also designed to be able to be coupled to various connecting elements.
  • the outer tube 108 of the gas spring according to the invention is arranged concentrically with the two inner tubes 104 and 106 by means of the closure element 112.
  • the outer tube 108 is preferably connected to the end element 112 by friction welding.
  • a stripping device 138 is provided, with which dirt particles which are attached or adhering to the center tube 106 can be stripped off.
  • the scraper device 138 also has a device 140 against penetration of fine dirt particles or liquids.
  • the device 140 is preferably a sealant, such as an O-ring or felt ring.
  • At least one further device 142 or 144 against the ingress of dirt and liquids is preferably provided on the annular piston 128 and on the ring element 126 in order to ensure the operability of the gas tension spring 102 in accordance with the invention.
  • the arrangement of the outer tube 108 with the scraper device 138 and the devices 140, 142 and 144 ensures that the gas tension spring 102 according to the invention is protected against contamination on all sliding surfaces, so that it can be used even in dirty or heavily polluting systems and still has a long service life.
  • the two volume spaces 120 and 124 are acted upon by the same system pressure via the gas filling opening 114. Due to the system pressure, the annular piston 128 and thus the central tube 106 representing the piston rod are brought into a retracted basic position. If the piston rod 106 is pulled out, the annular piston 128 moves between the inner tube 104 and the central tube 106 in the direction of the control device 122 and thus reduces the volume of the second volume space 124. As a result, the gas flows from the second volume space 124 through the control device 122 into the first Volume space 120 and is further biased.
  • the piston rod 108 When the piston rod 108 is relieved, it is pushed in by the increased gas pressure in the first volume space 120 at a precisely defined insertion speed. This speed is defined by the opening, ie by the control device 122.
  • the control unit can tion 122 should be designed so that it does not represent too high a flow resistance to avoid heating. That means that in such a case the control device 122 should have at least one, but preferably a plurality of gas transfer bores or openings with a relatively large diameter.
  • Lubricating oil e.g. 1 to 8 cm, e.g. can be introduced into the volume spaces 120 and 124 together with the gas or is introduced during assembly of the gas tension spring.
  • FIG. 6 A modified embodiment of the gas tension spring 102 according to the invention is shown in FIG. 6.
  • the basic structure of the gas tension spring 102 is essentially identical to that previously described according to FIG. 5.
  • the gas tension spring 102 according to FIG. 6 differs, however, in that a piston 146 is provided in the first volume space 120, with which the volume of the volume space 120 can be varied.
  • the piston 146 is preferably guided so as to be axially movably adjustable via at least one threaded rod 148 with a screw head 150 in a thread in the end element 112.
  • the piston 146 is provided with sealing means (not shown) in order to seal the first volume space 120 from the annular space 152.
  • the F-s characteristic curve of the gas spring can be varied by means of a variable volume space 120.
  • the gas tension spring 102 shown in FIG. 6 can thus be used even more flexibly.
  • the gas tension spring 102 shown in FIG. 6 also has a connecting element 154 or 156 provided on the one hand on the terminating element 112 and on the other hand on the mounting element 136.
  • the connecting elements 154 and 156 are each mounted on the end element 112 or the mounting element 136 with the aid of a thread 158 or 160.
  • the thread 158 of the connection Element 154 is provided in a through hole so that the head 150 of the threaded rod 148 is easily accessible for adjusting the piston 146.
  • the thread 160 of the connecting element 156 on the opposite side is also provided in a through hole, so that a space 162 communicates with the surroundings via an opening 164.
  • the closure device 116 of the inner tube 104 is designed to be axially movable in the ring element 126 by means of a fine thread, so that it covers the control device 122 or its openings when the axial position is shifted in such a way that different flow cross sections and thus different flow speeds between the two volume spaces 120 and 124 cause can be.
  • the locking device 116 is adjusted through the bore 164 in the mounting element 136, through which a tool can be guided in order to engage a head 166 of the locking device 116 and to move the locking element 116 axially.
  • connection elements 154 and 156 are only shown by way of example. They can also be designed differently depending on the application or installation requirements. In the present case, transverse bores 168 and 170 are provided on the connecting elements 154 and 156 in order to mount the gas tension spring with a bolt in a machine (not shown).
  • any other conventional type of connection can also be provided. In particular, it can be preferred to form these elements in one piece or to produce them by welding individual parts, for example by friction welding.
  • an end stop means is provided in an annular space 172 formed between the inner tube 104 and outer tube 108 for damping the end position of the annular piston 128.
  • This end stop means is preferably a helical compression spring.
  • any other compressible damping medium such as an elastic rubber element, could be used instead of the coil spring.
  • Such an end stop means can also be provided in the second volume space 124, for example on the piston 128 or on the ring element 126.
  • the gas tension spring shown in FIG. 5 or 6 is further modified in that the outer tube 108 and also any other suitable component is designed to accommodate a clamping device (not shown).
  • This clamping device is similar to that described above with reference to Figures 1 to 4 and consists e.g. from an annular clamping wedge, an annular pressure piece and a nut which can be screwed onto the outer tube 108 and thus clamps the annular clamping wedge, whereby the piston rod or the central tube 106 is clamped.
  • all other known embodiments of clamping devices can also be provided for fixing the piston rod 106 to the gas tension spring 102.
  • any damage to the center tube 106 or the outer tube 108 of the three-tube gas tension spring 102 according to the invention does not affect the operation in the slightest, since the surface quality on the outside of the center tube 106 and the nature of the outer tube 108 are unimportant for the function and on them or by them no gas sealing effect is achieved.
  • the three-tube gas springs shown in the various embodiments are gas tension springs. However, the idea on which these embodiments of the invention are based can also apply by reversing the principle for gas pressure springs.
  • control device 122 can also be formed by a valve with which the passage cross section can be varied.
  • a gas spring according to the invention can also have further volume spaces by providing additional tubes. Their exact training should then be carried out in accordance with the previously described.
  • at least one pressure measuring device (not shown), which is connected to one of the volume spaces 120 and / or 124, can be provided in order to monitor the gas pressure or to feed it as a control input parameter.
  • the pressure measuring device can also be designed as a pressure switch. Such a pressure monitoring device is also possible for the embodiments described in FIGS. 1 to 4.
  • the inner tube 104 is joined to the end element 112 and then the outer tube 108 is also mounted on the end element 112. This can be done either by screwing threaded connections, by gluing, welding or other known, gas-sealing connection methods.
  • the inner tube 104 and the outer tube 108 are preferably welded to the end element 112 by friction welding.
  • the stripping device 138 can already be preassembled on the outer tube 108 or can be installed at a later time.
  • the piston rod or the center tube 106 is then mounted with the piston 128 and inserted into the annular space 172 between the inner tube 104 and the outer tube 108.
  • the closure device 116 and the ring element 126 are then mounted so that the two volume spaces 120 and 124 are sealed gas-tight from the environment.
  • the mounting element 136 is mounted on the center tube 106.
  • the volume spaces 120 and 124 can be filled with a gas pressure in accordance with the requirements for the gas spring. This method has already been explained above.
  • the sliding parts required for the gas spring according to the invention namely the inner tube 104 and middle tube 106 and the annular piston 126 can be produced from commercially available raw parts.
  • the surfaces of the sliding elements preferably have a roughness depth of 0.5 to 5 ⁇ m, but in particular a roughness depth of 1 to 3 ⁇ m is preferred.
  • FIG. 7 shows a further embodiment of a spring element according to the invention in the form of a hydraulic tension spring 202.
  • the structure of the hydraulic tension spring 202 essentially corresponds to the three-tube gas tension spring 102 described above with reference to FIGS. 5 and 6.
  • Three-tube tension spring 202 has an inner tube 204, a middle tube 206 and an outer tube 208. These tubes are preferably arranged essentially coaxially with one another with respect to a central axis 210.
  • the tubes 204, 206 and 208 are preferably cylindrical tubes, the wall thickness of which varies according to the application.
  • the wall thickness of the inner tube 204 and the middle tube 206 are, for example, between 0.1 and 10 mm, preferably between 0.5 and 5 mm.
  • the inner tube 204 is connected at its first axial end to a sealing element 212 in a fluid-tight manner.
  • the connection can be, for example, a screw connection with a corresponding seal, an adhesive or preferably a friction weld connection.
  • a closure device 214 for the inner tube 204 is provided at the second axial end opposite the first axial end of the inner tube 204.
  • the closure device 214 is connected to the inner tube 204 in a fluid-tight manner by means of suitable sealing means and / or a corresponding connection; the closure device 214 has an oil fill opening 216, which is preferably designed as an oil fill valve.
  • a vent valve 218 is provided in order to be able to discharge existing air when the hydraulic gas spring 202 is filled with hydraulic fluid.
  • a piston 220 is provided in the inner tube 204 so as to be axially movable.
  • the piston 220 has a stop projection 222 which bears against the closure device 214 when the hydraulic three-tube tension spring 202 according to the invention is in the inserted, ie relaxed, state.
  • the inner tube 204 with the closure element 214 and the piston 220 form a first annular volume space 224 formed around the stop projection 222.
  • a helical compression spring 226 is provided between the closure element 212 and the piston 220 which presses the stop projection 222 of the piston 220 against the closure device 214.
  • a guide pin 228 is preferably provided on the piston for fixing the coil spring 226.
  • Coil spring 226 may be a cylindrical helical compression spring as shown. However, it is also possible not only to provide a helical spring, but also to provide a plurality of nested helical compression springs with opposite coils. Furthermore, coil springs with changing wire cross-section and / or conical coil compression springs can also be provided. It is also possible to provide a gas pressure spring instead of the coil spring. When choosing the appropriate spring means 226 it is only important that it be able to absorb kinetic energy e.g. by storing or compressing a gas.
  • the first volume space 224 is connected to a second volume space 232 by a control device 230, which is preferably designed in the form of at least one fluid transition bore.
  • the second volume space 232 is defined by the inner tube 204, the middle tube 206, the closure device 214 and by an annular piston 234.
  • the Ver- Closing device 214 and the annular piston 234 are sealed in a fluid-tight manner with respect to the adjacent tubes 204 and 206 by means of sealing elements 236 and 238, respectively.
  • the central tube 206 of the hydraulic three-tube tension spring 202 thus simultaneously represents the piston rod due to the connection to the annular piston 234.
  • the two volume spaces 224 and 232 are connected or connectable to one another by the control device 230 in that the control device 230 has at least one gas transfer hole or a gas transfer slot.
  • the insertion and removal speed of the piston rod can be defined by changing the dimensions of the control device 230.
  • any pressure ratios can be set, so that the characteristic curve of the spring according to the invention can be adapted in the F-s diagram depending on the application.
  • the sealing means 236 and 238 provided on the annular piston 234 and on the closure device 214 are preferably groove-ring sleeves which have a V-shaped groove and are therefore superimposed by the system pressure in the second volume space 232 be so that the sealing effect is enhanced.
  • the groove-ring sleeves are non-rotatably on their respective seats.
  • the sealants 236 and 238 preferably have or consist entirely of polytetrafluoroethylene (PTFE).
  • a mounting device 240 is provided at its end opposite the annular piston 234, by means of which the spring 202 according to the invention can be connected to various connecting elements that are specific to the application. Furthermore, on the Closing element 212 such a connecting device can be provided.
  • the outer tube 208 of the hydraulic three-tube tension spring according to the invention is arranged concentrically with the two inner tubes 204 and 206 by means of the closing element 212.
  • the outer tube 208 is preferably connected to the connecting element 212 by friction welding.
  • a stripping device 242 is provided, with which dirt particles which are attached or adhered to the center tube 206 can be stripped off.
  • the wiping device 242 also has a device 244 against the penetration of fine dirt particles or liquids.
  • This means 244 is preferably a sealant such as e.g. an o-ring or felt ring.
  • At least one further device 246 or 248 against the ingress of dirt and liquids is preferably provided on the annular piston 234 and on the closure device 214 in order to ensure the operability of the hydraulic tension spring 202 according to the invention.
  • the arrangement of the outer tube 208 with the stripping device 242 and the devices 244, 246 and 248 ensures that the hydraulic tension spring 202 according to the invention is protected against contamination on all sliding surfaces, so that it can be used even in dirty or heavily soiled systems and nevertheless has a long service life.
  • an oil pan 250 provided on the outer tube 208 is also preferably provided in order to catch any hydraulic fluid that may escape and thus keep the environment clean.
  • at least one through hole 252 is provided in the outer tube 208.
  • the two volume spaces 224 and 232 are acted upon by a hydraulic fluid under the same system pressure via the oil fill opening or the oil fill valve 216. Due to the system pressure, the annular piston 234 and thus the central tube 206 representing the piston rod are brought into a retracted basic position. If the piston rod 206 is pulled out, the annular piston 234 moves in the direction of the control device 230 and thus reduces the volume of the second volume space 232. As a result, the hydraulic fluid flows from the second volume space 234 through the control device 230 into the first volume space 224 and displaces the piston 220 the spring force of the spring element 226 due to its incompressibility.
  • the applied movement work is stored by the prestressing of the spring means 226, so that when the piston rod 208 is relieved, the hydraulic fluid is conveyed back from the now decreasing first volume space 224 into the second volume space 232.
  • the dimensioning of the control device 230 maintains a precisely defined insertion speed.
  • the control device 230 can be designed in such a way that it does not represent too high a flow resistance in order to avoid heating, i.e. the control device 230 should at least in such a case have one, but preferably a plurality of fluid transition bores or openings with a relatively large diameter.
  • the length of the space containing the spring means can also be varied by means of an axially adjustable piston according to the explanations corresponding to FIG. 6.
  • hydraulic spring element has been shown as a hydraulic tension spring, the basic principles explained above also apply to a hydraulic compression spring using a multi-tube arrangement.
  • the piston 220 is sealed in a fluid-tight manner in the inner tube 204 by a groove-ring collar 254 and is preferably guided by a guide and sealing element 256.

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Abstract

The invention relates to an enhanced spring element i.e. an improved gas spring or hydraulic spring. The invention is characterised in that the spring element is embodied as a multi-tube spring. At least two tubes (4, 6) are provided to embody the inventive spring. The tubes of the spring are arranged in a substantially concentric manner. At least two of the tubes define at least two volume areas (22, 24) that communicate with each other by means of a control device (20).

Description

Federelement Spring element
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Federelement, insbesondere eine Gasfeder oder eine hydraulische Feder sowie deren Herstellung.The present invention relates to a spring element, in particular a gas spring or a hydraulic spring, and the production thereof.
Eine Gasfeder ist ein hydropneumatisches Verstellelement mit einem in sich geschlossenem Gas- und Ölsystem als Energiespeicher. Die Federkraft wird durch ein komprimiertes Füll- medium erzeugt. Das Prinzip von Gasfedern beruht auf der Kompressibilität eines in einem Behälter eingeschlossenen Gasvolumens .A gas spring is a hydropneumatic adjustment element with a self-contained gas and oil system as an energy store. The spring force is generated by a compressed filling medium. The principle of gas springs is based on the compressibility of a gas volume enclosed in a container.
Gasfedern können sowohl als Gasdruckfedern wie auch als Gaszugfedern ausgebildet sein. Im folgenden wird der Aufbau einer herkömmlichen Gasfeder beispielhaft anhand einer herkömmlichen Gasdruckfeder beschrieben. Diese bestehen im wesentlichen aus einem zylindrischen Druckrohr, das auf einer Seite mit einem Deckel und auf der gegenüberliegenden Seite durch ein Dichtungs- und Führungspaket gasdicht verschlossen ist. Durch das Dichtungs- und Führungspaket wird eine Kolbenstange axial beweglich geführt, an deren Ende im Inneren des Druckrohres ein Kolben befestigt ist, der zugleich den Ausschub der Kolbenstange begrenzt. Das außenliegende Ende der Kolbenstange und das Druckrohrende ist jeweils mit einem dem Anwendungsfall angepaßten Befestigungsmittel versehen.Gas springs can be designed both as gas pressure springs and as gas tension springs. The structure of a conventional gas spring is described below using an example of a conventional gas pressure spring. These consist essentially of a cylindrical pressure tube, which is sealed gas-tight on one side with a cover and on the opposite side by a sealing and guide package. A piston rod is axially movably guided by the seal and guide package, at the end of which a piston is fastened inside the pressure tube and at the same time limits the extension of the piston rod. The outer end of the piston rod and the pressure pipe end are each provided with a fastener adapted to the application.
Die gewünschte Federein- und -ausschubkraft der Kolbenstange einer Gasfeder wird durch Einbringen eines bestimmten Gas- überdrucks in das zylindrische Druckrohr erreicht. Ferner ist die Querschnittsfläche des Kolbens, auf den der Druck im zylindrischen Druckrohr wirkt, für die Bestimmung der gewünschten Federein- und -ausschubkraf von Bedeutung. Beim Ein- bzw. Ausschieben der Kolbenstange und des Kolbens einer Gasfeder wird der Volumenraum des Gases reduziert und eine Druckerhöhung, die ein Maß für die Steigerung der potentiellen Energie für die jeweilige Position darstellt, bewirkt. Der Kolben im Inneren der Gasfeder hat die Funktion, eine spezifische Ausschubgeschwindigkeit zu ermöglichen, ein dem Anwendungsfall angepaßte Dämpfung zu bewirken, als Führungselement zu dienen und die Ausschubweite der Kolbenstange zu begrenzen.The desired spring insertion and extension force of the piston rod of a gas spring is achieved by introducing a certain excess gas pressure into the cylindrical pressure tube. Furthermore, the cross-sectional area of the piston, on which the pressure in the cylindrical pressure tube acts, is important for determining the desired spring insertion and extension force. When the piston rod and the piston of a gas spring are pushed in or out, the volume space of the gas is reduced and an increase in pressure, which is a measure of the increase in the potential energy for the respective position, is brought about. The piston in the interior of the gas spring has the function of enabling a specific extension speed, effecting damping adapted to the application, serving as a guide element and limiting the extension width of the piston rod.
Es sind Kolbenkonstruktionen bekannt, bei denen der Kolben mit einer oder mehreren kleinen Düsenbohrungen oder mit einem Labyrinthsystem versehen ist. Bei Verwendung eines solchen Kolbens kann durch das Überströmen von Gas eine gezielte Dämpfung beim Ein- und Ausschieben der Kolbenstange erzielt werden.Piston designs are known in which the piston is provided with one or more small nozzle bores or with a labyrinth system. When using such a piston, a targeted damping when pushing the piston rod in and out can be achieved by the overflow of gas.
Zur Schmierung von Gasfedern befindet sich im zylindrischen Druckraum eine bestimmte Ölmenge, die gleichzeitig auch als lageabhängige hydraulische Endlagendämpfung verwendet werden kann. Weitere Endlagendämpfungen sind durch Schraubenfedern oder Gummiendanschläge bekannt .To lubricate gas springs, there is a certain amount of oil in the cylindrical pressure chamber, which can also be used as position-dependent hydraulic end position damping. Further end position damping is known from coil springs or rubber end stops.
Die Federkennlinie einer herkömmlichen Gasfeder wird im Kraft-Weg-Diagramm (F-s-Diagramm) dargestellt. Die Kraftverläufe folgen näherungsweise einer Geraden und weisen vergleichsweise zu Schraubenfedern einen geringen Kraftanstieg über dem Federweg auf. Die Losbrechkraft, welche die Kraft kennzeichnet, mit der die Kolbenstange zu Beginn einer Bewegung losgelöst werden muß, wird üblicherweise im F-s-Diagramm nicht gezeigt. Diese Losbrechkraft beträgt üblicherweise ein Vielfaches der anfänglichen Ein- oder Ausschubkraft .The spring characteristic of a conventional gas spring is shown in the force-displacement diagram (F-s diagram). The force curves follow approximately a straight line and have a slight increase in force over the spring travel compared to coil springs. The breakaway force, which characterizes the force with which the piston rod must be released at the beginning of a movement, is usually not shown in the F-s diagram. This breakaway force is usually a multiple of the initial insertion or extension force.
Die Federkennlinie der herkömmlichen Gasfeder kann z.B. durch Einbringen von Öl verändert werden. Eine erhöhte Öl- menge innerhalb der Gasfeder verursacht erhöhte Einschub- und Ausschubkräfte. Ferner kann die Federkennlinie durch Veränderung der Abmessungen des Druckrohrs und der Kolbenstange variiert werden. Eine weitere Möglichkeit zur Beeinflussung der Federkennlinie besteht darin, ein Federelement im Volumenraum vorzusehen, wodurch die Federkennlinie der Gasfeder mit der des Federelements überlagert wird.The spring characteristic of the conventional gas spring can be changed, for example, by introducing oil. An increased oil quantity inside the gas spring causes increased insertion and extension forces. Furthermore, the spring characteristic can be varied by changing the dimensions of the pressure pipe and the piston rod. A further possibility for influencing the spring characteristic is to provide a spring element in the volume space, whereby the spring characteristic of the gas spring is superimposed on that of the spring element.
Die Herstellung solcher Gasfedern insbesondere der Kolbenstange erfordert einen erheblichen Produktionsaufwand, da die Oberfläche eine Dichtfläche ist. Die Kolbenstange muß gehärtet sein und eine maximale Rauhtiefe von ungefähr 1 bis 3 μm aufweisen. Dazu wird sie herkömmlicherweise geschliffen, oberflächengehärtet und verchromt.The production of such gas springs, in particular the piston rod, requires a considerable amount of production work, since the surface is a sealing surface. The piston rod must be hardened and have a maximum roughness depth of approximately 1 to 3 μm. To do this, it is conventionally ground, surface hardened and chrome-plated.
Ein weiteres Verfahren, das alternativ zum Verchromen angewandt werden kann, ist ein Salzbad-Härteverfahren. Die Kolbenstangen werden in einem Salzbad auf z.B. 580 °C erwärmt und verbleiben eine bestimmte Zeit darin. Dieses Verfahren ist ein Aufstieg-Härteverfahren, das gleichzeitig einen Rostschutz für die Oberfläche der Kolbenstange bildet. Nachdem die Kolbenstangen aus dem Salzbad entfernt werden, müssen sie auf einer Poliermaschine bearbeitet werden, um die erforderliche Oberflächengüte zu erhalten.Another method that can be used as an alternative to chrome plating is a salt bath hardening method. The piston rods are placed in a salt bath on e.g. Heated to 580 ° C and remain in it for a certain time. This process is an ascent hardening process that also provides rust protection for the surface of the piston rod. After the piston rods are removed from the salt bath, they have to be processed on a polishing machine in order to obtain the required surface quality.
Die bekannten Gasfedern und Verfahren zu ihrer Herstellung haben insbesondere die Nachteile, daß ihre Kennlinie nicht beliebig verändert werden kann, die Funktionsfähigkeit der Gasfeder bei kleinsten Beschädigungen an der Kolbenstange oder am Rohr nicht mehr gewährleistet ist, und hohe Systemdrücke in der Gasfeder erforderlich sind, wodurch bei erhöhten Temperaturen, z.B. bei Fahrzeugbränden, ein erhebliches Gefahrenpotential ausgeht. Weitere Nachteile sind die hohe Losbrechkraft der Kolbenstange, das aufwendige Herstellungsverfahren der Kolbenstange und die damit verbundenen Umweltprobleme. Problematisch sind diesbezüglich insbesondere umweltschädliche Rückstände durch das Salzbad-Härteverfahren, sowie Schleif- und Polierrückstände bzw. -schlämme, die als hochgiftiger Sondermüll sehr aufwendig und teuer entsorgt werden müssen.The known gas springs and methods for their production have the particular disadvantages that their characteristic cannot be changed arbitrarily, the functionality of the gas spring is no longer guaranteed with the slightest damage to the piston rod or the tube, and high system pressures in the gas spring are required, as a result of which at elevated temperatures, for example in the event of vehicle fires, there is a considerable risk potential. Further disadvantages are the high breakaway force of the piston rod, the complex manufacturing process of the piston rod and the associated environmental problems. In particular, environmentally harmful residues caused by the salt bath hardening process are problematic, as well as grinding and polishing residues or sludges, which as highly toxic special waste have to be disposed of in a very complex and expensive manner.
Ein weiterer großer Nachteil herkömmlicher Gasfedern besteht darin, daß sie für viele Anwendungen nicht geeignet sind, weil z.B. ihre Kennlinien nicht den Anforderungen entsprechen, an den jeweiligen Einsatzorten die Gasfedern nicht ausreichend vor Verschmutzungen geschützt werden können oder zu hohe Drücke in den Gasfedern erforderlich wären. In solchen Anwendungsfällen werden häufig Hydrauliksysteme eingesetzt, die wesentlich teurer sind, mehr Platz brauchen und eine geringere Lebenserwartung haben. Ferner haben hydraulische Systeme den erheblichen Nachteil, daß häufig Leckageprobleme entstehen, d.h. Öl austritt, an dem z.B. Schmutz anhaftet, wodurch nicht nur die Funktionsfähigkeit der gesamten Anlage beeinträchtigt wird, sondern auch die Ästhetik.Another major disadvantage of conventional gas springs is that they are not suitable for many applications because e.g. their characteristic curves do not meet the requirements, the gas springs cannot be adequately protected from contamination at the respective places of use or excessive pressures in the gas springs would be required. In such applications, hydraulic systems are often used, which are significantly more expensive, require more space and have a lower life expectancy. Furthermore, hydraulic systems have the considerable disadvantage that leakage problems often arise, i.e. Oil leaks, e.g. Dirt adheres, which affects not only the functionality of the entire system, but also the aesthetics.
Bei einer hydraulischen Feder dient das Hydraulikmedium, das kaum oder vorzugsweise nicht kompressibel ist als Übertragungsmittel. Im Normalfall muß daher ein Druck- bzw. Energiespeicher zur Speicherung von Energie vorgesehen sein. Dieser ist bei herkömmlichen hydraulischen Federn extern, z.B. in Form eines Druckbehälters, angeordnet.In the case of a hydraulic spring, the hydraulic medium, which is hardly or preferably not compressible, serves as the transmission medium. Normally, therefore, a pressure or energy store must be provided for storing energy. With conventional hydraulic springs, this is external, e.g. arranged in the form of a pressure vessel.
Ein konkreter Anwendungsfall von Hydrauliksystemen ist z.B. an Industrierobotern zu finden. Dort dient das Hydrauliksystem zur Aufnahme von Verzögerungskräften beim Bewegen der Roboterarme. Aufgrund des Leckageproblems dieser Hydrauliksysteme ist der Einsatz jedoch in vielen Bereichen nicht oder nur durch aufwendige, zusätzliche Maßnahmen möglich, wie z.B. bei der Lebensmittelherstellung und -Verarbeitung oder in der Arzneimittelverarbeitung.A specific application of hydraulic systems is e.g. to find on industrial robots. There the hydraulic system is used to absorb deceleration forces when moving the robot arms. Due to the leakage problem of these hydraulic systems, use in many areas is not possible or only possible through complex, additional measures, such as in food production and processing or in pharmaceutical processing.
Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Federelement, insbesondere eine verbesserte Gasfeder und eine verbesserte hydraulische Feder sowie ein entsprechendes Herstellungsverfahren zur Verfügung zu stellen. Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der Patentansprüche gelöst.The present invention is therefore based on the object of an improved spring element, in particular an improved one To provide gas spring and an improved hydraulic spring and a corresponding manufacturing process. This object is achieved with the features of the claims.
Die Erfindung hat den Vorteil, daß die Feder als Mehr-Rohr- Feder mit mindestens einem Kolben derart ausgebildet werden kann, daß die Gleitflächen der Feder vor Beschädigungen sicher sind und die Feder selbst bei äußeren Beschädigungen betriebsfähig bleibt.The invention has the advantage that the spring can be designed as a multi-tube spring with at least one piston such that the sliding surfaces of the spring are safe from damage and the spring remains operational even in the event of external damage.
Eine erfindungsgemäße Druckfeder weist beispielsweise ein Innenrohr und ein darum, vorzugsweise konzentrisch angeordnetes Außenrohr sowie einen im Innenrohr vorgesehenen Kolben mit Kolbenstange auf. Die beiden Rohre definieren zwei Volumenräume, die über eine Steuereinheit miteinander verbunden oder verbindbar sind.A compression spring according to the invention has, for example, an inner tube and an outer tube, preferably arranged concentrically around it, and a piston with a piston rod provided in the inner tube. The two tubes define two volume spaces that are connected or connectable to one another via a control unit.
Zur Ausführung einer erfindungsgemäßen Zugfeder sind mindestens zwei Rohre, vorzugsweise drei Rohre vorzusehen. Die Rohre der Zugfeder sind vorteilhafterweise im wesentlichen konzentrisch angeordnet. Mindestens zwei Rohre definieren mindestens zwei über eine Steuereinrichtung miteinander kommunizierende Volumenräume. Im Fall einer erfindungsgemäßen Gaszugfeder weist der innere Volumenraum vorzugsweise ein konstantes Volumen auf, während das Volumen des äußeren Volumenraums, in dem ein Ringkolben geführt ist, entsprechend der Kolbenstellung variabel ist. Bei einer erfindungsgemäßen hydraulischen Zugfeder sind die Volumina beider Volumenräume variabel. Vorzugsweise ist das dritte Rohr außerhalb des den äußeren Volumenraum definierenden Rohres angeordnet , um sämtliche Gleitflächen vor Verschmutzungen zu schützen. Es werden folglich drei Volumenräume gebildet, von denen zwei für die eigentliche Funktion der Feder vorgesehen sind, um die beiden mit Fluid gefüllten Volumenräume zu bilden. Der dritte Volumenraum ist ein Schutzraum, um die Feder vor Beschädigungen zu schützen. Die Feder der vorliegenden Erfindung hat somit insbesondere die Vorteile, daß Beschädigungen an von außen zugänglichen Bauteilen der erfindungsgemäßen Feder keinerlei Funktionsbeeinträchtigung zur Folge haben, ihr Fülldruck gegenüber herkömmlichen Federn um bis zu 50 % reduziert werden kann, ihre Kennlinie variabel gestaltbar ist und die Ausschub- bzw. Einschubgeschwindigkeit des Kolbens beliebig eingestellt werden kann. Ferner können die erfindungsgemäßen Federn umweltfreundlich hergestellt werden, da ihre Bauteile keinen besonderen Verfahren unterzogen werden müssen, bei denen umweltbelastende Stoffe anfallen. Die Feder kann ferner variable Befestigungsmittel aufweisen, eine Klemmvorrichtung zur Fixierung des Kolbens in jeder beliebigen axialen Position haben und Mittel zur Endlagendämpfung aufweisen.At least two tubes, preferably three tubes, are to be provided for executing a tension spring according to the invention. The tubes of the tension spring are advantageously arranged essentially concentrically. At least two pipes define at least two volume spaces communicating with one another via a control device. In the case of a gas tension spring according to the invention, the inner volume space preferably has a constant volume, while the volume of the outer volume space, in which an annular piston is guided, is variable in accordance with the piston position. In a hydraulic tension spring according to the invention, the volumes of both volume spaces are variable. The third tube is preferably arranged outside the tube defining the outer volume space in order to protect all sliding surfaces from contamination. Consequently, three volume spaces are formed, two of which are provided for the actual function of the spring in order to form the two volume spaces filled with fluid. The third volume space is a protective space to protect the spring from damage. The spring of the present invention thus has the particular advantages that damage to components of the spring according to the invention which are accessible from the outside do not result in any functional impairment, their filling pressure can be reduced by up to 50% compared to conventional springs, their characteristic curve can be designed variably and the extension or the insertion speed of the piston can be set as desired. Furthermore, the springs according to the invention can be produced in an environmentally friendly manner since their components do not have to be subjected to any special processes in which environmentally harmful substances are produced. The spring can furthermore have variable fastening means, have a clamping device for fixing the piston in any axial position and have means for damping the end position.
Ein weiterer Vorteil ist die geringe Losbrechkraft des Kolbens und die vielseitige Verwendbarkeit, aufgrund ihrer hoben passiven Sicherheit. Des weiteren können die erfindungsgemäßen Federn kostengünstig, z.B. aus handelsüblichen Bauteilen hergestellt werden, wodurch eine weitere Reduzierung der Herstellkosten erzielt und eine Verwendung als Massenprodukt ermöglicht wird. Die erfindungsgemäßen Federn sind selbst in stark verschmutzten bzw. verschmutzenden Anlagen problemlos einsetzbar. Leckage von Öl, wie z.B. bei herkömmlichen Hydrauliksystemen, kann einerseits durch Gas als Füllmedium und andererseits durch Verwendung eines geschlossenen Hydrauliksystems, d.h. ohne hydraulischen Druckspeicher, ausgeschlossen werden, wodurch die erfindungsgemäße Feder auch z.B. an Orten mit hohen bis höchsten Anforderungen an die Reinheit wie z.B. in der Lebensmittel-, Pharma- oder chemischen Industrie, sowie in Reinräumen einsetzbar ist .Another advantage is the low breakaway force of the piston and its versatility due to its high passive safety. Furthermore, the springs according to the invention can be inexpensively, e.g. are manufactured from commercially available components, thereby achieving a further reduction in manufacturing costs and enabling use as a mass product. The springs according to the invention can be used without problems even in heavily soiled or soiling systems. Leakage of oil, e.g. in conventional hydraulic systems, on the one hand by gas as the filling medium and on the other hand by using a closed hydraulic system, i.e. without hydraulic pressure accumulator, can be excluded, whereby the spring according to the invention also e.g. in places with high to highest demands on purity, e.g. can be used in the food, pharmaceutical or chemical industry, as well as in clean rooms.
Bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Gasfeder werden im folgenden anhand der Zeichnungen beispielhaft beschrieben. In den Zeichnungen zeigen: Fig. 1 eine erste Ausfuhrungsform einer erfindungsgemäßenPreferred embodiments of the gas spring according to the invention are described below by way of example with reference to the drawings. The drawings show: Fig. 1 shows a first embodiment of an inventive
Zwei-Rohr-Gasdruckfeder; Fig. 2 eine zweite Ausfuhrungsform der erfindungsgemäßenTwo-pipe gas spring; Fig. 2 shows a second embodiment of the invention
Zwei-Rohr-Gasdruckfeder; Fig. 3 eine dritte Ausfuhrungsform der erfindungsgemäßenTwo-pipe gas spring; Fig. 3 shows a third embodiment of the invention
Zwei-Rohr-Gasdruckfeder; Fig. 4 eine vierte Ausfuhrungsform der erfindungsgemäßenTwo-pipe gas spring; Fig. 4 shows a fourth embodiment of the invention
Zwei-Rohr-Gasdruckfeder; Fig. 5 eine erste Ausfuhrungsform einer erfindungsgemäßenTwo-pipe gas spring; Fig. 5 shows a first embodiment of an inventive
Drei-Rohr-Gaszugfeder; Fig. 6 eine zweite Ausfuhrungsform der erfindungsgemäßenThree-pipe gas spring; Fig. 6 shows a second embodiment of the invention
Drei-Rohr-Gaszugfeder; und Fig. 7 eine Ausfuhrungsform einer erfindungsgemäßen hydraulischen Zugfeder.Three-pipe gas spring; and FIG. 7 shows an embodiment of a hydraulic tension spring according to the invention.
Die Zwei-Rohr-Gasdruckfeder 2 der vorliegenden Erfindung, wie in Figuren 1 bis 4 dargestellt, weist im wesentlichen ein Innenrohr 4 und ein im wesentlichen koaxial dazu angeordnetes Außenrohr 6 auf. Im Innenrohr 4 befindet sich ein Kolben 8, der im Innenrohr 4 gleitbar gelagert ist. Der Kolben 8 ist, z.B. durch ein Gewinde, vorzugsweise jedoch durch eine Quetsch- oder Knautschverbindung mit einer Kolbenstange 10 verbunden. Zur Führung der Kolbenstange 10 ist an einem ersten Ende 12 der Rohre 4 und 6 ein Führungselement 14 vorgesehen, welches die Kolbenstange 10 führt, vorzugsweise gleichzeitig das Innenrohr 4 gegenüber dem Außenrohr 6 abdichtet und Mittel 16 gegen Eindringen von Schmutz von außen aufweist. Das gegenüberliegende Ende 18 ist mit einer Steuereinheit 20 verschlossen. Somit bildet das Innenrohr 4, der Kolben 8 und die Steuereinheit 20 einen ersten Volumenraum 22. Der Ringraum zwischen dem Innenrohr 4 und dem Außenrohr 6 bildet zusammen mit dem Fuhrungselement 14 und der Steuereinheit 20 einen zweiten Volumenraum 24. Die beiden Volumenräume 22 und 24 sind durch die Steuereinheit 20 miteinander verbunden oder verbindbar, indem die Steuereinheit 20 einen Steuerschlitz 26 aufweist, der vorzugsweise mit einem Ringkanal 28 in Verbindung steht. Die Abmessungen des Steuerschlitzes 26 und des Ringkanals 28 definieren die Ausschubgeschwindigkeit der Kolbenstange 10. Durch Varrieren der Größe der Volumenräume 22 und 24, d.h. durch Variieren der Rohrdurchmesser und -längen können beliebige Druckverhältnisse eingestellt werden, so daß die Kennlinie der Zwei- Rohr-Gasdruckfeder im F-s-Diagramm je nach Anwendungsfall angepaßt werden kann.The two-tube gas pressure spring 2 of the present invention, as shown in FIGS. 1 to 4, essentially has an inner tube 4 and an outer tube 6 arranged essentially coaxially therewith. In the inner tube 4 there is a piston 8 which is slidably mounted in the inner tube 4. The piston 8 is connected to a piston rod 10, for example by a thread, but preferably by a crimp or crimp connection. To guide the piston rod 10, a guide element 14 is provided on a first end 12 of the tubes 4 and 6, which guides the piston rod 10, preferably simultaneously seals the inner tube 4 with respect to the outer tube 6 and has means 16 against the ingress of dirt from the outside. The opposite end 18 is closed by a control unit 20. The inner tube 4, the piston 8 and the control unit 20 thus form a first volume space 22. The annular space between the inner tube 4 and the outer tube 6 forms together with the guide element 14 and the control unit 20 a second volume space 24. The two volume spaces 22 and 24 are connected or connectable by the control unit 20 by the control unit 20 having a control slot 26, which is preferably communicates with an annular channel 28. The dimensions of the control slot 26 and the annular channel 28 define the extension speed of the piston rod 10. By varying the size of the volume spaces 22 and 24, ie by varying the tube diameter and length, any pressure ratios can be set, so that the characteristic of the two-tube gas pressure spring can be adjusted in the Fs diagram depending on the application.
Die Befüllung der Volumenräume 22 und 24 mit Gas, vorzugsweise mit Stickstoff, erfolgt durch eine radiale Gasfüllbohrung 30. Beide Volumenräume 22 und 24 werden somit mit dem gleichen Gasdruck beaufschlagt. Die Gasfüllbohrung 30 ist mit einem Verschluß 32 verschlossen, der gleichzeitig als Berstschutz für die Zwei-Rohr-Gasdruckfeder 2 wirkt. Der Verschluß 32 ist vorzugsweise in Form eines ringförmigen Elastik-Elementes z.B. aus Gummi, das innerhalb der Gasfüll- bohrung 30 angeordnet ist, verwirklicht, so daß beim Befül- len der Zwei-Rohr-Gasdruckfeder 2 der Verschluß 32 nach innen gedrückt wird, während danach der Druck des Gases den Verschluß 32 auf die Gasfüllbohrung 30 drückt und abdichtet. Erhöht sich der Druck innerhalb der Feder übermäßig, z.B. durch Erwärmung bei einem Brand, so wird das Verschlußelement 32 aus Gummi durch die Gasfüllöffnung 30 gedrückt, wodurch ein vergrößerter Volumenraum entsteht oder der Gasdruck schließlich entweichen kann. Somit ist ausgeschlossen, daß die Kolbenstange zum Geschoß wird, falls der Innendruck der Gasfeder über ein zulässiges Höchstmaß hinaus zunimmt.The volume spaces 22 and 24 are filled with gas, preferably with nitrogen, through a radial gas filling hole 30. Both volume spaces 22 and 24 are thus subjected to the same gas pressure. The gas filling bore 30 is closed with a closure 32, which also acts as a burst protection for the two-pipe gas pressure spring 2. The closure 32 is preferably in the form of an annular elastic element e.g. made of rubber, which is arranged within the gas filling bore 30, so that when the two-tube gas pressure spring 2 is filled, the closure 32 is pressed inwards, while the pressure of the gas then presses the closure 32 onto the gas filling bore 30 and seals. If the pressure inside the spring increases excessively, e.g. by heating in the event of a fire, the rubber sealing element 32 is pressed through the gas filling opening 30, as a result of which an enlarged volume space is created or the gas pressure can finally escape. It is therefore impossible that the piston rod becomes a projectile if the internal pressure of the gas spring increases beyond a permissible maximum.
Der Kolben 8 der Zwei-Rohr-Gasdruckfeder 2 ist mit einer Nut-Ring-Manschette 34 versehen, welche eine V-förmige Nut aufweist, wodurch der Systemdruck im ersten Volumenraum 22 auf die Nut-Ring-Manschette 34 wirkt und der Abdichtungseffekt verstärkt wird. Vorzugsweise ist die Nut-Ring-Manschette 34, wie in Figur 4 gezeigt, mittels einer Haltescheibe 35 und einem Stützring 37 mit dem Kolben 8 fest verbunden, z.B. durch Vernieten, Verschrauben, Kleben oder andere bekannte Befestigungsmaßnahmen. Dadurch wird bewirkt, daß die Nut-Ring-Manschette 34 den Kolben 8 gegenüber dem Innenrohr 4 fest sitzend abdichtet. Der Begriff "fest sitzend" bedeutet in diesem Zusammenhang insbesondere, daß zwischen dem Kolben 8 und der Nut-Ring-Manschette 34 keine, bzw. nur durch Aufbringen großer Kräfte Relativdrehungen möglich sind.The piston 8 of the two-pipe gas pressure spring 2 is provided with a groove-ring sleeve 34, which has a V-shaped groove, as a result of which the system pressure in the first volume space 22 acts on the groove-ring sleeve 34 and the sealing effect is intensified . Preferably, the groove-ring sleeve 34, as shown in FIG. 4, is firmly connected to the piston 8 by means of a retaining washer 35 and a support ring 37, for example by riveting, screwing, gluing or other known fastening measures. This has the effect that the groove-ring sleeve 34 seals the piston 8 tightly against the inner tube 4. In this context, the term “firmly seated” means in particular that relative rotations are not possible between the piston 8 and the groove-ring sleeve 34, or only by applying large forces.
Die Kolbenstange 10 ist an einem dem Kolben 8 gegenüberliegenden Ende mit einem Verbindungselement 36 versehen, das je nach Anwendungsfall verschiedenartig ausgebildet sein kann. Ebenso weist das Außenrohr 6 oder die Steuereinheit 20 ein Verbindungselement 38 auf, das je nach Anwendungsfall flexibel ausgelegt werden kann.The piston rod 10 is provided at one end opposite the piston 8 with a connecting element 36, which can be designed differently depending on the application. Likewise, the outer tube 6 or the control unit 20 has a connecting element 38, which can be designed flexibly depending on the application.
Zum Betrieb der Zwei-Rohr-Gasdruckfeder 2 werden die beiden Volumenräume 22 und 24 über die Gasfüllöffnung 30 mit dem gleichen Systemdruck beaufschlagt . Durch den Systemdruck wird der Kolben 8 und die Kolbenstange 10 in eine ausgefahrene Grundposition gebracht. Wird die Kolbenstange 10 eingeschoben, so bewegt sich der Kolben 8 im Innenrohr 4 in Richtung der Steuereinheit 20 und verkleinert so das Volumen des ersten Volumenraums 22. Dadurch strömt das Gas vom ersten Volumenraum 22 durch die Steuereinheit 20 in den zweiten Volumenraum 24 und wird vorgespannt. Beim Entlasten der Kolbenstange wird sie vom vorgespannten Gasdruck im zweiten Volumenraum 24 mit einer genau definierten Ausschubgeschwindigkeit ausgeschoben. Diese Ausschubgeschwindigkeit wird durch den Querschnitt des Ringkanals 28 und des Steuerschlitzes 26 definiert.To operate the two-pipe gas pressure spring 2, the two volume spaces 22 and 24 are acted upon by the same system pressure via the gas filling opening 30. The piston 8 and the piston rod 10 are brought into an extended basic position by the system pressure. If the piston rod 10 is pushed in, the piston 8 moves in the inner tube 4 in the direction of the control unit 20 and thus reduces the volume of the first volume space 22. As a result, the gas flows from the first volume space 22 through the control unit 20 into the second volume space 24 and is preloaded . When the piston rod is relieved, it is pushed out by the prestressed gas pressure in the second volume space 24 at a precisely defined extension speed. This extension speed is defined by the cross section of the ring channel 28 and the control slot 26.
Zur Schmierung der Gasfeder befindet sich in den Volumenräumen 22 und 24 eine geringe Menge Schmieröl.There is a small amount of lubricating oil in the volume spaces 22 and 24 for lubricating the gas spring.
Gasdruckfedern werden insbesondere in Fahr- und Flugzeugen, Stühlen und beliebigen Maschinen verwendet. Ein typisches Anwendungsbeispiel findet sich an Heckklappen, Motorhauben oder Sitzen von Kraftfahrzeugen.Gas pressure springs are used in particular in driving and aircraft, chairs and any machines. A typical one Application examples can be found on tailgates, bonnets or seats in motor vehicles.
Zur Abdichtung der beiden Volumenräume 22 und 24 gegeneinander am Fuhrungselement 14 und an der Steuereinheit 20 werden vorzugsweise O-Ringe verwendet. Gegen das Eindringen von Schmutz von außen entlang der Kolbenstange 10 ist das Dichtungsmittel 16 ebenfalls vorzugsweise als O-Ring ausgebildet . Zum gleichen Zweck ist am Kolben 8 ein weiterer O-Ring vorgesehen.O-rings are preferably used to seal the two volume spaces 22 and 24 against one another on the guide element 14 and on the control unit 20. Against the ingress of dirt from the outside along the piston rod 10, the sealing means 16 is also preferably designed as an O-ring. Another O-ring is provided on the piston 8 for the same purpose.
Die in Figur 2 dargestellte Zwei-Rohr-Gasfeder 2 zeigt eine zweite Ausfuhrungsform der Erfindung. Abweichend von der ersten Ausfuhrungsform befindet sich hier das Verbindungs- element 38 nicht an der Steuereinheit 20 sondern am Außenrohr 6 der Zwei-Rohr-Gasdruckfeder 2. Ferner ist die Verbindung zwischen dem ersten Volumenraum 22 und dem zweiten Volumenraum 24 in der Steuereinheit 20 durch einen spiralförmigen Steuerschlitz 40 und den Ringkanal 28 gebindet. Zur Entlagendämpfung der Kolbenstange 10 befindet sich in einem Ringraum 42 zwischen dem Führungselement 14 und dem Kolben 8 ein Federelement 44 in Form einer Schrauben-Druck-Feder . Es könnte jedoch anstelle der Schraubenfeder jedes andere kompressible Medium zur Dämpfung verwendet werden.The two-tube gas spring 2 shown in Figure 2 shows a second embodiment of the invention. In a departure from the first embodiment, the connecting element 38 is not located on the control unit 20 but on the outer tube 6 of the two-tube gas pressure spring 2. Furthermore, the connection between the first volume space 22 and the second volume space 24 is in the control unit 20 by a spiral control slot 40 and the annular channel 28 bound. A spring element 44 in the form of a helical compression spring is located in an annular space 42 between the guide element 14 and the piston 8 in order to dampen the piston rod 10. However, any other compressible medium for damping could be used instead of the coil spring.
Die in Figur 3 dargestellte dritte Ausfuhrungsform der Zwei- Rohr-Gasdruckfeder 2 der Erfindung entspricht im wesentlichen der in den Figuren 1 und 2 beschriebenen Gasfeder. Der Kolben 8 ist jedoch mit einem Quadring 46 als dynamische Dichtung versehen. Das Führungselement 14 ist ferner zur Aufnahme einer Klemmvorrichtung 48 ausgebildet. Diese Klemmvorrichtung 48 besteht aus einem Ringspannkeil 50, einem Ringdruckstück 52 und einer Mutter 54, die auf das Führungselement 14 aufgeschraubt werden kann und so den Ringspannkeil 50 verklemmt, wodurch die Kolbenstange 10 festgeklemmt ist . Neben dieser Ausfuhrungsform der Klemmvorrichtung können auch sämtliche weiteren bekannten Ausfuhrungsformen von Klemmvorrichtungen zum Festsetzen der Kolbenstange 10 an den erfindungsgemäßen Federn vorgesehen sein. Eventuelle Beschädigungen der Kolbenstange oder des Außenrohrs 6 der erfindungsgemäßen Zwei-Rohr-Gasdruckfeder beeinträchtigen die Funktionsweise nicht im geringsten, da die Kolbenstangen- Oberflächengüte und die Beschaffenheit des Außenrohrs 6 für die Funktion unwichtig sind und an ihnen oder durch sie keine gasabdichtende Wirkung erzielt wird.The third embodiment of the two-tube gas pressure spring 2 of the invention shown in FIG. 3 essentially corresponds to the gas spring described in FIGS. 1 and 2. However, the piston 8 is provided with a quad ring 46 as a dynamic seal. The guide element 14 is also designed to receive a clamping device 48. This clamping device 48 consists of an annular clamping wedge 50, an annular pressure piece 52 and a nut 54 which can be screwed onto the guide element 14 and thus clamps the annular clamping wedge 50, whereby the piston rod 10 is clamped. In addition to this embodiment of the clamping device, all other known embodiments of clamping devices for fixing the piston rod 10 to the springs according to the invention can also be provided. Any damage to the piston rod or the outer tube 6 of the two-tube gas pressure spring according to the invention does not impair the operation in the slightest, since the surface quality of the piston rod and the nature of the outer tube 6 are unimportant for the function and no gas-sealing effect is achieved on them or by them.
Fig. 4 zeigt eine weitere Ausfuhrungsform der erfindungsgemäßen Gasfeder. Es ist die Befestigung der Nut-Ring-Manschette 34 mittels der Haltescheibe 35 und dem Stützring 37 dargestellt. Ferner ist bei dieser Ausfuhrungsform die Kolbenstange 10 mit dem Kolben 8 durch eine Quetsch- oder Knautschverbindung 56 verbunden, um eine kostengünstige Verbindung zu erhalten.Fig. 4 shows a further embodiment of the gas spring according to the invention. The fastening of the groove-ring sleeve 34 by means of the retaining disc 35 and the support ring 37 is shown. Furthermore, in this embodiment, the piston rod 10 is connected to the piston 8 by a crimp or crimp connection 56 in order to obtain an inexpensive connection.
Des weiteren ist die Steuereinrichtung 20 dahingehend modifiziert, daß im Ringkanal 28 eine Überströmbohrung 58 vorgesehen ist, die mit einem, vorzugsweise umlaufenden Dichtmittel 60, wie z.B. einem Flachdichtring, abdichtbar ist. Dadurch kann beim Einschieben der Kolbenstange 10 das Gas zusätzlich durch die Überströmbohrung 58 strömen, indem der Druck das Dichtmittel 60 abhebt. Ist der Einschiebevorgang beendet, legt sich das Dichtmittel 60 wieder auf die Überströmbohrung 58 und dichtet sie ab, so daß die Ausschubcharakteristik, wie bezüglich der vorstehenden Ausfuhrungsformen, z.B. durch den Ringkanal 28 und/oder Steuerschlitz 26 vorgegeben ist .Furthermore, the control device 20 is modified in such a way that an overflow bore 58 is provided in the ring channel 28, which is sealed with a preferably circumferential sealant 60, e.g. a flat sealing ring, is sealable. As a result, when the piston rod 10 is pushed in, the gas can additionally flow through the overflow bore 58 by the pressure lifting off the sealant 60. When the insertion process has ended, the sealing means 60 rests on the overflow bore 58 and seals it, so that the extension characteristic, as with respect to the above embodiments, e.g. is predetermined by the ring channel 28 and / or control slot 26.
Ferner ist zwischen dem Innenrohr 4 und der Steuereinrichtung 20 ein weiteres Dichtelement 62 vorgesehen, um die beiden Volumenräume 22 und 24 gasdicht abzudichten. Bei der Ausfuhrungsform gemäß Fig. 4 ist zur Endlagendämpfung der Feder 2 das Federelement 44 im Führungselement 14 vorzugsweise unter Vorspannung, gehalten. Dazu ist im Führungselement 14 ein Haltering 64 vorgesehen, der das Innenrohr 4 fixiert und gleichzeitig eine Stützscheibe 66 trägt, auf die das Federelement 44 wirkt. Wird der Kolben 8 beim Ausschieben in die Nähe seiner Endlage bewegt, so trifft er auf die Stützscheibe 66 und hebt dies entgegen der Federkraft des Federelements 44 vom Haltering 64 ab, so daß er sich gedämpft bis in seine Endlage bewegt. Vorzugsweise ist zwischen der Stützscheibe 66 und dem Federelement 44 zusätzlich ein Bremsring 68 vorgesehen, um den Kolben 8 gebremst in die Endlage zu bewegen. Zwischen dem Bremsring 68 und dem Federelement 44 ist dann vorzugsweise eine weitere Stütz- Scheibe 70 vorgesehen. Der Bremsring 68 ist vorzugsweise aus Kunststoff, wie z.B. Gummi, und ist trocken eingebaut.Furthermore, a further sealing element 62 is provided between the inner tube 4 and the control device 20 in order to seal the two volume spaces 22 and 24 in a gas-tight manner. In the embodiment according to FIG. 4, the spring element 44 is held in the guide element 14, preferably under prestress, for damping the end position of the spring 2. For this purpose, a retaining ring 64 is provided in the guide element 14, which fixes the inner tube 4 and at the same time carries a support disk 66, on which the spring element 44 acts. If the piston 8 is moved near its end position when it is pushed out, it strikes the support disk 66 and lifts it against the spring force of the spring element 44 from the retaining ring 64, so that it moves in a damped manner to its end position. Preferably, a brake ring 68 is additionally provided between the support disk 66 and the spring element 44 in order to move the piston 8 braked into the end position. A further support disk 70 is then preferably provided between the brake ring 68 and the spring element 44. The brake ring 68 is preferably made of plastic, such as rubber, and is installed dry.
Die in den verschiedenen Ausfuhrungsformen dargestellten Zwei-Rohr-Gasfedern sind Gasdruckfedern. Die der Erfindung zugrunde liegende Idee kann jedoch auch für Gaszugfedern Anwendung finden. Dazu kann z.B. das Führungselement 14 gleichzeitig als Steuereinheit ausgebildet sein und der Ringraum 42 den ersten Volumenraum dastellen.The two-pipe gas springs shown in the various embodiments are gas pressure springs. However, the idea on which the invention is based can also be used for gas tension springs. For this, e.g. the guide element 14 can simultaneously be designed as a control unit and the annular space 42 represents the first volume space.
Das Führungselement 14 der Zwei-Rohr-Gasfeder dient lediglich der besseren Führung der Kolbenstange 10, ist jedoch kein zwingend erforderliches Bauelement. Bei Zwei-Rohr-Gasdruckfedern der Erfindung kann, anstelle des Führungselements 14, der zweite Volumenraum 24 lediglich verschlossen sein, z.B. durch einen ringförmigen Deckel.The guide element 14 of the two-tube gas spring only serves to better guide the piston rod 10, but is not a mandatory component. In the case of two-pipe gas pressure springs of the invention, instead of the guide element 14, the second volume space 24 can only be closed, e.g. through an annular lid.
Die Steuereinheit 20 kann anstelle des Steuerschlitzes 26 und des Ringkanals 28 ebenso durch ein Ventil gebildet sein, mit dem der Durchlaßquerschnitt variiert werden kann.The control unit 20 can instead of the control slot 26 and the annular channel 28 also be formed by a valve with which the passage cross section can be varied.
Eine erfindungsgemäße Gasfeder kann außerdem noch weitere Volumenräume durch das Vorsehen weiterer Rohre aufweisen. Deren genaue Ausbildung sollte dann beispielsweise entsprechend dem zuvor Beschriebenen erfolgen, wie in Figuren 5 bis 7 dargestellt.A gas spring according to the invention can also have further volume spaces by providing additional tubes. Their precise design should then be carried out, for example, in accordance with what has been described above, as shown in FIGS.
Eine Drei-Rohr-Gaszugfeder 102 der vorliegenden Erfindung ist in Figuren 5 und 6 gezeigt. Sie weist im wesentlichen ein Innenrohr 104, ein Mittelrohr 106 und ein Außenrohr 108 auf. Die Rohre 104, 106 und 108 sind im wesentlichen koaxial zueinander bezüglich einer Mittelachse 110 angeordnet. Die Rohre 104, 106 und 108 sind vorzugsweise Zylinderröhre, deren Wandstärke entsprechend dem Anwendungsfall variieren kann. Die Wandstärke des Innenrohrs 104 und des Mittelrohrs 106 liegen z.B. zwischen 0,1 und 10 mm, vorzugsweise zwischen 0,5 und 5 mm. Das Innenrohr 104 ist an seinem ersten axialen Ende mit einem Abschlußelement 112 gasdicht verbunden. Diese Verbindung kann z.B. eine Schraubverbindung mit entsprechender Dichtung oder eine Klebung sein, vorzugsweise sind das Innenrohr 104 und das Abschlußelement 112 jedoch durch Reibschweißung miteinander verbunden. Das Abschlußelement 112 weist eine Gasfüllbohrung 114 auf, die in den Innenraum des Innenrohrs 104 mündet. An dem dem ersten axialen Ende des Innenrohrs 104 gegenüberliegenden zweiten axialen Ende ist eine Verschlußvorrichtung 116 vorgesehen. Das Verschlußelement 116 ist mit dem Innenrohr 104 durch geeignete Dichtmittel 118 gasdicht verbunden. Das Innenrohr 104 bildet somit durch das Abschlußelement 112 und die Verschlußvorrichtung 116 einen ersten Volumenraum 120 mit konstantem Volumen. Der Volumenraum 120 steht durch eine Steuereinrichtung 122, die vorzugsweise in Form mindestens einer Gasübergangsbohrung gebildet ist, mit einem zweiten Volumenraum 124 in Verbindung. Der zweite Volumenraum 124 wird durch das Innenrohr 104, das Mittelrohr 106, ein am zweiten Ende des Innenrohrs 104 angeordnetes Ringelement 126 und durch einen Ringkolben 128 definiert. Das Ringelement 126 sowie der Ringkolben 128 sind gegenüber den angrenzenden Rohren 104 und 106 mittels Dichtelementen 130 bzw. 132 gasdicht abgedichtet. Das Mittelrohr 106 der erfindungsgemäßen Gaszugfe- der stellt durch die Verbindung mit dem Ringkolben 128 somit gleichzeitig die Kolbenstange dar.A three tube gas tension spring 102 of the present invention is shown in Figures 5 and 6. It essentially has an inner tube 104, a middle tube 106 and an outer tube 108. The tubes 104, 106 and 108 are arranged essentially coaxially to one another with respect to a central axis 110. The tubes 104, 106 and 108 are preferably cylindrical tubes, the wall thickness of which can vary according to the application. The wall thickness of the inner tube 104 and the middle tube 106 are, for example, between 0.1 and 10 mm, preferably between 0.5 and 5 mm. The inner tube 104 is connected at its first axial end to a terminating element 112 in a gas-tight manner. This connection can be, for example, a screw connection with a corresponding seal or an adhesive, but the inner tube 104 and the end element 112 are preferably connected to one another by friction welding. The closure element 112 has a gas filling bore 114 which opens into the interior of the inner tube 104. A closure device 116 is provided at the second axial end opposite the first axial end of the inner tube 104. The closure element 116 is connected to the inner tube 104 in a gas-tight manner by suitable sealing means 118. The inner tube 104 thus forms a first volume space 120 with a constant volume through the closure element 112 and the closure device 116. The volume space 120 is connected to a second volume space 124 by a control device 122, which is preferably formed in the form of at least one gas transfer hole. The second volume space 124 is defined by the inner tube 104, the middle tube 106, an annular element 126 arranged at the second end of the inner tube 104 and by an annular piston 128. The ring element 126 and the ring piston 128 are sealed gas-tight against the adjacent tubes 104 and 106 by means of sealing elements 130 and 132, respectively. The center tube 106 of the throttle cable according to the invention the connection to the ring piston 128 thus simultaneously represents the piston rod.
Wie bereits vorstehend erläutert, sind die beiden Volumenräume 120 und 124 durch die Steuereinrichtung 122 miteinander verbunden oder verbindbar, indem die Steuereinrichtung 122 mindestens eine Gasübergangsbohrung bzw. einen Gasübergangsschlitz aufweist. Durch Veränderung der Abmessungen der Steuereinrichtung kann die Ein- und Ausschubgeschwindigkeit der Kolbenstange definiert werden. Durch Variieren der Größe der Volumenräume 120 und 124, d.h. durch Variieren der Rohrdurchmesser und -längen können beliebige Druckverhältnisse eingestellt werden, so daß die Kennlinie der erfindungsgemäßen Gasfeder im F-s-Diagramm je nach Anwendungsfall angepaßt werden kann.As already explained above, the two volume spaces 120 and 124 are connected or connectable to one another by the control device 122, in that the control device 122 has at least one gas transfer hole or a gas transfer slot. The insertion and removal speed of the piston rod can be defined by changing the dimensions of the control device. By varying the size of volume spaces 120 and 124, i.e. by varying the pipe diameter and length, any pressure ratios can be set, so that the characteristic curve of the gas spring according to the invention in the F-s diagram can be adapted depending on the application.
Die Befüllung der Volumenräume 120 und 124 mit Gas, vorzugsweise mit Stickstoff, erfolgt, wie bereits vorstehend mit Bezug auf die Figuren 1 bis 4 erläutert, durch die Gasfüllbohrung 114. Beide Volumenräume 120 und 124 werden durch die Verbindung mittels der Steuereinrichtung 122 mit dem gleichen Gasdruck beaufschlagt. Die Gasfüllbohrung 114 ist mit einem Verschluß 134 (nur schematisch dargestellt) verschlossen, der gleichzeitig als Berstschutz für die erfindungsgemäße Gaszugfeder wirkt. Der Verschluß 134 ist vorzugsweise in Form eines ringförmigen Elastik-Elements, z.B. aus Gummi, das innerhalb der Gasfüllbohrung 114 angeordnet ist, verwirklicht, so daß beim Befüllen der Drei-Rohr-Gaszug eder der Verschluß 134 nach innen gedrückt wird, während danach der Druck des Gases den Verschluß 134 auf die Gasfüllbohrung drückt und abdichtet. Erhöht sich der Druck innerhalb der Gasfeder übermäßig, z.B. durch Erwärmung bei einem Brand, so wird das Verschlußelement 134 durch die Gasfüllöffnung 114 gedrückt, wodurch ein vergrößerter Volumenraum entsteht oder der Gasdruck schließlich völlig entweichen kann. Somit ist ausgeschlossen, daß der Kolben zum Geschoß wird, falls der Innendruck der Gasfeder 102 über ein zulässiges Höchstmaß hinaus zunimmt .The volume spaces 120 and 124 are filled with gas, preferably with nitrogen, as already explained above with reference to FIGS. 1 to 4, through the gas filling bore 114. Both volume spaces 120 and 124 are connected to the same by means of the control device 122 Gas pressure applied. The gas filling bore 114 is closed with a closure 134 (only shown schematically), which at the same time acts as a burst protection for the gas tension spring according to the invention. The closure 134 is preferably realized in the form of an annular elastic element, for example made of rubber, which is arranged within the gas filling bore 114, so that when the three-pipe throttle cable is filled, the closure 134 is pressed inwards, while the pressure thereafter of the gas presses the closure 134 onto the gas filling bore and seals it. If the pressure inside the gas spring increases excessively, for example due to heating in the event of a fire, the closure element 134 is pressed through the gas filling opening 114, as a result of which an enlarged volume space is created or the gas pressure can finally escape completely. It is therefore impossible for the piston to become a projectile if the Internal pressure of the gas spring 102 increases beyond a permissible maximum.
Die am Ringelement 126 und Ringkolben 128 vorgesehenen Dichtmittel 130 bzw. 132 sind vorzugsweise Nut-Ring-Manschetten, welche eine V-förmige Nut aufweisen, wodurch der Systemdruck im zweiten, äußeren Volumenraum 124 auf die Nut- Ring-Manschette wirkt, und der Abdichtungseffekt verstärkt wird.The sealing means 130 and 132 provided on the ring element 126 and ring piston 128 are preferably groove-ring sleeves which have a V-shaped groove, as a result of which the system pressure in the second, outer volume space 124 acts on the groove-ring sleeve, and the sealing effect is reinforced.
Ferner enthalten die Dichtmittel 130 und 132, vorzugsweise Polytetrafluorethylen (PTFE) oder bestehen vollständig daraus. Dieses Material ist stark antiadhäsiv, hat einen niedrigen Gleit- und Haftreibungskoeffizienten und daher keinen "Stick-Slip" -Effekt . Ferner ist PTFE in einem großen Temperaturbereich, d.h. von etwa -200 bis +270°C einsetzbar und hat höchste chemische Widerstandsfähigeiten.Furthermore, the sealants 130 and 132 preferably contain or consist entirely of polytetrafluoroethylene (PTFE). This material is highly anti-adhesive, has a low sliding and static friction coefficient and therefore no "stick-slip" effect. Furthermore, PTFE is in a wide temperature range, i.e. Can be used from around -200 to + 270 ° C and has the highest chemical resistance.
Obwohl in der in Fig. 5 dargestellten Ausfuhrungsform der erfindungsgemäßen Gaszugfeder das Ringelement 126 und die Verschlußvorrichtung 116 als zwei Teile ausgebildet sind, könnten diese auch integral, d.h. einstückig vorgesehen sein.5, the ring element 126 and the closure device 116 are formed as two parts, these could also be integral, i.e. be provided in one piece.
An dem als Kolben dienenden Mittelrohr 106 ist an dessen dem Ringkolben 128 gegenüberliegenden Ende eine Montagevorrichtung 136 vorgesehen, durch die die erfindungsgemäße Gaszugfeder 102 mit verschiedenen, je nach Anwendungsfall spezifischen Verbindungselementen verbindbar ist . Ebenso ist das Abschlußelement 112 ausgebildet, um mit verschiedenen Verbindungselementen koppelbar zu sein.A mounting device 136 is provided on the middle tube 106 serving as a piston at its end opposite the annular piston 128, by means of which the gas tension spring 102 according to the invention can be connected to various connecting elements that are specific to the application. The terminating element 112 is also designed to be able to be coupled to various connecting elements.
Das Außenrohr 108 der erfindungsgemäßen Gasfeder ist mittels des Abschlußelements 112 konzentrisch zu den beiden innenliegenden Rohren 104 und 106 angeordnet. Vorzugsweise ist das Außenrohr 108 mit dem Abschlußelement 112 durch Reibschweißen verbunden. An dem dem Abschlußelement 112 gegen- überliegenden Ende des Außenrohrs 108 ist eine Abstreifvorrichtung 138 vorgesehen, mit der am Mittelrohr 106 anliegende oder anhaftende Schmutzpartikel abgestreift werden können. Die AbstreifVorrichtung 138 weist ferner eine Einrichtung 140 gegen Eindringen von feinen Schmutzpartikeln oder Flüssigkeiten auf. Die Einrichtung 140 ist vorzugsweise ein Dichtmittel, wie z.B. ein O-Ring oder Filzring. Zum gleichen Zweck ist vorzugsweise zur sicheren Gewährleistung der Betriebsfähigkeit der erfindungsgemäßen Gaszugfeder 102 am Ringkolben 128 und am Ringelement 126 jeweils mindestens eine weitere Einrichtung 142 bzw. 144 gegen Eindringen von Schmutz und Flüssigkeiten vorgesehen. Durch die Anordnung des Außenrohrs 108 mit der AbstreifVorrichtung 138 sowie den Einrichtungen 140, 142 und 144 wird gewährleistet, daß die erfindungsgemäße Gaszugfeder 102 an sämtlichen Gleitflächen vor Verschmutzungen geschützt ist, so daß sie selbst in schmutzigen bzw. in stark verschmutzenden Anlagen einsetzbar ist und trotzdem eine hohe Lebensdauer hat.The outer tube 108 of the gas spring according to the invention is arranged concentrically with the two inner tubes 104 and 106 by means of the closure element 112. The outer tube 108 is preferably connected to the end element 112 by friction welding. At the end element 112 Above the end of the outer tube 108, a stripping device 138 is provided, with which dirt particles which are attached or adhering to the center tube 106 can be stripped off. The scraper device 138 also has a device 140 against penetration of fine dirt particles or liquids. The device 140 is preferably a sealant, such as an O-ring or felt ring. For the same purpose, at least one further device 142 or 144 against the ingress of dirt and liquids is preferably provided on the annular piston 128 and on the ring element 126 in order to ensure the operability of the gas tension spring 102 in accordance with the invention. The arrangement of the outer tube 108 with the scraper device 138 and the devices 140, 142 and 144 ensures that the gas tension spring 102 according to the invention is protected against contamination on all sliding surfaces, so that it can be used even in dirty or heavily polluting systems and still has a long service life.
Zum Betrieb der erfindungsgemäßen Drei-Rohr-Gasfeder 102 werden die beiden Volumenräume 120 und 124 über die Gasfüllöffnung 114 mit gleichem Systemdruck beaufschlagt. Durch den Systemdruck wird der Ringkolben 128 und somit das die Kolbenstange darstellende Mittelrohr 106 in eine eingefahrene Grundposition gebracht. Wird die Kolbenstange 106 ausgezogen, so bewegt sich der Ringkolben 128 zwischen dem Innenrohr 104 und dem Mittelrohr 106 in Richtung der Steuereinrichtung 122 und verkleinert so das Volumen des zweiten Volumenraums 124. Dadurch strömt das Gas vom zweiten Volumenraum 124 durch die Steuereinrichtung 122 in den ersten Volu- menenraum 120 und wird weiter vorgespannt. Beim Entlasten der Kolbenstange 108 wird sie vom erhöhten Gasdruck im ersten Volumenraum 120 mit einer genau definierten Einschubgeschwindigkeit eingeschoben. Diese Geschwindigkeit wird durch die Öffnung, d.h. durch die Steuereinrichtung 122 definiert. In Fällen, in denen die Gasfeder möglichst schnell ein- und ausgeschoben werden soll, kann die Steuereinrich- tung 122 so ausgelegt sein, daß sie keinen zu hohen Strömungswiderstand darstellt, um Erhitzungen zu vermeiden. Das heißt, die Steuereinrichtung 122 sollte in einem solchen Fall mindestens eine, vorzugsweise jedoch mehrere Gasübergangsbohrungen bzw. Öffnungen mit relativ großem Durchmesser aufweisen.To operate the three-tube gas spring 102 according to the invention, the two volume spaces 120 and 124 are acted upon by the same system pressure via the gas filling opening 114. Due to the system pressure, the annular piston 128 and thus the central tube 106 representing the piston rod are brought into a retracted basic position. If the piston rod 106 is pulled out, the annular piston 128 moves between the inner tube 104 and the central tube 106 in the direction of the control device 122 and thus reduces the volume of the second volume space 124. As a result, the gas flows from the second volume space 124 through the control device 122 into the first Volume space 120 and is further biased. When the piston rod 108 is relieved, it is pushed in by the increased gas pressure in the first volume space 120 at a precisely defined insertion speed. This speed is defined by the opening, ie by the control device 122. In cases where the gas spring is to be inserted and removed as quickly as possible, the control unit can tion 122 should be designed so that it does not represent too high a flow resistance to avoid heating. That means that in such a case the control device 122 should have at least one, but preferably a plurality of gas transfer bores or openings with a relatively large diameter.
Zur Schmierung der Gaszugfeder 102 befindet sich in den Volumenräumen 120 und 124 vorzugsweise eine geringe MengeThere is preferably a small amount in the volume spaces 120 and 124 for lubricating the gas tension spring 102
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Schmieröl, z.B. 1 bis 8 cm , das z.B. zusammen mit dem Gas in die Volumenräume 120 und 124 eingebracht werden kann oder bei der Montage der Gaszugfeder eingebracht wird.Lubricating oil, e.g. 1 to 8 cm, e.g. can be introduced into the volume spaces 120 and 124 together with the gas or is introduced during assembly of the gas tension spring.
Eine modifizierte Ausfuhrungsform der erfindungsgemäßen Gaszugfeder 102 ist in Fig. 6 dargestellt. Der Grundaufbau der Gaszugfeder 102 ist dabei im wesentlichen mit dem zuvor beschriebenen gemäß Fig. 5 identisch. Die Gaszugfeder 102 gemäß Fig. 6 unterscheidet sich jedoch dadurch, daß im ersten Volumenraum 120 ein Kolben 146 vorgesehen ist, mit dem das Volumen des Volumenraums 120 variiert werden kann. Der Kolben 146 ist vorzugsweise über mindestens eine Gewindestange 148 mit einem Schraubenkopf 150 in einem Gewinde im Abschlußelement 112 axial beweglich einstellbar geführt. Der Kolben 146 ist mit Dichtmitteln (nicht dargestellt) versehen, um den ersten Volumenraum 120 gegenüber dem Ringraum 152 abzudichten. Wie vorstehend bereits erläutert, kann durch einen veränderbaren Volumenraum 120 die F-s-Kennlinie der Gasfeder variiert werden. Somit ist die gemäß Fig. 6 dargestellte Gaszugfeder 102 noch flexibler einsetzbar.A modified embodiment of the gas tension spring 102 according to the invention is shown in FIG. 6. The basic structure of the gas tension spring 102 is essentially identical to that previously described according to FIG. 5. The gas tension spring 102 according to FIG. 6 differs, however, in that a piston 146 is provided in the first volume space 120, with which the volume of the volume space 120 can be varied. The piston 146 is preferably guided so as to be axially movably adjustable via at least one threaded rod 148 with a screw head 150 in a thread in the end element 112. The piston 146 is provided with sealing means (not shown) in order to seal the first volume space 120 from the annular space 152. As already explained above, the F-s characteristic curve of the gas spring can be varied by means of a variable volume space 120. The gas tension spring 102 shown in FIG. 6 can thus be used even more flexibly.
Die in Fig. 6 dargestellte Gaszugfeder 102 weist ferner ein einerseits am Abschlußelement 112 und andererseits am Montageelement 136 vorgesehenes Verbindungselement 154 bzw. 156 auf. In der hier dargestellten Ausfuhrungsform werden die Verbindungselemente 154 und 156 jeweils an das Abschlußelement 112 bzw. das Montageelement 136 mit Hilfe eines Gewindes 158 bzw. 160 montiert. Das Gewinde 158 des Verbindungs- elementes 154 ist in einer Durchgangsbohrung vorgesehen, so daß der Kopf 150 der Gewindestange 148 zur Verstellung des Kolbens 146 leicht zugänglich ist. Das Gewinde 160 des Verbindungselements 156 auf der gegenüberliegenden Seite ist ebenfalls in einer Durchgangsbohrung vorgesehen, so daß ein Raum 162 über eine Öffnung 164 mit der Umgebung in Verbindung steht. Die Verschlußvorrichtung 116 des Innenrohrs 104 ist im Ringelement 126 mittels eines Feingewindes axial beweglich ausgeführt, so daß es die Steuereinrichtung 122 bzw. deren Öffnungen bei Verschiebung der axialen Position derart überdeckt, daß verschiedene Strömungsquerschnitte und somit unterschiedliche Strömungsgeschwindigkeiten zwischen den beiden Volumenräumen 120 und 124 bewirkt werden können. Eine Verstellung der Verschlußvorrichtung 116 erfolgt durch die Bohrung 164 im Montageelement 136, durch die ein Werkzeug geführt werden kann, um mit einem Kopf 166 der Verschlußvorrichtung 116 in Eingriff zu kommen und das Verschlußelement 116 axial zu verstellen. Durch die Variierung des Strömungsquerschnitts der Steuereinrichtung 122 kann die F-s-Kennli- nie der Gaszugfeder bzw. die Ein- und Ausschubgeschwindigkeit weiter flexibilisiert werden.The gas tension spring 102 shown in FIG. 6 also has a connecting element 154 or 156 provided on the one hand on the terminating element 112 and on the other hand on the mounting element 136. In the embodiment shown here, the connecting elements 154 and 156 are each mounted on the end element 112 or the mounting element 136 with the aid of a thread 158 or 160. The thread 158 of the connection Element 154 is provided in a through hole so that the head 150 of the threaded rod 148 is easily accessible for adjusting the piston 146. The thread 160 of the connecting element 156 on the opposite side is also provided in a through hole, so that a space 162 communicates with the surroundings via an opening 164. The closure device 116 of the inner tube 104 is designed to be axially movable in the ring element 126 by means of a fine thread, so that it covers the control device 122 or its openings when the axial position is shifted in such a way that different flow cross sections and thus different flow speeds between the two volume spaces 120 and 124 cause can be. The locking device 116 is adjusted through the bore 164 in the mounting element 136, through which a tool can be guided in order to engage a head 166 of the locking device 116 and to move the locking element 116 axially. By varying the flow cross section of the control device 122, the Fs characteristic of the gas tension spring or the insertion and extension speeds can be made more flexible.
Die Verbindungselernente 154 und 156 sind lediglich beispielhaft dargestellt. Sie können je nach Anwendungsfall bzw. Einbauerfordernissen auch andersartig ausgebildet sein. Im vorliegenden Fall sind an den Verbindungselementen 154 und 156 Querbohrungen 168 bzw. 170 vorgesehen, um die Gaszugfeder mit einem Bolzen in einer nicht dargestellten Maschine zu montieren. Anstelle der Schraubenverbindungen zwischen den Verbindungselementen 154 und 156 und dem Abschlußelement 112 bzw. Montageelement 136 kann auch jede andere herkömmliche Verbindungsart vorgesehen werden. Insbesondere kann es bevorzugt sein, diese Elemente einstückig auszubilden bzw. durch Verschweißung von Einzelteilen, z.B. durch Reibschweißen, herzustellen. Gemäß einer weiteren, bezüglich der Gaszugfeder 102 nicht dargestellten Ausfuhrungsform der Erfindung ist zur Endlagendämpfung des Ringkolbens 128 in einem zwischen dem Innenrohr 104 und Außenrohr 108 gebildeten Ringraum 172 ein Endanschlagmittel vorgesehen. Vorzugsweise ist dieses Endanschlagmittel eine Schrauben-Druck-Feder. Es könnte jedoch anstelle der Schraubenfeder jedes andere kompressible Medium zur Dämpfung, wie z.B. ein elastisches Gummielement verwendet werden. Gleichfalls kann im zweiten Volumenraum 124 ein solches Endanschlagmittel, z.B. am Kolben 128 oder am Ringelement 126 vorgesehen sein.The connection elements 154 and 156 are only shown by way of example. They can also be designed differently depending on the application or installation requirements. In the present case, transverse bores 168 and 170 are provided on the connecting elements 154 and 156 in order to mount the gas tension spring with a bolt in a machine (not shown). Instead of the screw connections between the connecting elements 154 and 156 and the closing element 112 or mounting element 136, any other conventional type of connection can also be provided. In particular, it can be preferred to form these elements in one piece or to produce them by welding individual parts, for example by friction welding. According to a further embodiment of the invention, which is not shown with respect to the gas tension spring 102, an end stop means is provided in an annular space 172 formed between the inner tube 104 and outer tube 108 for damping the end position of the annular piston 128. This end stop means is preferably a helical compression spring. However, any other compressible damping medium, such as an elastic rubber element, could be used instead of the coil spring. Such an end stop means can also be provided in the second volume space 124, for example on the piston 128 or on the ring element 126.
Gemäß einer weiteren nicht dargestellten Ausfuhrungsform ist die in Fig. 5 oder 6 dargestellte Gaszugfeder weiter dadurch modifiziert, daß das Außenrohr 108 und auch jedes andere geeignete Bauteil zur Aufnahme einer Klemmvorrichtung (nicht dargestellt) ausgebildet ist. Diese Klemmvorrichtung ist der vorstehend bezüglich Figuren 1 bis 4 beschriebenen ähnlich und besteht z.B. aus einem Ringspannkeil, einem Ringdruckstück und einer Mutter, die auf das Außenrohr 108 aufgeschraubt werden kann und so den Ringspannkeil verklemmt, wodurch die Kolbenstange bzw. das Mittelrohr 106 festgeklemmt ist. Neben dieser Ausfuhrungsform der Klemmvorrichtung können auch sämtliche anderen bekannten Ausfuhrungsformen von Klemmvorrichtungen zum Festsetzen der Kolbenstange 106 an der Gaszugfeder 102 vorgesehen sein. Eventuelle Beschädigungen des Mittelrohrs 106 oder des Außenrohrs 108 der erfindungsgemäßen Drei-Rohr-Gaszugfeder 102 beeinträchtigen die Funktionsweise nicht im geringsten, da die Oberflächengüte an der Außenseite des Mittelrohrs 106 sowie die Beschaffenheit des Außenrohrs 108 für die Funktion unwichtig sind und an ihnen oder durch sie keine gasabdichtende Wirkung erzielt wird.According to a further embodiment, not shown, the gas tension spring shown in FIG. 5 or 6 is further modified in that the outer tube 108 and also any other suitable component is designed to accommodate a clamping device (not shown). This clamping device is similar to that described above with reference to Figures 1 to 4 and consists e.g. from an annular clamping wedge, an annular pressure piece and a nut which can be screwed onto the outer tube 108 and thus clamps the annular clamping wedge, whereby the piston rod or the central tube 106 is clamped. In addition to this embodiment of the clamping device, all other known embodiments of clamping devices can also be provided for fixing the piston rod 106 to the gas tension spring 102. Any damage to the center tube 106 or the outer tube 108 of the three-tube gas tension spring 102 according to the invention does not affect the operation in the slightest, since the surface quality on the outside of the center tube 106 and the nature of the outer tube 108 are unimportant for the function and on them or by them no gas sealing effect is achieved.
Die in den verschiedenen Ausfuhrungsformen dargestellten Drei-Rohr-Gasfedern sind Gaszugfedern. Die diesen Ausführungsformen der Erfindung zugrundeliegende Idee kann jedoch auch durch Umkehrung des Prinzips für Gasdruckfedern Anwendung finden.The three-tube gas springs shown in the various embodiments are gas tension springs. However, the idea on which these embodiments of the invention are based can also apply by reversing the principle for gas pressure springs.
Die Steuereinrichtung 122 kann ferner anstelle der Öffnungen ebenso durch ein Ventil gebildet sein, mit dem der Durchlaßquerschnitt variiert werden kann. Eine erfindungsgemäße Gas- feder kann außerdem noch weitere Volumenräume durch das Vorsehen weiterer Rohre aufweisen. Deren genaue Ausbildung sollte dann entsprechend dem zuvor beschriebenen erfolgen. Ferner kann mindestens eine mit einem der Volumenräume 120 und/oder 124 in Verbindung stehende Druckmeßeinrichtung (nicht dargestellt) vorgesehen sein, um den Gasdruck zu überwachen oder ihn als Eingangsparameter einer Steuerung zuzuführen. Die Druckmeßeinrichtung kann auch als Druckschalter ausgebildet sein. Eine solche Drucküberwachungseinrichtung ist auch für die in Figuren 1 bis 4 beschriebenen Ausfuhrungsformen möglich.In addition to the openings, the control device 122 can also be formed by a valve with which the passage cross section can be varied. A gas spring according to the invention can also have further volume spaces by providing additional tubes. Their exact training should then be carried out in accordance with the previously described. Furthermore, at least one pressure measuring device (not shown), which is connected to one of the volume spaces 120 and / or 124, can be provided in order to monitor the gas pressure or to feed it as a control input parameter. The pressure measuring device can also be designed as a pressure switch. Such a pressure monitoring device is also possible for the embodiments described in FIGS. 1 to 4.
Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Drei-Rohr-Gaszugfeder wird zunächst das Innenrohr 104 mit dem Abschlußelement 112 zusammengefügt und anschließend das Außenrohr 108 ebenfalls an das Abschlußelement 112 montiert. Dies kann entweder durch Verschrauben von Gewindeverbindungen, durch Klebung, Verschweißung oder andere bekannte, gasabdichtende Verbindungsmethoden erfolgen. Vorzugsweise werden das Innenrohr 104 und das Außenrohr 108 mit den Abschlußelement 112 durch Reibschweißen verschweißt. Die AbstreifVorrichtung 138 kann dabei am Außenrohr 108 bereits vormontiert sein oder zu einem späteren Zeitpunkt montiert werden. Anschließend wird die Kolbenstange bzw. das Mittelrohr 106 mit dem Kolben 128 montiert und in den Ringraum 172 zwischen dem Innenrohr 104 und Außenrohr 108 eingeführt. Die Verschlußvorrichtung 116 und das Ringelement 126 werden dann montiert, so daß die beiden Volumenräume 120 und 124 gegenüber der Umgebung gasdicht abgeschlossen sind. Im folgenden wird das Montageelement 136 am Mittelrohr 106 montiert. Zur Bereitstellung einer funktionsfähigen Gasfeder müssen die Volumenräume 120 und 124 mit einem Gasdruck entsprechend den Anforderungen an die Gasfeder befüllt werden. Dieses Verfahren wurde bereits vorstehend erläutert.To produce the three-pipe gas tension spring according to the invention, first the inner tube 104 is joined to the end element 112 and then the outer tube 108 is also mounted on the end element 112. This can be done either by screwing threaded connections, by gluing, welding or other known, gas-sealing connection methods. The inner tube 104 and the outer tube 108 are preferably welded to the end element 112 by friction welding. The stripping device 138 can already be preassembled on the outer tube 108 or can be installed at a later time. The piston rod or the center tube 106 is then mounted with the piston 128 and inserted into the annular space 172 between the inner tube 104 and the outer tube 108. The closure device 116 and the ring element 126 are then mounted so that the two volume spaces 120 and 124 are sealed gas-tight from the environment. In the following, the mounting element 136 is mounted on the center tube 106. To provide a functional gas spring, the volume spaces 120 and 124 can be filled with a gas pressure in accordance with the requirements for the gas spring. This method has already been explained above.
Es wird darauf hingewiesen, daß die für die erfindungsgemäße Gasfeder erforderlichen Gleitteile, nämlich das Innenrohr 104 und Mittelrohr 106 sowie der Ringkolben 126 aus handelsüblichen Rohteilen herstellbar sind. Vorzugsweise haben die Oberflächen der Gleitelemente eine Rauhtiefe von 0.5 bis 5 μm, insbesondere ist jedoch eine Rauhtiefe zwischen 1 und 3 μm bevorzugt .It is pointed out that the sliding parts required for the gas spring according to the invention, namely the inner tube 104 and middle tube 106 and the annular piston 126 can be produced from commercially available raw parts. The surfaces of the sliding elements preferably have a roughness depth of 0.5 to 5 μm, but in particular a roughness depth of 1 to 3 μm is preferred.
Fig. 7 zeigt eine weitere Ausfuhrungsform eines erfindungs- gemäßen Federelements in Form einer hydraulischen Zugfeder 202. Die hydraulische Zugfeder 202 entspricht in ihrem Aufbau im wesentlichen der vorstehend unter Bezugnahme auf die Figuren 5 und 6 beschriebenen Drei-Rohr-Gaszugfeder 102. Auch diese hydraulische Drei-Rohr-Zugfeder 202 weist ein Innenrohr 204, ein Mittelrohr 206 und ein Außenrohr 208 auf. Diese Rohre sind vorzugsweise im wesentlichen koaxial zueinander bezüglich einer Mittelachse 210 angeordnet. Die Rohre 204, 206 und 208 sind vorzugsweise Zylinderrohre, deren Wandstärke entsprechend dem Anwendungsfall variiert. Die Wandstärke des Innenrohrs 204 und des Mittelrohrs 206 liegen z.B. zwischen 0,1 und 10 mm, vorzugsweise zwischen 0,5 und 5 mm. Das Innenrohr 204 ist an seinem ersten axialen Ende mit einem Abschlußelement 212 fluiddicht verbunden. Die Verbindung kann z.B. eine Schraubverbindung mit entsprechender Dichtung, eine Klebung oder vorzugsweise eine Reibschweißverbindung sein. An dem dem ersten axialen Ende des Innenrohrs 204 gegenüberliegenden zweiten axialen Ende ist eine Verschlußvorrichtung 214 für das Innenrohr 204 vorgesehen. Die Verschlußvorrichtung 214 ist mit dem Innenrohr 204 durch geeignete Dichtmittel und/oder eine entsprechende Verbindung fluiddicht verbunden, die Verschlußvorrichtung 214 weist eine Ölfüllöffnung 216, die vorzugsweise als Ölfüllventil ausgebildet ist, auf. Darüber hinaus ist vorzugsweise in der Verschlußvorrichtung 214 ein Entlüftungsventil 218 vorgesehen, um beim Befüllen der hydraulischen Gasfeder 202 mit Hydraulikfluid vorhandene Luft abführen zu können. Im Innenrohr 204 ist axial beweglich ein Kolben 220 vorgesehen. Der Kolben 220 weist einen Anschlagvorsprung 222 auf, der an der Verschlußvorrichtung 214 anliegt, wenn die erfindungsgemäße hydraulische Drei-Rohr-Zugfeder 202 sich im eingeschobenen, d.h. entspanntem Zustand befindet. Somit bilden das Innenrohr 204 mit dem Verschlußelement 214 und dem Kolben 220 einen um den Anschlagvorsprung 222 gebildeten ersten ringförmigen Volumenraum 224. Auf der dem ersten Volumenraum 224 gegenüberliegenden Seite des Kolbens 220 ist zwischen dem Abschlußelement 212 und dem Kolben 220 eine Schraubendruck- feder 226 vorgesehen, die den Anschlagvorsprung 222 des Kolbens 220 gegen die Verschlußvorrichtung 214 drückt. Zur Fixierung der Schraubenfeder 226 ist am Kolben vorzugsweise ein Fuhrungszapfen 228 vorgesehen.FIG. 7 shows a further embodiment of a spring element according to the invention in the form of a hydraulic tension spring 202. The structure of the hydraulic tension spring 202 essentially corresponds to the three-tube gas tension spring 102 described above with reference to FIGS. 5 and 6. This hydraulic tension spring as well Three-tube tension spring 202 has an inner tube 204, a middle tube 206 and an outer tube 208. These tubes are preferably arranged essentially coaxially with one another with respect to a central axis 210. The tubes 204, 206 and 208 are preferably cylindrical tubes, the wall thickness of which varies according to the application. The wall thickness of the inner tube 204 and the middle tube 206 are, for example, between 0.1 and 10 mm, preferably between 0.5 and 5 mm. The inner tube 204 is connected at its first axial end to a sealing element 212 in a fluid-tight manner. The connection can be, for example, a screw connection with a corresponding seal, an adhesive or preferably a friction weld connection. A closure device 214 for the inner tube 204 is provided at the second axial end opposite the first axial end of the inner tube 204. The closure device 214 is connected to the inner tube 204 in a fluid-tight manner by means of suitable sealing means and / or a corresponding connection; the closure device 214 has an oil fill opening 216, which is preferably designed as an oil fill valve. In addition, is preferably in the Closing device 214, a vent valve 218 is provided in order to be able to discharge existing air when the hydraulic gas spring 202 is filled with hydraulic fluid. A piston 220 is provided in the inner tube 204 so as to be axially movable. The piston 220 has a stop projection 222 which bears against the closure device 214 when the hydraulic three-tube tension spring 202 according to the invention is in the inserted, ie relaxed, state. Thus, the inner tube 204 with the closure element 214 and the piston 220 form a first annular volume space 224 formed around the stop projection 222. On the side of the piston 220 opposite the first volume space 224, a helical compression spring 226 is provided between the closure element 212 and the piston 220 which presses the stop projection 222 of the piston 220 against the closure device 214. A guide pin 228 is preferably provided on the piston for fixing the coil spring 226.
Die Schraubenfeder 226 kann, wie dargestellt, eine zylindrische Schraubendruckfeder sein. Es ist jedoch auch möglich, nicht nur eine Schraubenfeder vorzusehen, sondern mehrere ineinandergesteckte Schraubendruckfedern mit entgegengesetzter Wendelung vorzusehen. Des weiteren können auch Schraubenfedern mit sich änderndem Drahtquerschnitt und/oder kegelige Schraubendruckfedern vorgesehen werden. Ferner besteht die Möglichkeit, eine Gasdruckfeder anstelle der Schraubenfeder vorzusehen. Bei der Auswahl des geeigneten Federmittels 226 ist es lediglich wichtig, daß es in der Lage ist, Bewegungsenergie z.B. durch Verformung oder Komprimierung eines Gases zu speichern.Coil spring 226 may be a cylindrical helical compression spring as shown. However, it is also possible not only to provide a helical spring, but also to provide a plurality of nested helical compression springs with opposite coils. Furthermore, coil springs with changing wire cross-section and / or conical coil compression springs can also be provided. It is also possible to provide a gas pressure spring instead of the coil spring. When choosing the appropriate spring means 226 it is only important that it be able to absorb kinetic energy e.g. by storing or compressing a gas.
Der erste Volumenraum 224 steht durch eine Steuereinrichtung 230, die vorzugsweise in Form mindestens einer Fluidüber- gangsbohrung gebildet ist, mit einem zweiten Volumenraum 232 in Verbindung. Der zweite Volumenraum 232 wird durch das Innenrohr 204, das Mittelrohr 206, die Verschlußvorrichtung 214 und durch einen Ringkolben 234 definiert. Die Ver- Schlußvorrichtung 214 sowie der Ringkolben 234 sind gegenüber den angrenzenden Rohren 204 und 206 mittels Dichtelementen 236 bzw. 238 fluiddicht abgedichtet. Das Mittelrohr 206 der erfindungsgemäßen hydraulischen Drei-Rohr-Zugfeder 202 stellt durch die Verbindung mit dem Ringkolben 234 somit gleichzeitig die Kolbenstange dar.The first volume space 224 is connected to a second volume space 232 by a control device 230, which is preferably designed in the form of at least one fluid transition bore. The second volume space 232 is defined by the inner tube 204, the middle tube 206, the closure device 214 and by an annular piston 234. The Ver- Closing device 214 and the annular piston 234 are sealed in a fluid-tight manner with respect to the adjacent tubes 204 and 206 by means of sealing elements 236 and 238, respectively. The central tube 206 of the hydraulic three-tube tension spring 202 according to the invention thus simultaneously represents the piston rod due to the connection to the annular piston 234.
Wie bereits vorstehend erläutert, sind die beiden Volumenräume 224 und 232 durch die Steuereinrichtung 230 miteinander verbunden oder verbindbar, indem die Steuereinrichtung 230 mindestens eine Gasübergangsbohrung bzw. einen Gasübergangsschlitz aufweist. Durch Veränderung der Abmessungen der Steuereinrichtung 230 kann die Ein- und Ausschubgeschwindigkeit der Kolbenstange definiert werden. Durch Variieren der Größe der Volumenräume 224 und 232, d.h. durch Variieren der Rohrdurchmesser und -längen können beliebige Druckverhältnisse eingestellt werden, so daß die Kennlinie der erfindungsgemäßen Feder im F-s-Diagramm je nach Anwendungsfall angepaßt werden kann.As already explained above, the two volume spaces 224 and 232 are connected or connectable to one another by the control device 230 in that the control device 230 has at least one gas transfer hole or a gas transfer slot. The insertion and removal speed of the piston rod can be defined by changing the dimensions of the control device 230. By varying the size of volume spaces 224 and 232, i.e. by varying the pipe diameter and length, any pressure ratios can be set, so that the characteristic curve of the spring according to the invention can be adapted in the F-s diagram depending on the application.
Wie bereits mit Bezug auf die vorhergehenden Ausfuhrungsformen der Erfindung erläutert, sind die am Ringkolben 234 und an der Verschlußvorrichtung 214 vorgesehenen Dichtmittel 236 und 238 vorzugsweise Nut-Ring-Manschetten, die eine V-förmige Nut aufweisen und dadurch vom Systemdruck im zweiten Volumenraum 232 überlagert werden, so daß der Abdichtungseffekt verstärkt wird. Wie vorstehend ebenfalls erläutert, sitzen die Nut-Ring-Manschetten auf ihren jeweiligen Sitzen drehfest. Ferner weisen die Dichtmittel 236 und 238 vorzugsweise Polytetrafluorethylen (PTFE) auf oder bestehen vollständig daraus .As already explained with reference to the preceding embodiments of the invention, the sealing means 236 and 238 provided on the annular piston 234 and on the closure device 214 are preferably groove-ring sleeves which have a V-shaped groove and are therefore superimposed by the system pressure in the second volume space 232 be so that the sealing effect is enhanced. As also explained above, the groove-ring sleeves are non-rotatably on their respective seats. Furthermore, the sealants 236 and 238 preferably have or consist entirely of polytetrafluoroethylene (PTFE).
An dem als Kolben dienenden Mittelrohr 206 ist an dessen dem Ringkolben 234 gegenüberliegenden Ende eine Montagevorrichtung 240 vorgesehen, durch die die erfindungsgemäße Feder 202 mit verschiedenen, je nach Anwendungsfall spezifischen Verbindungselementen verbindbar ist . Ferner kann auch am Ab- Schlußelement 212 eine solche Verbindungsvorrichtung vorgesehen sein.On the middle tube 206 serving as the piston, a mounting device 240 is provided at its end opposite the annular piston 234, by means of which the spring 202 according to the invention can be connected to various connecting elements that are specific to the application. Furthermore, on the Closing element 212 such a connecting device can be provided.
Das Außenrohr 208 der erfindungsgemäßen hydraulischen Drei- Rohr-Zugfeder ist mittels des Abschlußelements 212 konzentrisch zu den beiden innenliegenden Rohren 204 und 206 angeordnet. Vorzugsweise ist das Außenrohr 208 mit dem Anschlußelement 212 durch Reibschweißen verbunden. An dem dem Abschlußelement 212 gegenüberliegenden Ende des Außenrohrs 208 ist eine Abstreifvorrichtung 242 vorgesehen, mit der am Mittelrohr 206 anliegende oder anhaftende Schmutzpartikel abgestreift werden können. Die AbstreifVorrichtung 242 weist ferner eine Einrichtung 244 gegen Eindringen von feinen Schmutzpartikeln oder Flüssigkeiten auf. Diese Einrichtung 244 ist vorzugsweise ein Dichtmittel, wie z.B. ein O-Ring oder Filzring. Zum gleichen Zweck ist vorzugsweise zur sicheren Gewährleistung der Betriebsfähigkeit der erfindungs- gemäßen hydraulischen Zugfeder 202 am Ringkolben 234 und an der Verschlußvorrichtung 214 jeweils mindestens eine weitere Einrichtung 246 bzw. 248 gegen Eindringen von Schmutz und Flüssigkeiten vorgesehen. Durch die Anordnung des Außenrohrs 208 mit der AbstreifVorrichtung 242 sowie den Einrichtungen 244, 246 und 248 wird gewährleistet, daß die erfindungsgemäße hydraulische Zugfeder 202 an sämtlichen Gleitflächen vor Verschmutzungen geschützt ist, so daß sie selbst in schmutzigen bzw. stark verschmutzten Anlagen einsetzbar ist und trotzdem eine hohe Lebensdauer hat.The outer tube 208 of the hydraulic three-tube tension spring according to the invention is arranged concentrically with the two inner tubes 204 and 206 by means of the closing element 212. The outer tube 208 is preferably connected to the connecting element 212 by friction welding. At the end of the outer tube 208 opposite the end element 212, a stripping device 242 is provided, with which dirt particles which are attached or adhered to the center tube 206 can be stripped off. The wiping device 242 also has a device 244 against the penetration of fine dirt particles or liquids. This means 244 is preferably a sealant such as e.g. an o-ring or felt ring. For the same purpose, at least one further device 246 or 248 against the ingress of dirt and liquids is preferably provided on the annular piston 234 and on the closure device 214 in order to ensure the operability of the hydraulic tension spring 202 according to the invention. The arrangement of the outer tube 208 with the stripping device 242 and the devices 244, 246 and 248 ensures that the hydraulic tension spring 202 according to the invention is protected against contamination on all sliding surfaces, so that it can be used even in dirty or heavily soiled systems and nevertheless has a long service life.
Bei liegender Einbauweise der erfindungsgemäßen hydraulischen Drei-Rohr-Zugfeder 202 ist ferner vorzugsweise eine am Außenrohr 208 vorgesehene Ölwanne 250 vorgesehen, um eventuell austretendes Hydraulikfluid aufzufangen und so die Umgebung sauber zu halten. Dazu ist im Außenrohr 208 mindestens eine Durchgangsbohrung 252 vorgesehen.When the hydraulic three-tube tension spring 202 according to the invention is installed horizontally, an oil pan 250 provided on the outer tube 208 is also preferably provided in order to catch any hydraulic fluid that may escape and thus keep the environment clean. For this purpose, at least one through hole 252 is provided in the outer tube 208.
Die unter Bezugnahme auf die vorstehend erläuterten Ausführungsformen gemäß den Figuren 1 bis 6 beschriebenen Möglich- keiten der Weiterentwicklung der erfindungsgemäßen Federelemente, wie z.B. das Vorsehen einer Druckmeßeinrichtung, einer Endlagendämpfung oder einer Feststellvorrichtung, sind allesamt gegebenenfalls auch auf die vorstehend beschriebene hydraulische Zugfeder 202 anwendbar.The possibilities described with reference to the embodiments explained above in accordance with FIGS. The further development of the spring elements according to the invention, such as the provision of a pressure measuring device, end position damping or a locking device, can all also be applied to the hydraulic tension spring 202 described above.
Zum Betrieb der erfindungsgemäßen hydraulischen Drei-Rohr- Zugfeder 202 werden die beiden Volumenräume 224 und 232 über die Ölfüllöffnung bzw. das Ölfüllventil 216 mit einem Hydraulikfluid unter gleichem Systemdruck beaufschlagt. Durch den Systemdruck wird der Ringkolben 234 und somit das die Kolbenstange darstellende Mittelrohr 206 in eine eingefahrene Grundposition gebracht. Wird die Kolbenstange 206 ausgezogen, so bewegt sich der Ringkolben 234 in Richtung der Steuereinrichtung 230 und verkleinert so das Volumen des zweiten Volumenraums 232. Dadurch strömt das Hydraulikfluid vom zweiten Volumenraum 234 durch die Steuereinrichtung 230 in den ersten Volumenraum 224 und verschiebt den Kolben 220 entgegen der Federkraft des Federelements 226 aufgrund seiner Inkompressibilität . Durch die Vorspannung des Federmittels 226 wird die aufgebrachte Bewegungsarbeit gespeichert, so daß beim Entlasten der Kolenstange 208 das Hydraulikfluid aus dem nun kleiner werdenden ersten Volumenraum 224 zurück in den zweiten Volumenraum 232 befördert wird. Durch die Dimensionierung der Steuerungseinrichtung 230 wird dabei eine genau definierte Einschubgeschwindigkeit eingehalten. In Fällen, in denen die hydraulische Zugfeder möglichst schnell ein- und ausgeschoben werden soll, kann die Steuereinrichtung 230 so ausgebildet sein, daß sie keinen zu hohen Strömungswiderstand darstellt, um Erhitzungen zu vermeiden, das heißt, die Steuereinrichtung 230 sollte in einem solchen Fall mindestens eine, vorzugsweise jedoch mehrere Fluidüber- gangsbohrungen bzw. Öffnungen mit relativ großem Durchmesser aufweisen.To operate the hydraulic three-tube tension spring 202 according to the invention, the two volume spaces 224 and 232 are acted upon by a hydraulic fluid under the same system pressure via the oil fill opening or the oil fill valve 216. Due to the system pressure, the annular piston 234 and thus the central tube 206 representing the piston rod are brought into a retracted basic position. If the piston rod 206 is pulled out, the annular piston 234 moves in the direction of the control device 230 and thus reduces the volume of the second volume space 232. As a result, the hydraulic fluid flows from the second volume space 234 through the control device 230 into the first volume space 224 and displaces the piston 220 the spring force of the spring element 226 due to its incompressibility. The applied movement work is stored by the prestressing of the spring means 226, so that when the piston rod 208 is relieved, the hydraulic fluid is conveyed back from the now decreasing first volume space 224 into the second volume space 232. The dimensioning of the control device 230 maintains a precisely defined insertion speed. In cases in which the hydraulic tension spring is to be pushed in and out as quickly as possible, the control device 230 can be designed in such a way that it does not represent too high a flow resistance in order to avoid heating, i.e. the control device 230 should at least in such a case have one, but preferably a plurality of fluid transition bores or openings with a relatively large diameter.
Bezüglich der hydraulischen Drei-Rohr-Zugfeder kann auch die vorstehend unter Bezugnahme auf Fig. 5 erläuterte Möglich- keit der Veränderung des Querschnitts der Steuereinrichtung Anwendung finden. Darüber hinaus kann auch die Länge des das Federmittel enthaltenen Raums durch einen axial verstellbaren Kolben gemäß den Ausführungen entsprechend Fig. 6 variiert werden.With regard to the hydraulic three-tube tension spring, the possibility explained above with reference to FIG. speed of changing the cross-section of the control device can be used. In addition, the length of the space containing the spring means can also be varied by means of an axially adjustable piston according to the explanations corresponding to FIG. 6.
Obwohl das hydraulische Federelement als hydraulische Zugfeder dargestellt wurde, gelten die vorstehend erläuterten Grundprinzipien auch für eine hydraulische Druckfeder unter Verwendung einer Mehr-Rohr-Anordnung.Although the hydraulic spring element has been shown as a hydraulic tension spring, the basic principles explained above also apply to a hydraulic compression spring using a multi-tube arrangement.
Der Kolben 220 ist im Innenrohr 204 fluiddicht durch eine Nut-Ring-Manschette 254 abgedichtet und vorzugsweise durch ein Fuhrungs- und Dichtungselement 256 geführt. The piston 220 is sealed in a fluid-tight manner in the inner tube 204 by a groove-ring collar 254 and is preferably guided by a guide and sealing element 256.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e Patent claims
1. Federelement, das als Mehr-Rohr-Feder ausgebildet ist.1. Spring element which is designed as a multi-tube spring.
2. Federelement nach Anspruch 1, wobei es eine Zwei-Rohr- Gasfeder (2) ist und ein Innenrohr (4) , ein darum angeordnetes Außenrohr (6) , einen Kolben (8) , eine Kolbenstange (10) und eine Steuereinheit (20) aufweist, wobei ein erster Volumenraum (22) und ein zweiter Volumenraum2. Spring element according to claim 1, wherein it is a two-tube gas spring (2) and an inner tube (4), an outer tube (6) arranged around it, a piston (8), a piston rod (10) and a control unit (20 ), a first volume space (22) and a second volume space
(24) gebildet wird, die durch die Steuereinheit (20) miteinander verbindbar ist .(24) is formed, which can be connected to one another by the control unit (20).
3. Federelement nach Anspruch 2, wobei die Steuereinheit (20) durch einen axialen (26) und/oder spiralförmigen Steuerschlitz (40) und/oder einen Ringkanal (28) gebildet ist.3. Spring element according to claim 2, wherein the control unit (20) is formed by an axial (26) and / or spiral control slot (40) and / or an annular channel (28).
4. Federelement nach Anspruch 3, wobei vom Ringkanal (28) eine Überströmbohrung (58) in den zweiten Volumenraum4. Spring element according to claim 3, wherein from the annular channel (28) an overflow bore (58) in the second volume space
(24) mündet und die Überströmbohrung (58) durch einen Dichtring (60) im zweiten Volumenraum (24) abgedichtet ist, wenn die Kolbenstange (10) nicht eingeschoben wird.(24) opens and the overflow bore (58) is sealed by a sealing ring (60) in the second volume space (24) when the piston rod (10) is not inserted.
5. Federelement nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei sie ferner Dichtungsmittel aufweist, die die beiden Volumenräume (22, 24) gegeneinander und zur Umgebung abdichten.5. Spring element according to one of claims 2 to 4, wherein it further comprises sealing means which seal the two volume spaces (22, 24) against each other and the environment.
6. Federelement nach Anspruch 5, wobei das Dichtungsmittel, welches den ersten Volumenraum (22) am Kolben (8) zur Umgebung abdichtet, eine Nut-Ring-Manschette (34), die vom Gasdruck im ersten Volumenraum (22) beaufschlagt ist, oder ein Quadring (46) ist.6. Spring element according to claim 5, wherein the sealing means which seals the first volume space (22) on the piston (8) from the environment, a groove-ring sleeve (34) which is acted upon by the gas pressure in the first volume space (22), or is a quad ring (46).
7. Federelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei sie ferner ein Führungselement (14) aufweist, welches die Kolbenstange (10) führt. 7. Spring element according to one of claims 1 to 6, wherein it further comprises a guide element (14) which guides the piston rod (10).
8. Federelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei sie ferner eine Füllöffnung (30) , einen Verschluß und/oder einen Berstschutz (32) für die Füllöffnung (30) aufweist .8. Spring element according to one of claims 1 to 7, wherein it further has a filling opening (30), a closure and / or a burst protection (32) for the filling opening (30).
9. Federelement nach Anspruch 8, wobei die Füllöffnung (30) eine Radialbohrung im Außenrohr (6) ist, die durch einen Verschluß (32) in Form eines Elastik-Elements verschlossen ist, der gleichzeitig den Berstschutz darstellt.9. Spring element according to claim 8, wherein the filling opening (30) is a radial bore in the outer tube (6), which is closed by a closure (32) in the form of an elastic element, which simultaneously represents the burst protection.
10. Federelement nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei sie ferner Mittel (44) zur Endlagendämpfung der Kolbenstange (10) und des Kolbens (8) aufweist.10. Spring element according to one of claims 1 to 9, wherein it further comprises means (44) for cushioning the piston rod (10) and the piston (8).
11. Federelement nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei sie ferner Mittel zum Blockieren (48) der Kolbenstange (10) in jeder beliebigen axialen Position aufweist.11. Spring element according to one of claims 1 to 10, wherein it further comprises means for blocking (48) the piston rod (10) in any axial position.
12. Federelement nach Anspruch 11, wobei die Mittel zum Blockieren (48) der Kolbenstange (10) durch einen Ringspannkeil (50) gebildet sind, der zwischen der Kolbenstange (10) und dem Führungselement (14) festklemmbar ist .12. Spring element according to claim 11, wherein the means for blocking (48) the piston rod (10) are formed by an annular clamping wedge (50) which can be clamped between the piston rod (10) and the guide element (14).
13. Federelement nach einem der Ansprüche 2 bis 12, wobei zwischen dem Ende des Innenrohrs (4) und der Steuereinrichtung (20) ein Dichtelement (62) vorgesehen ist.13. Spring element according to one of claims 2 to 12, wherein a sealing element (62) is provided between the end of the inner tube (4) and the control device (20).
14. Federelement nach einem der Ansprüche 6 bis 13 , wobei die Nut-Ring-Manschette (34) durch ein Stützring (37) und ein Haltering (35) mit dem Kolben (8) drehfest verbunden ist und der Haltering (35) am Kolben (8) angenietet ist .14. Spring element according to one of claims 6 to 13, wherein the groove-ring sleeve (34) by a support ring (37) and a retaining ring (35) with the piston (8) is rotatably connected and the retaining ring (35) on the piston (8) is riveted.
15. Federelement nach einem der Ansprüche 10 bis 14, wobei sie im Fuhrungselement (14) eine Schrauben-Druck-Feder (44) zur Endlagendämpfung aufweist, die sich an einem zur Fixierung des Innenrohrs (4) vorgesehenen Haltering (64) unter Vorspannung abstützt.15. Spring element according to one of claims 10 to 14, wherein it has a helical compression spring (44) in the guide element (14) for end position damping, which is located on a supports the retaining ring (64) provided for fixing the inner tube (4) under pretension.
16. Federelement nach Anspruch 15, wobei sich zwischen dem Haltering (64) und der Feder (44) zwei Stützscheiben16. Spring element according to claim 15, wherein between the retaining ring (64) and the spring (44) two support disks
(66, 70) und ein dazwischen vorgesehener Bremsring (68) befindet .(66, 70) and a brake ring (68) provided between them.
17. Federelement nach einem der Ansprüche 2 bis 16, wobei der Kolben (8) auf der Kolbenstange (10) aufgeknautscht ist.17. Spring element according to one of claims 2 to 16, wherein the piston (8) on the piston rod (10) is crumpled.
18. Federelement nach einem der Ansprüche 1 bis 17, wobei sie als Gas-Druck-Feder ausgelegt ist.18. Spring element according to one of claims 1 to 17, wherein it is designed as a gas pressure spring.
19. Verfahren zur Herstellung eines federelements, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit folgenden Verfahrensschritten:19. A method for producing a spring element, in particular according to one of the preceding claims, with the following method steps:
(a) Ausbilden eines Innenrohrs (4) in ein Außenrohr (6) ;(a) forming an inner tube (4) into an outer tube (6);
(b) Einführen eines Kolbens (8) mit einer Kolbenstange(b) inserting a piston (8) with a piston rod
(10) in das Innenrohr (4) ;(10) in the inner tube (4);
(c) Ausbilden einer Steuereinheit (20) an den beiden Rohren (4, 6) ;(c) forming a control unit (20) on the two tubes (4, 6);
(d) Verschließen der offenen Enden der Rohre (4, 6); und(d) closing the open ends of the tubes (4, 6); and
(e) Befüllen der Gasfeder mit Gas und/oder Schmieröl durch eine Füllöffnung (30)(e) filling the gas spring with gas and / or lubricating oil through a filling opening (30)
20. Verfahren nach Anspruch 19, wobei zum Befüllen der Gasfeder eine Füllöffnung (30) durch radiales Aufbohren des Außenrohrs (6) ausgebildet wird, die durch ein Elastik- Element als Verschluß (32) abgedichtet wird.20. The method according to claim 19, wherein for filling the gas spring a filling opening (30) is formed by radially boring the outer tube (6), which is sealed by an elastic element as a closure (32).
21. Federelement nach Anspruch 1, wobei es als Drei-Rohr-Feder (102; 202) ausgebildet ist und einen ringförmigen Kolben (128; 234) aufweist. 21. Spring element according to claim 1, wherein it is designed as a three-tube spring (102; 202) and has an annular piston (128; 234).
22. Federelement nach Anspruch 21, wobei sie ein Innenrohr (104; 204), ein konzentrisch dazu angeordnetes Mittelrohr (106; 206) und ein ebenfalls konzentrisch angeordnetes Außenrohr (108; 208) aufweist, wobei der Ringkolben (128; 234) mit dem Mittelrohr (106; 206) eine die Kolbenstange der Feder (102; 202) bildende Einheit darstellt und ein erster Volumenraum (120; 224) und ein zweiter Volumenraum (124; 232) gebildet wird, die durch eine Steuereinrichtung (122; 230) miteinannder verbunden oder verbindbar sind.22. Spring element according to claim 21, wherein it has an inner tube (104; 204), a concentrically arranged central tube (106; 206) and a likewise concentrically arranged outer tube (108; 208), the annular piston (128; 234) with the Center tube (106; 206) represents a unit forming the piston rod of the spring (102; 202) and a first volume space (120; 224) and a second volume space (124; 232) is formed, which are together by a control device (122; 230) are connected or connectable.
23. Federelement nach Anspruch 22, wobei die Steuereinrichtung (122; 230) durch mindestens eine Radialbohrung und/oder Schlitze im Innenrohr (104; 204) der Feder23. Spring element according to claim 22, wherein the control device (122; 230) through at least one radial bore and / or slots in the inner tube (104; 204) of the spring
(102; 202) gebildet ist.(102; 202) is formed.
24. Federelement nach Anspruch 22 oder 23, wobei das Außenrohr (108; 208) eine Abstreifvorrichtung (138; 242) und/oder eine Einrichtung (140; 244) gegen Eindringen von Verunreinigungen in eine zwischen dem Innenrohr24. Spring element according to claim 22 or 23, wherein the outer tube (108; 208) a stripping device (138; 242) and / or a device (140; 244) against the ingress of contaminants into a between the inner tube
(104; 204) und dem Außenrohr (108; 208) gebildeten Ring- raum (172) aufweist.(104; 204) and the outer tube (108; 208) formed annular space (172).
25. Federelement nach einem der Ansprüche 22 bis 24, wobei sie ferner Dichtmittel (118, 130, 132; 236, 238, 254) aufweist, die die beiden Volumenräume (120, 124; 224, 232) gegeneinander und zur Umgebung abdichten.25. Spring element according to one of claims 22 to 24, wherein it further comprises sealing means (118, 130, 132; 236, 238, 254) which seal the two volume spaces (120, 124; 224, 232) against each other and the environment.
26. Federelement nach Anspruch 25, wobei die Dichtmittel26. Spring element according to claim 25, wherein the sealing means
(130, 132; 236, 238, 254), die Gleitflächen am Innenrohr (104; 204) und Mittelrohr (106; 206) abdichten, Nut- Ring-Manschetten mit einer vom Gasdruck (124; 232) beaufschlagten V-Nut sind.(130, 132; 236, 238, 254), seal the sliding surfaces on the inner tube (104; 204) and center tube (106; 206), are ring seals with a gas groove (124; 232) acted upon by V-groove.
27. Federelement nach einem der Ansprüche 21 bis 26, wobei sie ferner eine Füllöffnung (114) , einen Verschluß und/oder einen Berstschutz (134) für die Füllöffnung (114) aufweist.27. Spring element according to one of claims 21 to 26, wherein it further comprises a filling opening (114), a closure and / or has a burst protection (134) for the filling opening (114).
28. Federelement nach Anspruch 27, wobei die Füllöffnung (114) ein in einem Verschlußelement (112) vorgesehener Strömungskanal ist, der durch den Verschluß (134) verschließbar ist .28. Spring element according to claim 27, wherein the filling opening (114) is a flow channel provided in a closure element (112), which can be closed by the closure (134).
29. Federelement nach Anspruch 27 oder 28, wobei der Verschluß (134) ein Elastik-Element ist, das in die Füll- δffnung (114) einbringbar ist, und gleichzeitig einen Berstschutz darstellt.29. Spring element according to claim 27 or 28, wherein the closure (134) is an elastic element which can be introduced into the filling opening (114) and at the same time represents a burst protection.
30. Federelement nach einem der Ansprüche 21 bis 26, wobei sie ferner eine Füllöffnung (216) in einem das Innenrohr (204) verschließenden Verschlußelement (214) aufweist.30. Spring element according to one of claims 21 to 26, wherein it further has a filling opening (216) in a closing element (214) closing the inner tube (204).
31. Federelement nach Anspruch 30, wobei die Füllδffnung (216) ein durch Druck selbstschließendes Füllventil ist.31. Spring element according to claim 30, wherein the filling opening (216) is a self-closing pressure valve.
32. Federelement nach Anspruch 30 oder 31, wobei im Verschlußelement (214) eine Entlüftungsöffnung (218) vorgesehen ist .32. Spring element according to claim 30 or 31, wherein a vent opening (218) is provided in the closure element (214).
33. Federelement nach einem der Ansprüche 26 bis 32, wobei mindestens eine Einrichtung (142, 144; 246, 248, 256) gegen Eindringen von Verunreinigungen an den Gleitflächen vorgesehen ist .33. Spring element according to one of claims 26 to 32, wherein at least one device (142, 144; 246, 248, 256) is provided against the ingress of contaminants on the sliding surfaces.
34. Federelement nach einem der Ansprüche 23 bis 33, wobei die Steuereinrichtung (122; 230) so ausgebildet ist, daß der Strömungsquerschnitt der Bohrungen oder Schlitze durch eine am Innenrohr (104; 204) axial positionierbar angeordnete Verschlußvorrichtung (116; 216) einstellbar ist . 34. Spring element according to one of claims 23 to 33, wherein the control device (122; 230) is designed such that the flow cross section of the bores or slots is adjustable by a closure device (116; 216) arranged axially positionable on the inner tube (104; 204) .
35. Federelement nach Anspruch 34, wobei die Positionierung der Verschlußvorrichtung (116; 216) mittels eines daran gebildeten Kopfes (166) erfolgt, an dem Mittel zum Eingreifen mit einem Werkzeug vorgesehen sind.35. Spring element according to claim 34, wherein the positioning of the closure device (116; 216) takes place by means of a head (166) formed thereon, on which means for engaging with a tool are provided.
36. Federelement nach einem der Ansprüche 22 bis 35, wobei im ersten Volumenraum (120; 224) ein beweglicher Kolben (146) vorgesehen ist, mit dessen Hilfe das Volumen des ersten Volumenraums (120; 224) variiert werden kann.36. Spring element according to one of claims 22 to 35, wherein a movable piston (146) is provided in the first volume space (120; 224), with the aid of which the volume of the first volume space (120; 224) can be varied.
37. Federelement nach Anspruch 36, wobei der Kolben (146) mittels einer Gewindestange (148) mit einem Schraubenkopf (150) verstellbar ist.37. Spring element according to claim 36, wherein the piston (146) is adjustable by means of a threaded rod (148) with a screw head (150).
38. Federelement nach einem der Ansprüche 21 bis 37, wobei sie ferner Mittel zur Endlagendämpfung des die Kolbenstange bildenden Mittelrohrs (106; 206) und/oder des Ringkolbens (128; 234) aufweist.38. Spring element according to one of claims 21 to 37, wherein it further comprises means for end position damping of the central tube forming the piston rod (106; 206) and / or the annular piston (128; 234).
39. Federelement nach einem der Ansprüche 21 bis 39, wobei sie ferner Mittel zum Blockieren des die Kolbenstange bildenden Mittelrohrs (106; 206) in jeder beliebigen axialen Position auf eist.39. A spring element according to any one of claims 21 to 39, further comprising means for blocking the central tube (106; 206) forming the piston rod in any axial position.
40. Federelement nach Anspruch 39, wobei die Mittel zum Blockieren des Mittelrohrs (106; 206) durch einen Ringspannkeil gebildet sind, der zwischen dem Mittelrohr (106; 206) und dem Außenrohr (108; 208) oder dessen Abstreifvorrichtung (138; 242) festklemmbar ist.40. Spring element according to claim 39, wherein the means for blocking the central tube (106; 206) are formed by an annular clamping wedge, which between the central tube (106; 206) and the outer tube (108; 208) or its stripping device (138; 242) can be clamped.
41. Federelement nach einem der Ansprüche 25 bis 40, wobei die Dichtmittel zum Abdichten der Gleitflächen Poly- tetrafluorethylen aufweisen.41. Spring element according to one of claims 25 to 40, wherein the sealing means for sealing the sliding surfaces comprise polytetrafluoroethylene.
42. Federelement nach einem der Ansprüche 21 bis 41, wobei sie als Gas-Zug-Feder (102) ausgelegt ist. 42. Spring element according to one of claims 21 to 41, wherein it is designed as a gas-tension spring (102).
43. Federelement nach einem der Ansprüche 21 bis 41, wobei sie als hydraulische Zugfeder (202) ausgelegt ist.43. Spring element according to one of claims 21 to 41, wherein it is designed as a hydraulic tension spring (202).
44. Federelement nach Anspruch 43, wobei im Innenrohr (204) ein axial beweglicher Kolben (220) vorgesehen ist, der mittels einem Federelement (226) mit einem an ihm vorgesehenen Anschlagvorsprung (222) gegen die Verschlußvorrichtung (214) gedrückt wird, wobei der erste Volumenraum (224) dadurch variabel ist, um beim Ausziehen des Federelements (202) aus dem zweiten Volumenraum (232) verdrängtes Fluid darin aufzunehmen und die aufgebrachte Arbeit im Federmittel (226) zu speichern.44. Spring element according to claim 43, wherein in the inner tube (204) an axially movable piston (220) is provided, which is pressed by means of a spring element (226) with a stop projection (222) provided thereon against the closure device (214), the the first volume space (224) is variable in order to receive displaced fluid therein when the spring element (202) is pulled out of the second volume space (232) and to store the work done in the spring means (226).
45. Federelement nach Anspruch 43, oder 44, wobei ferner eine Ölwanne (250) vorgesehen ist, um eventuell austretendes Fluid aufzufangen.45. Spring element according to claim 43, or 44, wherein further an oil pan (250) is provided in order to catch any escaping fluid.
46. Federelement nach Anspruch 45, wobei die Ölwanne (250) bei im wesentlichen horizontaler Einbaulage des Federelements (202) entlang eines Umfangsabschnitts und in axialer Richtung am Außenrohr (208) vorgesehen ist, wobei ausgetretenes Fluid durch Öffnungen (252) in die Ölwanne (250) gelangen kann.46. The spring element according to claim 45, wherein the oil pan (250) is provided in a substantially horizontal installation position of the spring element (202) along a circumferential section and in the axial direction on the outer tube (208), with leaked fluid through openings (252) in the oil pan ( 250) can reach.
47. Verfahren zum Herstellen eines Federelements, insbesondere nach einem der Ansprüche 21 bis 46, mit folgenden Verfahrensschritten :47. Method for producing a spring element, in particular according to one of claims 21 to 46, with the following method steps:
(a) Ausbilden eines Innenrohrs (104; 204) mit einer Steuereinrichtung (122; 230) an einem Abschlußelement (112; 212) ;(a) forming an inner tube (104; 204) with a control device (122; 230) on a closure element (112; 212);
(b) Aufführen eines Ringkolbens (128; 234) auf eine Außengleitflache des Innenrohrs (104; 204), wobei der Ringkolben (128; 234) mit einem als Kolbenstange dienenden Mittelrohr (106; 206) verbunden ist;(b) threading an annular piston (128; 234) onto an outer sliding surface of the inner tube (104; 204), the annular piston (128; 234) being connected to a central tube (106; 206) serving as a piston rod;
(c) Verschließen des dem Abschlußelement (112, 212) gegenüberliegenden Endes des Innenrohrs (104; 204); (d) Einbringen eines als Fuhrungs- und Dichtelement dienenden Ringelements (126) und/oder Verschlußelements(c) closing the end of the inner tube (104; 204) opposite the end element (112, 212); (d) Introducing a ring element (126) and / or closure element serving as a guide and sealing element
(116; 214) auf das Innenrohr (104; 204) und in das Mittelrohr (106; 206);(116; 214) on the inner tube (104; 204) and in the center tube (106; 206);
(e) Befüllen der Feder (102; 202) durch eine Füllöffnung(e) filling the spring (102; 202) through a filling opening
(114; 216) .(114; 216).
48. Verfahren nach Anspruch 47, wobei am Abschlußelement48. The method of claim 47, wherein on the end element
(112; 212) ferner ein Außenrohr (108; 208) konzentrisch zum Innenrohr (104; 204) und Mittelrohr (106; 206) angeordnet wird, das eine AbstreifVorrichtung (138; 242) und/oder eine Einrichtung (140; 244) gegen Eindringen von Schmutz trägt.(112; 212) an outer tube (108; 208) is arranged concentrically to the inner tube (104; 204) and center tube (106; 206), which a stripping device (138; 242) and / or a device (140; 244) against Penetration of dirt.
49. Verfahren nach Anspruch 47 oder 48, wobei ein axial beweglicher Kolben (146) im Innenrohr (104; 204) angeordnet wird.49. The method of claim 47 or 48, wherein an axially movable piston (146) is arranged in the inner tube (104; 204).
50. Verfahren nach einem der Ansprüche 47 bis 49, wobei ein Strömungskanal im Abschlußelement (112) vorgesehen wird, der eine Füllöffnung (114) zum Befüllen der Feder (102) bildet, wobei die Füllöffnung (114) durch ein Elastik- Element als Verschluß (134) abgedichtet wird.50. The method according to any one of claims 47 to 49, wherein a flow channel is provided in the closure element (112) which forms a filling opening (114) for filling the spring (102), the filling opening (114) by an elastic element as a closure (134) is sealed.
51. Verfahren nach einem der Ansprüche 47 bis 50, wobei das Ausbilden des Innenrohrs (104; 204) am Abschlußelement51. The method according to any one of claims 47 to 50, wherein the formation of the inner tube (104; 204) on the closure element
(112; 212) durch Reibschweißen erfolgt.(112; 212) by friction welding.
52. Verfahren nach einem der Ansprüche 48 bis 51, wobei das Ausbilden des Außenrohrs (108; 208) am Abschlußelement52. The method according to any one of claims 48 to 51, wherein the formation of the outer tube (108; 208) on the closure element
(112; 212) durch Reibschweißen erfolgt.(112; 212) by friction welding.
53. Verfahren nach einem der Ansprüche 47 bis 52, wobei am Abschlußelement (112) ein Verbindungselement (154) vorgesehen wird oder das Abschlußelement (112) gleichzeitig als Verbindungselement ausgebildet wird. 53. The method according to any one of claims 47 to 52, wherein a connecting element (154) is provided on the closing element (112) or the closing element (112) is simultaneously formed as a connecting element.
54. Verfahren nach einem der Ansprüche 47 bis 53, wobei an dem als Kolbenstange dienenden Mittelrohr (106) ein Verbindungselement (156) vorgesehen wird.54. The method according to any one of claims 47 to 53, wherein a connecting element (156) is provided on the central tube (106) serving as the piston rod.
55. Verfahren nach einem der Ansprüche 47 bis 54, wobei die Feder (102) mit Stickstoff und/oder Öl als Schmiermittel gefüllt wird.55. The method according to any one of claims 47 to 54, wherein the spring (102) is filled with nitrogen and / or oil as a lubricant.
56. Verfahren nach einem der Ansprüche 47 bis 54, wobei die Feder (202) mit Hydraulikfluid gefüllt wird.56. The method according to any one of claims 47 to 54, wherein the spring (202) is filled with hydraulic fluid.
57. Verfahren nach Anspruch 56, wobei im Innenrohr (204) ein Kolben (220) mit einem Federelement (226) vorgesehen wird, bevor die Verschlußvorrichtung (216) zum Verschließen des Innenrohrs (204) aufgebracht wird. 57. The method of claim 56, wherein a piston (220) with a spring element (226) is provided in the inner tube (204) before the closure device (216) for closing the inner tube (204) is applied.
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