WO2008061750A1 - Gas spring device - Google Patents

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WO2008061750A1
WO2008061750A1 PCT/EP2007/010128 EP2007010128W WO2008061750A1 WO 2008061750 A1 WO2008061750 A1 WO 2008061750A1 EP 2007010128 W EP2007010128 W EP 2007010128W WO 2008061750 A1 WO2008061750 A1 WO 2008061750A1
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piston
control
gas spring
cylinder
chamber
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PCT/EP2007/010128
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Inventor
Jan Hasenkamp
Kai Lunau
Original Assignee
Ixetic Bad Homburg Gmbh
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    • F15B2211/7051Linear output members
    • F15B2211/7053Double-acting output members

Definitions

  • the invention relates to a gas spring device, for example, to support the opening movement or to keep open a motor vehicle tailgate.
  • Gas spring devices of the type discussed here are known. They serve, for example, to support the applied manual force for opening or closing a tailgate. Such gas spring devices also allow automatic opening or closing, for example, a tailgate without the use of manual power. It has been found in the known gas spring devices that may result in a disability of the movement of a motor vehicle tailgate, damage to the gas spring device or injury to persons. To avoid this, overpressure valves can be used, but this increases the cost of such a gas spring device and its space requirements.
  • the gas spring device has a cylinder-piston device, a gas spring reservoir, a fluid delivery device, such as a pump, and a valve device, for example a pressure-controlled 5/3-way valve.
  • the fluid delivery device is preferably driven by an electric motor.
  • the valve device comprises a control chamber in which a control piston against the Force of return springs is movably mounted.
  • the gas spring device has a pressure limiting device.
  • the gas spring device is characterized in that the pressure limiting device is integrated into the valve device of the gas spring device.
  • the gas spring device is protected against overloading, whereby outside the valve device arranged pressure limiting valves, a motor current monitoring device or the like are superfluous. So there are no additional components needed, so that the gas spring device requires very little space.
  • the pressure limiting device prevents excessive force or pressure effects on the components of the gas spring device, but in particular serves to prevent damage: If, for example, the motor vehicle tailgate is automatically opened in a low garage, it strikes against the ceiling of the garage. so that the pump builds up an increasing pressure, which can lead to damage in the gas spring device and on the tailgate.
  • the pressure limiting device ensures that in such a case, only a certain maximum pressure can be built, which is harmless both for the gas spring device and for the other parts, ie here for the motor vehicle tailgate. At least greater damage is avoided.
  • a gas spring device which is characterized in that the return springs act on the ends of the control piston, which is movably mounted in the control chamber of the valve device.
  • a gas spring device which is characterized by a valve device, that it has a control spring, and that the control piston encompasses at least two partial pistons.
  • the control spring is arranged between the at least two partial pistons and preferably has a higher spring stiffness than the return springs.
  • a further preferred gas spring device has at least one partial piston which has a section designed as a hollow cylinder, in the wall of which there is a passage and in whose outer surface at least one groove is introduced, into which the passage opens.
  • This embodiment makes it possible that a fluid flow passes through the opening in the hollow cylindrical part piston to an opening of the control chamber.
  • Two cooperating partial pistons preferably have mutually facing stop surfaces.
  • a gas spring device is preferred in which the valve device has two partial pistons, which are constructed identically and are arranged in mirror image relative to one another in the control chamber.
  • the control chamber has at least two openings connected to the cylinder-piston device.
  • the control chamber of the valve device has at least two with the fluid delivery device, for example a pump designed as a reversible pump, and at least one opening connected to the gas spring accumulator. The openings are each connected via lines to the respective components of the gas spring device.
  • control chamber of the valve device comprises two control pressure chambers receiving the return springs, each of which is delimited on one side by the portion of the control piston designed as a hollow cylinder.
  • a gas spring device which is characterized in that the control piston assumes a neutral position within the valve device.
  • a first control pressure chamber is connected via a first opening to the fluid delivery device, for example to a reversing pump, and a second control pressure chamber of the valve device is likewise connected to the fluid delivery device via a second opening.
  • the opening of the control chamber connected to the gas spring accumulator is connected to the openings communicating with the cylinder-piston device.
  • the openings of the control chamber, which are connected to the cylinder-piston device are also connected to each other.
  • the fluid delivery device which can be driven for example via an electric motor, is not in operation in this position of the control piston.
  • the gas spring device When opening or closing a tailgate with pure hand force the gas spring device acts in neutral position the control piston according to the gas spring characteristic with a constant Ausschiebekraft on the tailgate.
  • the Ausschiebekraft based on the pressure in the gas spring accumulator and is superimposed on the hand force supportive.
  • the control piston in the control chamber assumes a first delivery position.
  • the first delivery position of the control piston results from the fact that the fluid delivery device is driven by an electric motor in a first direction of rotation.
  • the first control pressure chamber is acted upon by the fluid delivery device with a pressurized fluid.
  • the cylinder-piston device is supplied by the pressurized fluid, so that a hydraulic piston and a piston rod of the cylinder-piston device move in a first direction.
  • the cylinder-piston device is supplied via the first control pressure chamber with pressurized fluid.
  • the cylinder-piston device is connected to the gas spring accumulator and to the fluid delivery device.
  • the second control pressure chamber is preferably connected via an opening of the control chamber with the fluid conveying device.
  • a gas spring device which is characterized in that the control piston assumes a second delivery position.
  • the second delivery position of the control piston results from the fact that the fluid delivery device is driven by an electric motor in a second direction of rotation.
  • the second control pressure chamber is acted upon by the fluid delivery device with a pressurized fluid.
  • the cylinder The piston device is also supplied with the pressurized fluid, so that move the hydraulic piston and the piston rod of the cylinder-piston device in a second direction.
  • the cylinder-piston device is supplied via the second control pressure chamber with pressurized fluid.
  • the cylinder-piston device is connected to the gas spring accumulator and to the fluid delivery device.
  • the first control pressure chamber is preferably connected via an opening of the control chamber with the fluid conveying device.
  • a gas spring device which is characterized in that the control piston assumes a fail-safe position.
  • the starting position of the control piston is the first or second delivery position of the control piston.
  • the fail-safe position of the control piston there is a short circuit between the openings of the control chamber, which are connected to the fluid delivery device via the opening of the control chamber, which is connected to the gas spring accumulator.
  • the openings of the control chamber which are connected to the piston-cylinder device.
  • FIG. 2 shows a structural design of the valve device of the gas spring device shown in FIG. 1;
  • FIG. 3 shows a gas spring device with connected fluid delivery device and a first delivery position of the control piston
  • FIG. 4 shows a gas spring device with connected fluid delivery device and a second delivery position of the control piston
  • FIG. 5 shows a structural design of the valve device of the gas spring device shown in FIG. 3;
  • Figure 6 shows a structural design of a valve device
  • FIG. 1 shows a gas spring device 1 which is filled with a fluid, for example hydraulic oil, and comprises a fluid delivery device 2 which can be driven, for example, by an electric motor 3.
  • the direction of rotation of the electric motor 3 is the redesignrich- tion of the fluid conveyor 2 before. This is preferably designed as a re versierpumpe.
  • the electric motor 3 does not drive the fluid delivery device 2, ie it is switched off, so that no hydraulic oil is conveyed through the fluid delivery device 2.
  • the gas spring device 1 further comprises a cylinder-piston device 5, which has a hydraulic piston 7 and a piston rod 9, which are movably mounted in the cylinder-piston device 5.
  • the cylinder-piston device 5 also comprises two cylinder chambers 11 and 13, which are arranged spatially separated from each other by the hydraulic piston 7.
  • the hydraulic piston 7 is movably mounted with the piston rod 9 in the cylinder-piston device 5.
  • the hydraulic piston 7 has a smaller effective area 14a and a larger effective area 14b.
  • the smaller effective area 14a corresponds to the effective area 14b minus the cross-sectional area of the piston rod 9.
  • the gas spring device 1 in Figure 1 also includes a valve means 15. This is, for example, as shown in Figure 1, designed as a pressure-controlled 5/3-way valve.
  • the valve device 15 has, inter alia, two return springs 17 and 19 and a control piston 21, shown schematically here by means of switching symbols.
  • the gas spring device 1 in FIG. 1 also has a gas spring accumulator 23 which serves, in conjunction with the hydraulic piston 7, to obtain the characteristic of a gas spring.
  • the gas spring accumulator 23 is under a pressure also referred to as biasing pressure and stores excess hydraulic oil, which the result of the arranged in the cylinder chamber 11 piston rod 9 different maximum capacity of the two cylinder chambers 11 and 13 results.
  • the fluid delivery device 2 is connected via lines 25 and 27 with here only indicated openings 29 and 31 of a control chamber of the valve device 15, not shown.
  • the gas spring accumulator 23 is connected via a line 33 with a again only indicated opening 35 of the control chamber of the valve device 15.
  • the cylinder-piston device 5 is connected via lines 37 and 39 with interpreted openings 41 and 43 of the control chamber of the valve device 15. In this case, the line 37 establishes a connection between the opening 41 of the valve device 15 and the cylinder chamber 11, while the line 39 establishes a connection between the opening 43 and the cylinder chamber 13.
  • a leakage line 45 which connects the gas spring accumulator 23 to the fluid delivery device 2. This serves to keep the pretensioning pressure of the fluid delivery device 2 at a certain level, for example 100 bar.
  • FIG. 2 shows a structural design of the valve device 15 of the gas spring device 1 shown in FIG. 1.
  • the openings 29 and 31 connected to the fluid delivery device 2 are clearly visible in the control chamber 47.
  • the opening 35 connected to the gas spring accumulator 23 is shown as well as the openings 41 and 43, which are connected to the cylinder-piston device 5.
  • Figure 2 also shows the return springs 17 and 19, which act on one end 49 and 51 of the control piston 21 respectively.
  • the valve device 15 has a control spring 53, which is mounted in the control chamber 47 of the valve device 15.
  • the control piston 21 comprises two partial pistons 55 and 57, between which the control spring 53 is arranged.
  • the control spring 53 has a higher spring stiffness than the restoring springs 17 and 19.
  • the two sub-pistons 55 and 57 are constructed identically in the embodiment of Figure 2 and arranged in mirror image to each other in the control chamber 47.
  • the sub-pistons 55 and 57 also have two facing abutment surfaces 59 and 61.
  • the sub-pistons 55 and 57 have on their the abutment surfaces 59, 61 opposite side each formed as a hollow cylinder portion 63.
  • two passages 65 and 67 are introduced and in the outer surface of the wall in each case a groove 69 and 71, into each of which a passage 65, 67 opens.
  • the control chamber 47 also has two control pressure chambers 73 and 75, in which the return springs 17 and 19 are arranged, and which are each bounded on one side by the portion 63 of the control piston 21 formed as a hollow cylinder.
  • the electric motor 3 does not drive the fluid delivery device 2.
  • the control piston 21 is in the control chamber 47 in a neutral position.
  • the spring forces of the return springs 17 and 19 provide for a centering of the control piston 21 within the control chamber 47. While the return spring 17, the sub-piston 55 and thus the control spring 53 is acted upon by spring force, the sub-piston 57 and thus also the control spring 53 with the spring force of the return spring 19 acted upon. Characterized in that the control spring 53 has a higher spring stiffness than the return springs 17 and 19, this is not significantly compressed by the force of the return springs 17 and 19. Starting from the same spring forces of the return springs 17 and 19, the control piston 21 is thus urged into a middle position or neutral position.
  • control pressure chamber 73 In this neutral position of the control piston 21, the control pressure chamber 73 is connected to the fluid delivery device 2 via the passage 67 in the partial piston 55 and the opening 29. Accordingly, the control pressure chamber 75 is connected to the fluid delivery device 2 via the passage 67 in the partial piston 57 and the opening 31. Because the electric motor 3 does not drive the fluid delivery device 2, for example a reversing pump, the control pressure chambers 73 and 75 are not subjected to pressurized fluid, for example hydraulic oil.
  • the openings 41 and 43 connected to the cylinder-piston device 5 are connected to one another via a region 77 of the valve device 15.
  • the region 77 is arranged between the two sub-pistons 55 and 57.
  • opening 35 is connected via the region 77 with the openings 41 and 43 of the control chamber 47.
  • the piston rod 9 occupies a portion of the volume, the excess hydraulic oil in the gas spring accumulator 23 must be cached. If the piston rod 9 is now pulled up with manual force, corresponding to an opening movement of the tailgate, hydraulic oil is in turn directed out of the cylinder chamber 11 via the opening 41 and the opening 43 to the cylinder chamber 13. Since the capacity of the cylinder chamber 13 is greater than that of the cylinder chamber 1 1, the resulting difference volume with hydraulic oil from the gas spring accumulator 23 must be compensated.
  • FIG. 3 shows a gas spring device 1 with connected fluid delivery device 2 and a first delivery position of the control piston 21. The same parts are provided with the same reference numerals, so that reference is made to the preceding figures.
  • the gas spring device 1 in FIG. 3 shows a gas spring device 1 with connected fluid delivery device 2 and a first delivery position of the control piston 21. The same parts are provided with the same reference numerals, so that reference is made to the preceding figures.
  • the electric motor 3 drives the fluid delivery device 2 in a first direction of rotation.
  • the pump thus conveys fluid in the direction of arrow 79 via line 25 and openings 29 and 41 of valve device 15 via line 37 into cylinder chamber 11 pressed, so that the volume of the cylinder chamber 13 is reduced and there existing hydraulic oil via line 39 and the opening 43 to the valve means 15 and transported from there on the one hand via the opening 35 to the gas spring accumulator 23, and on the other hand via the opening 31 to the suction side of the fluid conveyor 2 becomes.
  • the cylinder-piston device 5 is thus connected on the one hand to the fluid delivery device 2 and on the other hand to the gas spring accumulator 23.
  • the first direction of rotation of the fluid delivery device 2 shown in FIG. 3 causes a downward movement of the piston rod 9 in the cylinder-piston device 5 and thus an automatic closing movement of a tailgate.
  • FIG. 4 shows a gas spring device 1 with connected fluid delivery device 2 and a second delivery position of the control piston 21.
  • the same parts are provided with the same reference numerals, so that reference is made to the preceding figures.
  • the electric motor 3 drives the fluid delivery device 2 in a second direction of rotation.
  • a fluid for example a hydraulic oil, in Direction of the arrow 81 via the line 27, the openings 31 and 43 of the valve means 15 and conveyed via the line 39 into the cylinder chamber 13.
  • the movement of the fluid delivery device 2 in a second direction of rotation by means of the electric motor 3 causes an extension of the piston rod 9 and thus an automatic opening movement of a tailgate.
  • FIG. 5 shows a structural design of the valve device 15 shown in FIG. 3.
  • the same parts are provided with the same reference numerals, so that reference is made to the preceding figures.
  • the first delivery position of the control piston 21 shown in FIG. 5 results from the drive of the fluid delivery device 2 by the electric motor 3 in the first direction of rotation, whereby the fluid delivery device 2 conveys hydraulic oil via the line 25, not shown, to the opening 29 of the control chamber 47.
  • the pressurized hydraulic oil thus passes through the opening 29 in the control pressure chamber 73. This is acted upon by the hydraulic oil under pressure, so that the sub-piston 55 and 57 and the control spring 53 moves against the force of the return spring 19 become.
  • the sub-piston 57 is pressed against the force of the return spring 19 to a stop 83 of the control chamber 47.
  • control spring 53 Due to the preferably much higher rigidity of the control spring 53, this is not or only slightly compressed in the operating state described here, so that the distance between the sub-piston 55 at a nominal operating pressure, which acts on the sub-piston 55, at best only slightly changes.
  • the second delivery position of the control piston 21 shown in Figure 4 is not shown here as a structural design, however, corresponds to their basic operation of the shown in Figure 5.
  • the electric motor 3 drives the fluid delivery device 2 in the second direction of rotation, whereby the control pressure chamber 75 is acted upon by a pressurized fluid and the sub-piston 55 and 57 are pressed with the control spring 53 against the force of the return spring 17 until the sub-piston 55 to a Stops stop 85 of the control chamber 47.
  • FIG. 6 shows the structural design of a valve device 15 in a fail-safe position, starting from a first delivery position of the control piston 21 according to FIG. 5. The same parts are provided with the same reference numerals, so that reference is made to the preceding figures.
  • the control piston 21 is urged into the fail-safe position. This may be the case, for example, when holding the tailgate by hand.
  • the hydraulic piston 7 is held in the cylinder-piston device 5 in a fixed position, but the fluid conveyor 2 promotes constantly pressurized hydraulic oil through the valve means 15 to the cylinder-piston device 5.
  • valve device 15 Due to the symmetrical design of the valve device 15, a fail-safe position is also possible starting from the second delivery position of the control piston 21 according to FIG. 4 without further ado. A corresponding structural design is not shown here.
  • the partial piston 57 is pressed against the force of the control spring 53 when the permissible operating pressure in the control pressure chamber 75 is exceeded, so that the stop surfaces 59 and 61 of the two sub-pistons 55 and 57 are pressed against each other and the control piston 21 is again in a fail-safe position.
  • this fail-safe position of the control piston 21 there is a short circuit between the openings 29 and 31 connected to the fluid delivery device 2 via the opening 35.
  • the overpressure limiting device with the control spring 53 which is arranged between two sub-pistons 55 and 57, enables a particularly simple, space-saving and cost-effective realization of an overpressure function, which can be integrated directly into a valve device.
  • the permissible maximum operating pressure, which acts on pressure-carrying components of the gas spring device 1, can be adjusted, for example, via the spring stiffness of the control spring 53.
  • a gas spring device 1 can be seen, which can be operated on the one hand manually with gas spring characteristic.
  • the control piston 21 of the valve device 15 is in a neutral position, and the fluid delivery device 2 is not driven by the electric motor 3.
  • an automatic operation of the gas spring device 1 is possible, which allows, for example, an automatic opening or closing a tailgate without the use of manual power.
  • the electric motor 3 drives the fluid delivery device 2 either in the first direction of rotation or in the second direction of rotation, which respectively urges the control piston 21 into a first or second delivery position, so that the hydraulic piston 7 and the piston rod 9 either downwards or downwards move upward, whereby a motor vehicle tailgate is opened or closed.
  • the control piston 21 becomes in a fail-safe position displaced so that a short circuit between the pressure and suction side of the Fluidför- device 2 and the gas spring accumulator 23 on the one hand and on the other hand a connection between the two cylinder chambers 11 and 13 of the cylinder-piston device 5 is formed so that pressure-bearing components are relieved.
  • the proposed gas spring device 1 has a particularly simple and compact design and in this case comprises an effective pressure limiting device which can be integrated directly into the valve device. Thus, it requires no additional components, such as pressure relief valves or a motor current monitoring device, which otherwise requires additional electronics.
  • the tailgate can be kept open with manual force during a closing process effected by the fluid conveyor without the gas spring device 1 thereby being damaged or persons being injured. LIST OF REFERENCE NUMBERS

Abstract

The invention relates to a gas spring device, for example for supporting the opening movement of a tailgate of a motor vehicle or for keeping said tailgate open. Said gas spring device comprises a cylinder-piston unit (5), a gas spring accumulator (23), a fluid conveying unit (2), a valve unit (15) including a control piston (21) that is movably received in a control compartment (47) against the force of readjusting springs (17, 19), and a pressure limiting unit.

Description

Gas f edervorr i ch tung Gas fueling
Beschreibungdescription
Die Erfindung betrifft eine Gasfedervorrichtung beispielsweise zur Unterstützung der Öffnungsbewegung oder zum Offenhalten einer Kraftfahrzeug-Heckklappe.The invention relates to a gas spring device, for example, to support the opening movement or to keep open a motor vehicle tailgate.
Gasfedervorrichtungen der hier angesprochenen Art sind bekannt. Sie dienen beispielsweise dazu, die aufzubringende Handkraft zum Öffnen oder Schließen einer Heckklappe zu unterstützten. Derartige Gasfedervorrichtungen ermöglichen auch ein automatisches Öffnen oder Schließen beispielsweise einer Heckklappe ohne den Einsatz von Handkraft. Es hat sich bei den bekannten Gasfedervorrichtungen gezeigt, dass es bei einer Behinderung der Bewegung einer Kraftfahrzeug-Heckklappe, zu Schäden an der Gasfedervorrichtung oder zu Verletzungen von Personen kommen kann. Um dies zu vermeiden, können Überdruckventile eingesetzt werden, was jedoch die Kosten für eine derartige Gasfedervorrichtung und deren Raumbedarf erhöht.Gas spring devices of the type discussed here are known. They serve, for example, to support the applied manual force for opening or closing a tailgate. Such gas spring devices also allow automatic opening or closing, for example, a tailgate without the use of manual power. It has been found in the known gas spring devices that may result in a disability of the movement of a motor vehicle tailgate, damage to the gas spring device or injury to persons. To avoid this, overpressure valves can be used, but this increases the cost of such a gas spring device and its space requirements.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Gasfedervorrichtung zu schaffen, welche die genannten Nachteile vermeidet.It is therefore an object of the invention to provide a gas spring device which avoids the disadvantages mentioned.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Gasfedervorrichtung vorge- schlagen, die die in Anspruch 1 genannten Merkmale aufweist. Die Gasfedervorrichtung weist eine Zylinder-Kolben-Einrichtung, einen Gasfederspeicher, eine Fluidfördereinrichtung, wie beispielsweise eine Pumpe, sowie eine Ventileinrichtung, beispielsweise ein druckgesteuertes 5/3-Wegeventil, auf. Die Fluidfördereinrichtung wird vor- zugsweise durch einen Elektromotor angetrieben. Die Ventileinrichtung umfasst einen Steuerraum, in dem ein Steuerkolben gegen die Kraft von Rückstellfedern beweglich gelagert ist. Zudem weist die Gasfedervorrichtung eine Druckbegrenzungseinrichtung auf. Die Gasfedervorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die Druckbegrenzungseinrichtung in die Ventileinrichtung der Gasfedervorrich- tung integriert ist. Durch die vorteilhafte integrierte Druckbegrenzungseinrichtung wird die Gasfedervorrichtung vor Überbelastung geschützt, wobei außerhalb der Ventileinrichtung angeordnete Druckbegrenzungsventile, eine Motorstromüberwachungseinrichtung oder dergleichen überflüssig werden. Es sind also keine zusätzlichen Komponenten nötig, sodass die Gasfedervorrichtung besonders wenig Platz benötigt. Die Druckbegrenzungseinrichtung verhindert zu große Kraft- oder Druckeinwirkungen auf die Komponenten der Gasfedervorrichtung, insbesondere dient sie aber dazu, Schäden zu vermeiden: Wird beispielsweise die Kraftfahrzeug-Heckklappe in ei- ner niedrigen Garage automatisch geöffnet, so schlägt diese gegen die Decke der Garage an, sodass durch die Pumpe ein steigender Druck aufgebaut wird, der zu Schäden in der Gasfedervorrichtung und an der Heckklappe führen kann. Die Druckbegrenzungseinrichtung sorgt dafür, dass in einem derartigen Fall nur ein bestimmter Höchstdruck aufgebaut werden kann, der sowohl für die Gasfedervorrichtung als auch für die weiteren Teile, hier also für die Kraftfahrzeug-Heckklappe unschädlich ist. Zumindest werden größere Schäden vermieden. Entsprechendes gilt für den Fall, dass eine Person in den Bewegungsbereich der sich schließenden Kraftfahrzeug- Heckklappe gerät. Wird die Heckklappe beispielsweise durch Einklemmen einer Person blockiert, wächst der von der Fluidförderein- richtung bereitgestellte Druck, sodass Schäden innerhalb der Gasfedervorrichtung und insbesondere auch Verletzungen der Person eintreten können. Um dies zu vermeiden ist die Druckbegrenzungsein- richtung vorgesehen, welche die von der Gasfedervorrichtung aufgebauten Kräfte limitiert.To solve this problem, a gas spring device is proposed, which has the features mentioned in claim 1. The gas spring device has a cylinder-piston device, a gas spring reservoir, a fluid delivery device, such as a pump, and a valve device, for example a pressure-controlled 5/3-way valve. The fluid delivery device is preferably driven by an electric motor. The valve device comprises a control chamber in which a control piston against the Force of return springs is movably mounted. In addition, the gas spring device has a pressure limiting device. The gas spring device is characterized in that the pressure limiting device is integrated into the valve device of the gas spring device. Due to the advantageous integrated pressure limiting device, the gas spring device is protected against overloading, whereby outside the valve device arranged pressure limiting valves, a motor current monitoring device or the like are superfluous. So there are no additional components needed, so that the gas spring device requires very little space. The pressure limiting device prevents excessive force or pressure effects on the components of the gas spring device, but in particular serves to prevent damage: If, for example, the motor vehicle tailgate is automatically opened in a low garage, it strikes against the ceiling of the garage. so that the pump builds up an increasing pressure, which can lead to damage in the gas spring device and on the tailgate. The pressure limiting device ensures that in such a case, only a certain maximum pressure can be built, which is harmless both for the gas spring device and for the other parts, ie here for the motor vehicle tailgate. At least greater damage is avoided. The same applies in the event that a person gets into the range of movement of the closing motor vehicle tailgate. If the tailgate is blocked, for example, by pinching a person, the pressure provided by the fluid delivery device increases, so that damage can occur inside the gas spring device and in particular also injury to the person. To avoid this, the pressure limiting direction provided which limits the forces built up by the gas spring device.
Besonders bevorzugt wird eine Gasfedervorrichtung, die sich dadurch auszeichnet, dass die Rückstellfedern auf die Enden des Steuerkolbens wirken, der beweglich im Steuerraum der Ventileinrichtung gelagert ist.Particularly preferred is a gas spring device, which is characterized in that the return springs act on the ends of the control piston, which is movably mounted in the control chamber of the valve device.
Weiterhin bevorzugt wird eine Gasfedervorrichtung, die sich durch eine Ventileinrichtung auszeichnet, dass sie eine Steuerfeder aufweist, und dass der Steuerkolben mindestens zwei Teilkolben um- fasst. Die Steuerfeder ist dabei zwischen den mindestens zwei Teilkolben angeordnet und weist vorzugsweise eine höhere Federstei- figkeit auf als die Rückstellfedern.Further preferred is a gas spring device, which is characterized by a valve device, that it has a control spring, and that the control piston encompasses at least two partial pistons. The control spring is arranged between the at least two partial pistons and preferably has a higher spring stiffness than the return springs.
Eine weitere bevorzugte Gasfedervorrichtung weist mindestens einen Teilkolben auf, der einen als Hohlzylinder ausgebildeten Ab- schnitt aufweist, in dessen Wand ein Durchlass und in deren Außenfläche mindestens eine Nut eingebracht ist, in die der Durchlass mündet. Diese Ausgestaltung macht es möglich, dass ein Fluidstrom durch die Öffnung im hohlzylindrisch ausgebildeten Teilkolben zu einer Öffnung des Steuerraums gelangt. Zwei zusammenwirkende Teilkolben weisen dabei vorzugsweise einander zugewandte Anschlagflächen auf.A further preferred gas spring device has at least one partial piston which has a section designed as a hollow cylinder, in the wall of which there is a passage and in whose outer surface at least one groove is introduced, into which the passage opens. This embodiment makes it possible that a fluid flow passes through the opening in the hollow cylindrical part piston to an opening of the control chamber. Two cooperating partial pistons preferably have mutually facing stop surfaces.
Weiterhin wird eine Gasfedervorrichtung bevorzugt, bei welcher die Ventileinrichtung zwei Teilkolben aufweist, die identisch aufgebaut sind und spiegelbildlich zueinander im Steuerraum angeordnet sind. Diese Ausgestaltung ermöglicht einen besonders einfachen Aufbau der Gasfedervorrichtung. Bei einer weiteren bevorzugten Gasfedervorrichtung weist der Steuerraum mindestens zwei mit der Zylinder-Kolben-Einrichtung verbundene Öffnungen auf. Außerdem weist der Steuerraum der Ventileinrichtung wenigstens zwei mit der Fluidfördereinrichtung, bei- spielsweise einer als Reversierpumpe ausgelegten Pumpe, und mindestens eine mit dem Gasfederspeicher verbundene Öffnung auf. Die Öffnungen sind jeweils über Leitungen mit den jeweiligen Komponenten der Gasfedervorrichtung verbunden.Furthermore, a gas spring device is preferred in which the valve device has two partial pistons, which are constructed identically and are arranged in mirror image relative to one another in the control chamber. This embodiment allows a particularly simple construction of the gas spring device. In a further preferred gas spring device, the control chamber has at least two openings connected to the cylinder-piston device. In addition, the control chamber of the valve device has at least two with the fluid delivery device, for example a pump designed as a reversible pump, and at least one opening connected to the gas spring accumulator. The openings are each connected via lines to the respective components of the gas spring device.
Außerdem bevorzugt wird eine Gasfedervorrichtung, die sich da- durch auszeichnet, dass der Steuerraum der Ventileinrichtung zwei die Rückstellfedern aufnehmende Steuerdruckräume aufweist, die jeweils auf einer Seite von dem als Hohlzylinder ausgebildeten Abschnitt des Steuerkolbens begrenzt werden.Also preferred is a gas spring device, which is characterized in that the control chamber of the valve device comprises two control pressure chambers receiving the return springs, each of which is delimited on one side by the portion of the control piston designed as a hollow cylinder.
Weiterhin bevorzugt wird eine Gasfedervorrichtung, die sich dadurch auszeichnet, dass der Steuerkolben innerhalb der Ventileinrichtung eine Neutralstellung einnimmt. In dieser Neutralstellung ist ein erster Steuerdruckraum über eine erste Öffnung mit der Fluidfördereinrichtung, beispielsweise mit einer Reversierpumpe, verbunden und ein zweiter Steuerdruckraum der Ventileinrichtung über eine zweite OfT- nung ebenfalls mit der Fluidfördereinrichtung. Die mit dem Gasfederspeicher verbundene Öffnung des Steuerraums ist mit den Öffnungen verbunden, die mit der Zylinder-Kolben-Einrichtung in Verbindung stehen. Die Öffnungen des Steuerraums, die mit der Zylinder- Kolben-Einrichtung verbunden sind, stehen auch miteinander in Ver- bindung. Die Fluidfördereinrichtung, die beispielsweise über einen Elektromotor antreibbar ist, ist in dieser Stellung des Steuerkolbens nicht in Betrieb. Bei einem Öffnen oder Schließen einer Heckklappe mit reiner Handkraft wirkt die Gasfedervorrichtung in Neutralstellung des Steuerkolbens gemäß der Gasfedercharakteristik mit einer ständigen Ausschiebekraft auf die Heckklappe. Die Ausschiebekraft beruht auf dem Druck in dem Gasfederspeicher und wird der Handkraft unterstützend überlagert.Further preferred is a gas spring device, which is characterized in that the control piston assumes a neutral position within the valve device. In this neutral position, a first control pressure chamber is connected via a first opening to the fluid delivery device, for example to a reversing pump, and a second control pressure chamber of the valve device is likewise connected to the fluid delivery device via a second opening. The opening of the control chamber connected to the gas spring accumulator is connected to the openings communicating with the cylinder-piston device. The openings of the control chamber, which are connected to the cylinder-piston device, are also connected to each other. The fluid delivery device, which can be driven for example via an electric motor, is not in operation in this position of the control piston. When opening or closing a tailgate with pure hand force the gas spring device acts in neutral position the control piston according to the gas spring characteristic with a constant Ausschiebekraft on the tailgate. The Ausschiebekraft based on the pressure in the gas spring accumulator and is superimposed on the hand force supportive.
Bei einer weiteren bevorzugten Gasfedervorrichtung nimmt der Steuerkolben im Steuerraum eine erste Förderstellung ein. Die erste Förderstellung des Steuerkolbens resultiert daraus, dass die Fluid- fördereinrichtung von einem Elektromotor in eine erste Drehrichtung angetrieben wird. In der ersten Förderstellung wird der erste Steuer- druckraum von der Fluidfördereinrichtung mit einem unter Druck stehenden Fluid beaufschlagt. Dabei wird die Zylinder-Kolben- Einrichtung von dem unter Druck stehenden Fluid versorgt, sodass sich ein Hydraulikkolben und eine Kolbenstange der Zylinder-Kolben- Einrichtung in eine erste Richtung bewegen. Besonders bevorzugt wird dabei die Zylinder-Kolben-Einrichtung über den ersten Steuerdruckraum mit unter Druck stehendem Fluid versorgt. Außerdem ist in dieser ersten Förderstellung des Steuerkolbens die Zylinder- Kolben-Einrichtung mit dem Gasfederspeicher und mit der Fluidfördereinrichtung verbunden. Der zweite Steuerdruckraum ist dabei vorzugsweise über eine Öffnung des Steuerraums mit der Fluidfördereinrichtung verbunden.In a further preferred gas spring device, the control piston in the control chamber assumes a first delivery position. The first delivery position of the control piston results from the fact that the fluid delivery device is driven by an electric motor in a first direction of rotation. In the first delivery position, the first control pressure chamber is acted upon by the fluid delivery device with a pressurized fluid. In this case, the cylinder-piston device is supplied by the pressurized fluid, so that a hydraulic piston and a piston rod of the cylinder-piston device move in a first direction. Particularly preferably, the cylinder-piston device is supplied via the first control pressure chamber with pressurized fluid. In addition, in this first conveying position of the control piston, the cylinder-piston device is connected to the gas spring accumulator and to the fluid delivery device. The second control pressure chamber is preferably connected via an opening of the control chamber with the fluid conveying device.
Außerdem bevorzugt wird eine Gasfedervorrichtung, die sich dadurch auszeichnet, dass der Steuerkolben eine zweite Förderstellung einnimmt. Die zweite Förderstellung des Steuerkolbens resultiert daraus, dass die Fluidfördereinrichtung von einem Elektromotor in eine zweite Drehrichtung angetrieben wird. In dieser zweiten Förderstellung wird der zweite Steuerdruckraum von der Fluidfördereinrichtung mit einem unter Druck stehenden Fluid beaufschlagt. Die Zylin- der-Kolben-Einrichtung wird dabei ebenfalls mit dem unter Druck stehenden Fluid versorgt, sodass sich der Hydraulikkolben und die Kolbenstange der Zylinder-Kolben-Einrichtung in eine zweite Richtung bewegen. Vorzugsweise wird dabei die Zylinder-Kolben- Einrichtung über den zweiten Steuerdruckraum mit unter Druck stehendem Fluid versorgt. Außerdem ist in dieser zweiten Förderstellung des Steuerkolbens die Zylinder-Kolben-Einrichtung mit dem Gasfederspeicher und mit der Fluidfördereinrichtung verbunden. Der erste Steuerdruckraum ist dabei vorzugsweise über eine Öffnung des Steuerraums mit der Fluidfördereinrichtung verbunden.Also preferred is a gas spring device, which is characterized in that the control piston assumes a second delivery position. The second delivery position of the control piston results from the fact that the fluid delivery device is driven by an electric motor in a second direction of rotation. In this second delivery position, the second control pressure chamber is acted upon by the fluid delivery device with a pressurized fluid. The cylinder The piston device is also supplied with the pressurized fluid, so that move the hydraulic piston and the piston rod of the cylinder-piston device in a second direction. Preferably, the cylinder-piston device is supplied via the second control pressure chamber with pressurized fluid. In addition, in this second conveying position of the control piston, the cylinder-piston device is connected to the gas spring accumulator and to the fluid delivery device. The first control pressure chamber is preferably connected via an opening of the control chamber with the fluid conveying device.
Schließlich wird eine Gasfedervorrichtung bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass der Steuerkolben eine Fail-Safe-Stellung einnimmt. Ausgangsstellung des Steuerkolbens ist die erste oder zweite Förderstellung des Steuerkolbens. In der Fail-Safe-Stellung des Steuerkolbens besteht ein Kurzschluss zwischen den Öffnungen des Steuerraums, die mit der Fluidfördereinrichtung verbunden sind über die Öffnung des Steuerraums, die mit dem Gasfederspeicher verbunden ist. Gleichzeitig besteht eine Verbindung zwischen den Öffnungen des Steuerraums, die mit der Kolben-Zylinder-Einrichtung verbunden sind. Sollte es während des elektrohydraulisch unterstützten Betriebs der Gasfedervorrichtung aufgrund einer Behinderung der Bewegung der Kraftfahrzeug-Heckklappe zu einer überhöhten Kraft- oder Druckeinwirkung auf die Gasfedervorrichtung kommen, verlagert sich der Steuerkolben ausgehend von der ersten oder zwei- ten Förderstellung in oben beschriebene Fail-Safe-Stellung, sodass über die Öffnung des Steuerraums, die mit dem Gasfederspeicher verbunden ist, ein Kurzschluss zwischen Saug- und Druckseite der Fluidfördereinrichtung besteht und so druckführende Komponenten der Gasfedervorrichtung entlastet werden. Somit ist in die Ventilein- richtung eine Druckbegrenzungseinrichtung integriert, die durch Verlagerung des Steuerkolbens innerhalb der Ventileinrichtung in eine Fail-Safe-Stellung realisiert ist.Finally, a gas spring device is preferred, which is characterized in that the control piston assumes a fail-safe position. The starting position of the control piston is the first or second delivery position of the control piston. In the fail-safe position of the control piston there is a short circuit between the openings of the control chamber, which are connected to the fluid delivery device via the opening of the control chamber, which is connected to the gas spring accumulator. At the same time there is a connection between the openings of the control chamber, which are connected to the piston-cylinder device. Should an excessive force or pressure be exerted on the gas spring device during the electrohydraulically assisted operation of the gas spring device due to a hindrance of the movement of the motor vehicle tailgate, the control piston moves from the first or second delivery position into fail-safe described above. Position, so over the opening of the control chamber, which is connected to the gas spring accumulator, there is a short circuit between the suction and pressure side of the fluid conveyor and so pressure-bearing components of the gas spring device are relieved. Thus, in the valve direction integrated pressure relief device, which is realized by displacement of the control piston within the valve device in a fail-safe position.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläu- tert. Es zeigen:The invention will be explained in more detail below with reference to the drawing. Show it:
Figur 1 eine Gasfedervorrichtung mit abgeschalteter Fluidför- dereinrichtung und Steuerkolben in Neutralstellung;1 shows a gas spring device with switched off Fluidför- device and control piston in neutral position;
Figur 2 eine konstruktive Ausführung der Ventileinrichtung der in Figur 1 gezeigten Gasfedervorrichtung;FIG. 2 shows a structural design of the valve device of the gas spring device shown in FIG. 1;
Figur 3 eine Gasfedervorrichtung mit angeschalteter Fluidför- dereinrichtung und einer ersten Förderstellung des Steuerkolbens;FIG. 3 shows a gas spring device with connected fluid delivery device and a first delivery position of the control piston;
Figur 4 eine Gasfedervorrichtung mit angeschalteter Fluidför- dereinrichtung und einer zweiten Förderstellung des Steuerkolbens;FIG. 4 shows a gas spring device with connected fluid delivery device and a second delivery position of the control piston;
Figur 5 eine konstruktive Ausführung der Ventileinrichtung der in Figur 3 gezeigten Gasfedervorrichtung; undFIG. 5 shows a structural design of the valve device of the gas spring device shown in FIG. 3; and
Figur 6 eine konstruktive Ausführung einer Ventileinrichtung mitFigure 6 shows a structural design of a valve device with
Steuerkolben in Fail-Safe-Stellung einer Gasfedervor- richtung gemäß Figur 3.Control piston in fail-safe position of a gas spring device according to FIG. 3.
Figur 1 zeigt eine Gasfedervorrichtung 1 , die mit einem Fluid, beispielsweise Hydrauliköl gefüllt ist und eine Fluidfördereinrichtung 2 umfasst, die beispielsweise durch einen Elektromotor 3 antreibbar ist. Die Drehrichtung des Elektromotors 3 gibt dabei die Förderrich- tung der Fluidfördereinrichtung 2 vor. Diese ist vorzugsweise als Re- versierpumpe ausgelegt. Bei der in Figur 1 dargestellten Gasfedervorrichtung 1 treibt der Elektromotor 3 die Fluidfördereinrichtung 2 nicht an, sie ist also abgeschaltet, sodass kein Hydrauliköl durch die Fluidfördereinrichtung 2 gefördert wird.FIG. 1 shows a gas spring device 1 which is filled with a fluid, for example hydraulic oil, and comprises a fluid delivery device 2 which can be driven, for example, by an electric motor 3. The direction of rotation of the electric motor 3 is the Förderrich- tion of the fluid conveyor 2 before. This is preferably designed as a re versierpumpe. In the case of the gas spring device 1 illustrated in FIG. 1, the electric motor 3 does not drive the fluid delivery device 2, ie it is switched off, so that no hydraulic oil is conveyed through the fluid delivery device 2.
Die Gasfedervorrichtung 1 umfasst außerdem eine Zylinder-Kolben- Einrichtung 5, welche einen Hydraulikkolben 7 und eine Kolbenstange 9 aufweist, die beweglich in der Zylinder-Kolben-Einrichtung 5 gelagert sind. Die Zylinder-Kolben-Einrichtung 5 umfasst außerdem zwei Zylinderkammern 11 und 13, die durch den Hydraulikkolben 7 räumlich voneinander getrennt angeordnet sind. Der Hydraulikkolben 7 ist mit der Kolbenstange 9 beweglich in der Zylinder-Kolben- Einrichtung 5 gelagert. Der Hydraulikkolben 7 weist eine kleinere Wirkfläche 14a und eine größere Wirkfläche 14b auf. Die kleinere Wirkfläche 14a entspricht der Wirkfläche 14b minus der Querschnittsfläche der Kolbenstange 9.The gas spring device 1 further comprises a cylinder-piston device 5, which has a hydraulic piston 7 and a piston rod 9, which are movably mounted in the cylinder-piston device 5. The cylinder-piston device 5 also comprises two cylinder chambers 11 and 13, which are arranged spatially separated from each other by the hydraulic piston 7. The hydraulic piston 7 is movably mounted with the piston rod 9 in the cylinder-piston device 5. The hydraulic piston 7 has a smaller effective area 14a and a larger effective area 14b. The smaller effective area 14a corresponds to the effective area 14b minus the cross-sectional area of the piston rod 9.
Die Gasfedervorrichtung 1 in Figur 1 umfasst außerdem eine Ventileinrichtung 15. Diese ist beispielsweise, wie in Figur 1 dargestellt, als druckgesteuertes 5/3-Wegeventil ausgebildet. Die Ventileinrichtung 15 weist unter anderem zwei Rückstellfedern 17 und 19 sowie einen hier mittels Schaltsymbolen schematisch dargestellten Steuerkolben 21 auf.The gas spring device 1 in Figure 1 also includes a valve means 15. This is, for example, as shown in Figure 1, designed as a pressure-controlled 5/3-way valve. The valve device 15 has, inter alia, two return springs 17 and 19 and a control piston 21, shown schematically here by means of switching symbols.
Die Gasfedervorrichtung 1 in Figur 1 weist außerdem einen Gasfederspeicher 23 auf, der dazu dient, in Verbindung mit dem Hydrau- likkolben 7 die Charakteristik einer Gasfeder zu erhalten. Der Gasfederspeicher 23 steht unter einem auch als Vorspanndruck bezeichneten Druck und speichert überschüssiges Hydrauliköl, welches aus dem durch die in der Zylinderkammer 11 angeordnete Kolbenstange 9 verursachten unterschiedlichen maximalen Fassungsvermögen der beiden Zylinderkammern 11 und 13 resultiert.The gas spring device 1 in FIG. 1 also has a gas spring accumulator 23 which serves, in conjunction with the hydraulic piston 7, to obtain the characteristic of a gas spring. The gas spring accumulator 23 is under a pressure also referred to as biasing pressure and stores excess hydraulic oil, which the result of the arranged in the cylinder chamber 11 piston rod 9 different maximum capacity of the two cylinder chambers 11 and 13 results.
Die Fluidfördereinrichtung 2 ist über Leitungen 25 und 27 mit hier nur angedeuteten Öffnungen 29 und 31 eines nicht dargestellten Steuerraums der Ventileinrichtung 15 verbunden. Der Gasfederspeicher 23 ist über eine Leitung 33 mit einer wiederum nur angedeuteten Öffnung 35 des Steuerraums der Ventileinrichtung 15 verbunden. Die Zylinder-Kolben-Einrichtung 5 ist über Leitungen 37 und 39 mit an- gedeuteten Öffnungen 41 und 43 des Steuerraums der Ventileinrichtung 15 verbunden. Dabei stellt die Leitung 37 eine Verbindung zwischen der Öffnung 41 der Ventileinrichtung 15 und der Zylinderkammer 11 her, während die Leitung 39 eine Verbindung zwischen der Öffnung 43 und der Zylinderkammer 13 herstellt.The fluid delivery device 2 is connected via lines 25 and 27 with here only indicated openings 29 and 31 of a control chamber of the valve device 15, not shown. The gas spring accumulator 23 is connected via a line 33 with a again only indicated opening 35 of the control chamber of the valve device 15. The cylinder-piston device 5 is connected via lines 37 and 39 with interpreted openings 41 and 43 of the control chamber of the valve device 15. In this case, the line 37 establishes a connection between the opening 41 of the valve device 15 and the cylinder chamber 11, while the line 39 establishes a connection between the opening 43 and the cylinder chamber 13.
Auch erkennbar in Figur 1 ist eine Leckageleitung 45, die den Gasfederspeicher 23 mit der Fluidfördereinrichtung 2 verbindet. Diese dient dazu, den Vorspanndruck der Fluidfördereinrichtung 2 auf einem bestimmten Niveau, beispielsweise 100 bar, zu halten.Also recognizable in FIG. 1 is a leakage line 45, which connects the gas spring accumulator 23 to the fluid delivery device 2. This serves to keep the pretensioning pressure of the fluid delivery device 2 at a certain level, for example 100 bar.
Figur 2 zeigt eine konstruktive Ausführung der Ventileinrichtung 15 der in Figur 1 gezeigten Gasfedervorrichtung 1. Deutlich erkennbar sind die mit der Fluidfördereinrichtung 2 verbundenen Öffnungen 29 und 31 im Steuerraum 47. Außerdem ist die mit dem Gasfederspeicher 23 verbundene Öffnung 35 dargestellt sowie die Öffnungen 41 und 43, welche mit der Zylinder-Kolben-Einrichtung 5 verbunden sind.FIG. 2 shows a structural design of the valve device 15 of the gas spring device 1 shown in FIG. 1. The openings 29 and 31 connected to the fluid delivery device 2 are clearly visible in the control chamber 47. In addition, the opening 35 connected to the gas spring accumulator 23 is shown as well as the openings 41 and 43, which are connected to the cylinder-piston device 5.
Figur 2 zeigt außerdem die Rückstellfedern 17 und 19, welche jeweils auf ein Ende 49 und 51 des Steuerkolbens 21 wirken. Die Ventileinrichtung 15 weist eine Steuerfeder 53 auf, die im Steuerraum 47 der Ventileinrichtung 15 gelagert ist. Der Steuerkolben 21 umfasst zwei Teilkolben 55 und 57, zwischen denen die Steuerfeder 53 angeordnet ist. Die Steuerfeder 53 weist dabei eine höhere Fe- dersteifigkeit als die Rückstellfedern 17 und 19 auf.Figure 2 also shows the return springs 17 and 19, which act on one end 49 and 51 of the control piston 21 respectively. The valve device 15 has a control spring 53, which is mounted in the control chamber 47 of the valve device 15. The control piston 21 comprises two partial pistons 55 and 57, between which the control spring 53 is arranged. The control spring 53 has a higher spring stiffness than the restoring springs 17 and 19.
Die beiden Teilkolben 55 und 57 sind bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2 identisch aufgebaut und spiegelbildlich zueinander im Steuerraum 47 angeordnet. Die Teilkolben 55 und 57 weisen außerdem zwei einander zugewandte Anschlagflächen 59 und 61 auf.The two sub-pistons 55 and 57 are constructed identically in the embodiment of Figure 2 and arranged in mirror image to each other in the control chamber 47. The sub-pistons 55 and 57 also have two facing abutment surfaces 59 and 61.
Die Teilkolben 55 und 57 weisen auf ihrer den Anschlagflächen 59, 61 gegenüberliegenden Seite jeweils einen als Hohlzylinder ausgebildeten Abschnitt 63 auf. In die Wand der Abschnitte 63 sind zwei Durchlässe 65 und 67 eingebracht sowie in der Außenfläche der Wand jeweils eine Nut 69 und 71 , in die jeweils ein Durchlass 65, 67 mündet.The sub-pistons 55 and 57 have on their the abutment surfaces 59, 61 opposite side each formed as a hollow cylinder portion 63. In the wall of the portions 63, two passages 65 and 67 are introduced and in the outer surface of the wall in each case a groove 69 and 71, into each of which a passage 65, 67 opens.
Der Steuerraum 47 weist außerdem zwei Steuerdruckräume 73 und 75 auf, in denen die Rückstellfedern 17 und 19 angeordnet sind, und die jeweils auf einer Seite von dem als Hohlzylinder ausgebildeten Abschnitt 63 des Steuerkolbens 21 begrenzt werden.The control chamber 47 also has two control pressure chambers 73 and 75, in which the return springs 17 and 19 are arranged, and which are each bounded on one side by the portion 63 of the control piston 21 formed as a hollow cylinder.
In der in Figur 2 dargestellten Neutralstellung der Ventileinrichtung 15 treibt der Elektromotor 3 die Fluidfördereinrichtung 2 nicht an. Dadurch befindet sich der Steuerkolben 21 in der Steuerkammer 47 in einer Neutralstellung. Die Federkräfte der Rückstellfedern 17 und 19 sorgen für eine Zentrierung des Steuerkolbens 21 innerhalb des Steuerraums 47. Während die Rückstellfeder 17 den Teilkolben 55 und damit die Steuerfeder 53 mit Federkraft beaufschlagt, wird gleichzeitig der Teilkolben 57 und damit auch die Steuerfeder 53 mit der Federkraft der Rückstellfeder 19 beaufschlagt. Dadurch, dass die Steuerfeder 53 eine höhere Federsteifigkeit aufweist als die Rückstellfedern 17 und 19, wird diese nicht wesentlich durch die Kraft der Rückstellfedern 17 und 19 zusammengedrückt. Ausgehend von glei- chen Federkräften der Rückstellfedern 17 und 19, wird der Steuerkolben 21 damit in eine Mittelstellung oder Neutralstellung gedrängt.In the neutral position of the valve device 15 shown in FIG. 2, the electric motor 3 does not drive the fluid delivery device 2. As a result, the control piston 21 is in the control chamber 47 in a neutral position. The spring forces of the return springs 17 and 19 provide for a centering of the control piston 21 within the control chamber 47. While the return spring 17, the sub-piston 55 and thus the control spring 53 is acted upon by spring force, the sub-piston 57 and thus also the control spring 53 with the spring force of the return spring 19 acted upon. Characterized in that the control spring 53 has a higher spring stiffness than the return springs 17 and 19, this is not significantly compressed by the force of the return springs 17 and 19. Starting from the same spring forces of the return springs 17 and 19, the control piston 21 is thus urged into a middle position or neutral position.
In dieser Neutralstellung des Steuerkolbens 21 ist der Steuerdruckraum 73 über den Durchlass 67 im Teilkolben 55 und die Öffnung 29 mit der Fluidfördereinrichtung 2 verbunden. Dementsprechend ist der Steuerdruckraum 75 über den Durchlass 67 im Teilkolben 57 und die Öffnung 31 mit der Fluidfördereinrichtung 2 verbunden. Dadurch, dass der Elektromotor 3 die Fluidfördereinrichtung 2, beispielsweise eine Reversierpumpe, nicht antreibt, werden die Steuerdruckräume 73 und 75 nicht mit unter Druck stehendem Fluid, beispielsweise Hydrauliköl, beaufschlagt.In this neutral position of the control piston 21, the control pressure chamber 73 is connected to the fluid delivery device 2 via the passage 67 in the partial piston 55 and the opening 29. Accordingly, the control pressure chamber 75 is connected to the fluid delivery device 2 via the passage 67 in the partial piston 57 and the opening 31. Because the electric motor 3 does not drive the fluid delivery device 2, for example a reversing pump, the control pressure chambers 73 and 75 are not subjected to pressurized fluid, for example hydraulic oil.
Weiterhin sind in Neutralstellung des Steuerkolbens 21 die mit der Zylinder-Kolben-Einrichtung 5 verbundenen Öffnungen 41 und 43 über einen Bereich 77 der Ventileinrichtung 15 miteinander verbunden. Der Bereich 77 ist zwischen den beiden Teilkolben 55 und 57 angeordnet. Auch ist in dieser Stellung des Steuerkolbens 21 die mit dem Gasfederspeicher 23 verbundene Öffnung 35 über den Bereich 77 mit den Öffnungen 41 und 43 des Steuerraums 47 verbunden.Furthermore, in the neutral position of the control piston 21, the openings 41 and 43 connected to the cylinder-piston device 5 are connected to one another via a region 77 of the valve device 15. The region 77 is arranged between the two sub-pistons 55 and 57. Also, in this position of the control piston 21 connected to the gas spring accumulator 23 opening 35 is connected via the region 77 with the openings 41 and 43 of the control chamber 47.
Durch die in Neutralstellung vorhandene Verbindung zwischen den Öffnungen 41 und 43 stehen die beiden Zylinderkammern 11 und 13 der Zylinder-Kolben-Einrichtung 5 miteinander in Verbindung.By existing in neutral position connection between the openings 41 and 43 are the two cylinder chambers 11 and 13 of the cylinder-piston device 5 with each other.
In oben beschriebener Neutralstellung des Steuerkolbens 21 , also bei nicht angetriebener Fluidfördereinrichtung 2, befindet sich die Gasfedervorrichtung 1 im rein manuellen "Gasfeder-Betrieb", d.h. eine Handbetätigung der Heckklappe ist möglich. Wenn die Kolbenstange 9 in eine erste Richtung, beispielsweise nach unten mit Handkraft gedrückt wird, entsprechend einer Schließbewegung der Heckklappe, wird das in der Zylinderkammer 13 vorhandene Fluid, also beispielsweise ein Hydrauliköl, über die Öffnung 43 und die Öffnung 35 der Ventileinrichtung 15 zum Gasfederspeicher 23 einerseits, und andererseits über die Öffnung 43 und die Öffnung 41 zur Zylinderkammer 11 befördert. Aufgrund dessen, dass die Zylinder- kammer 13 ein größeres maximales Fassungsvermögen als die Zylinderkammer 11 aufweist, dadurch, dass in der Zylinderkammer 11 die Kolbenstange 9 einen Teil des Volumens einnimmt, muss das überschüssige Hydrauliköl im Gasfederspeicher 23 zwischengespeichert werden. Wird die Kolbenstange 9 nun mit Handkraft nach oben gezogen, einer Öffnungsbewegung der Heckklappe entsprechend, wird umgekehrt Hydrauliköl aus der Zylinderkammer 11 über die Öffnung 41 und die Öffnung 43 zur Zylinderkammer 13 geleitet. Da das Fassungsvermögen der Zylinderkammer 13 größer ist als das der Zylinderkammer 1 1 , muss das entstehende Differenzvolumen mit Hydrauliköl aus dem Gasfederspeicher 23 ausgeglichen werden.In the above-described neutral position of the control piston 21, ie in non-driven fluid delivery device 2, which is located Gas spring device 1 in purely manual "gas spring operation", ie a manual operation of the tailgate is possible. When the piston rod 9 is pressed in a first direction, for example downward with manual force, corresponding to a closing movement of the tailgate, the fluid present in the cylinder chamber 13, for example a hydraulic oil, via the opening 43 and the opening 35 of the valve device 15 to the gas spring accumulator 23 on the one hand, and on the other hand via the opening 43 and the opening 41 to the cylinder chamber 11 conveyed. Due to the fact that the cylinder chamber 13 has a greater maximum capacity than the cylinder chamber 11, characterized in that in the cylinder chamber 11, the piston rod 9 occupies a portion of the volume, the excess hydraulic oil in the gas spring accumulator 23 must be cached. If the piston rod 9 is now pulled up with manual force, corresponding to an opening movement of the tailgate, hydraulic oil is in turn directed out of the cylinder chamber 11 via the opening 41 and the opening 43 to the cylinder chamber 13. Since the capacity of the cylinder chamber 13 is greater than that of the cylinder chamber 1 1, the resulting difference volume with hydraulic oil from the gas spring accumulator 23 must be compensated.
Die Kolbenstange 9 der Zylinder-Kolben-Einrichtung 5 erfährt eine permanente ausschiebende Kraftkomponente, die aus dem systeminternen Überdruck resultiert, der auf die unterschiedlich großen Wirkflächen 24a und 24b der Zylinder-Kolben-Einrichtung 5 wirkt. Befindet sich die Ventileinrichtung 15 also in oben beschriebener Neutralstellung, wobei der Elektromotor 3 die Fluidfördereinrichtung 2 nicht antreibt, hat die Gasfedervorrichtung 1 also die typische Charakteristik einer Gasfeder und die ausschiebende Kraftkomponente wird der Handkraft unterstützend überlagert. Figur 3 zeigt eine Gasfedervorrichtung 1 mit angeschalteter Fluidfördereinrichtung 2 und einer ersten Förderstellung des Steuerkolbens 21. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, sodass insofern auf die vorangegangenen Figuren verwiesen wird. Bei der Gasfedervorrichtung 1 in Figur 3 treibt der Elektromotor 3 die Fluid- fördereinrichtung 2 in eine erste Drehrichtung an. Die Pumpe fördert also ein Fluid in Richtung des Pfeils 79 über die Leitung 25 und die Öffnungen 29 und 41 der Ventileinrichtung 15 über die Leitung 37 in die Zylinderkammer 11. Durch die Beaufschlagung des Hydraulikkol- bens 7 mit unter Druck stehendem Fluid wird dieser nach unten gedrückt, sodass sich das Volumen der Zylinderkammer 13 verkleinert und dort vorhandenes Hydrauliköl über die Leitung 39 und die Öffnung 43 zur Ventileinrichtung 15 befördert und von dort einerseits über die Öffnung 35 zum Gasfederspeicher 23, und andererseits über die Öffnung 31 zur Saugseite der Fluidfördereinrichtung 2 befördert wird. Die Zylinder-Kolben-Einrichtung 5 ist also einerseits mit der Fluidfördereinrichtung 2 und andererseits mit dem Gasfederspeicher 23 verbunden.The piston rod 9 of the cylinder-piston device 5 experiences a permanent Ausschiebende force component resulting from the system-internal pressure, which acts on the different sized effective surfaces 24 a and 24 b of the cylinder-piston device 5. Thus, if the valve device 15 is in the neutral position described above, with the electric motor 3 not driving the fluid delivery device 2, then the gas spring device 1 has the typical characteristic of a gas spring and the deploying force component is superimposed on the manual force. FIG. 3 shows a gas spring device 1 with connected fluid delivery device 2 and a first delivery position of the control piston 21. The same parts are provided with the same reference numerals, so that reference is made to the preceding figures. In the gas spring device 1 in FIG. 3, the electric motor 3 drives the fluid delivery device 2 in a first direction of rotation. The pump thus conveys fluid in the direction of arrow 79 via line 25 and openings 29 and 41 of valve device 15 via line 37 into cylinder chamber 11 pressed, so that the volume of the cylinder chamber 13 is reduced and there existing hydraulic oil via line 39 and the opening 43 to the valve means 15 and transported from there on the one hand via the opening 35 to the gas spring accumulator 23, and on the other hand via the opening 31 to the suction side of the fluid conveyor 2 becomes. The cylinder-piston device 5 is thus connected on the one hand to the fluid delivery device 2 and on the other hand to the gas spring accumulator 23.
Die in Figur 3 dargestellte erste Drehrichtung der Fluidfördereinrich- tung 2, bewirkt eine Abwärtsbewegung der Kolbenstange 9 in der Zylinder-Kolben-Einrichtung 5 und damit eine automatische Schließbewegung einer Heckklappe.The first direction of rotation of the fluid delivery device 2 shown in FIG. 3 causes a downward movement of the piston rod 9 in the cylinder-piston device 5 and thus an automatic closing movement of a tailgate.
Figur 4 zeigt eine Gasfedervorrichtung 1 mit angeschalteter Fluidfördereinrichtung 2 und einer zweiten Förderstellung des Steuerkolbens 21. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, sodass insofern auf die vorangegangenen Figuren verwiesen wird. Der Elektromotor 3 treibt die Fluidfördereinrichtung 2 in eine zweite Dreh- richtung an. Dadurch wird ein Fluid, beispielsweise ein Hydrauliköl, in Richtung des Pfeils 81 über die Leitung 27, die Öffnungen 31 und 43 der Ventileinrichtung 15 und über die Leitung 39 in die Zylinderkammer 13 befördert. Durch die Beaufschlagung des Hydraulikkolbens 7 mit unter Druck stehendem Hydrauliköl wird dieser nach oben ge- drückt, sodass sich das Volumen der Zylinderkammer 11 verkleinert und dort vorhandenes Hydrauliköl über die Leitung 37 und die Öffnung 41 zur Ventileinrichtung 15 verdrängt wird und von dort aus über die Öffnung 29 und die Leitung 25 zur Saugseite der Fluidförde- reinrichtung 2 gelangt. Aufgrund des in der Zylinderkammer 13 zu- sätzlich benötigten Volumenstroms addiert sich nun das im Gasfederspeicher 23 zwischengespeicherte Hydrauliköl teilweise zu dem aus der Zylinderkammer 11 fließenden Fluidstrom.FIG. 4 shows a gas spring device 1 with connected fluid delivery device 2 and a second delivery position of the control piston 21. The same parts are provided with the same reference numerals, so that reference is made to the preceding figures. The electric motor 3 drives the fluid delivery device 2 in a second direction of rotation. As a result, a fluid, for example a hydraulic oil, in Direction of the arrow 81 via the line 27, the openings 31 and 43 of the valve means 15 and conveyed via the line 39 into the cylinder chamber 13. By acting on the hydraulic piston 7 with hydraulic oil under pressure, the latter is pressed upwards, so that the volume of the cylinder chamber 11 is reduced and any hydraulic oil present there is displaced via the line 37 and the opening 41 to the valve device 15 and from there via the Opening 29 and the line 25 to the suction side of the Fluidförde- device 2 passes. Due to the volume flow additionally required in the cylinder chamber 13, the hydraulic oil temporarily stored in the gas spring accumulator 23 is now partially added to the fluid flow flowing out of the cylinder chamber 11.
Die Bewegung der Fluidfördereinrichtung 2 in eine zweite Drehrichtung mittels des Elektromotors 3 bewirkt ein Ausfahren der Kolben- Stange 9 und damit eine automatische Öffnungsbewegung einer Heckklappe.The movement of the fluid delivery device 2 in a second direction of rotation by means of the electric motor 3 causes an extension of the piston rod 9 and thus an automatic opening movement of a tailgate.
Figur 5 zeigt eine konstruktive Ausführung der in Figur 3 gezeigten Ventileinrichtung 15. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, sodass insofern auf die vorangegangenen Figuren verwie- sen wird. Die in Figur 5 gezeigte erste Förderstellung des Steuerkolbens 21 resultiert aus dem Antrieb der Fluidfördereinrichtung 2 durch den Elektromotor 3 in die erste Drehrichtung, wodurch die Fluidfördereinrichtung 2 beispielsweise Hydrauliköl über die hier nicht dargestellte Leitung 25 zur Öffnung 29 des Steuerraums 47 fördert. Das unter Druck stehende Hydrauliköl gelangt so über die Öffnung 29 in den Steuerdruckraum 73. Dieser wird mit dem unter Druck stehenden Hydrauliköl beaufschlagt, sodass die Teilkolben 55 und 57 sowie die Steuerfeder 53 gegen die Kraft der Rückstellfeder 19 verlagert werden. Der Teilkolben 57 wird dabei gegen die Kraft der Rückstellfeder 19 bis an einen Anschlag 83 des Steuerraumes 47 gedrückt.FIG. 5 shows a structural design of the valve device 15 shown in FIG. 3. The same parts are provided with the same reference numerals, so that reference is made to the preceding figures. The first delivery position of the control piston 21 shown in FIG. 5 results from the drive of the fluid delivery device 2 by the electric motor 3 in the first direction of rotation, whereby the fluid delivery device 2 conveys hydraulic oil via the line 25, not shown, to the opening 29 of the control chamber 47. The pressurized hydraulic oil thus passes through the opening 29 in the control pressure chamber 73. This is acted upon by the hydraulic oil under pressure, so that the sub-piston 55 and 57 and the control spring 53 moves against the force of the return spring 19 become. The sub-piston 57 is pressed against the force of the return spring 19 to a stop 83 of the control chamber 47.
Aufgrund der vorzugsweise vielfach höheren Steifigkeit der Steuerfeder 53 wird diese in dem hier beschriebenen Betriebszustand nicht oder nur unerheblich zusammengedrückt, sodass sich der Abstand zwischen den Teilkolben 55 bei einem Nennbetriebsdruck, der auf den Teilkolben 55 wirkt, allenfalls nur geringfügig ändert.Due to the preferably much higher rigidity of the control spring 53, this is not or only slightly compressed in the operating state described here, so that the distance between the sub-piston 55 at a nominal operating pressure, which acts on the sub-piston 55, at best only slightly changes.
In der in Figur 5 dargestellten ersten Förderstellung des Steuerkolbens 21 besteht nun eine Verbindung zwischen der Öffnung 29, die mit der Druckseite der Fluidfördereinrichtung 2 verbunden ist, über den Steuerdruckraum 73 mit dem Durchlass 65 des hohlzylindri- schen Abschnitts 63 des Teilkolbens 55. Der Durchlass 65 wiederum steht mit der Öffnung 41 des Steuerraums 47 in Verbindung, die mit der Zylinderkammer 11 der Zylinder-Kolben-Einrichtung 5 verbunden ist. Die Zylinder-Kolben-Einrichtung 5 wird also über den ersten Steuerdruckraum 73 mit dem von der Fluidfördereinrichtung 2 geförderten, unter Druck stehenden Hydrauliköl versorgt.In the first delivery position of the control piston 21 shown in FIG. 5, there is now a connection between the opening 29, which is connected to the pressure side of the fluid delivery device 2, via the control pressure chamber 73 with the passage 65 of the hollow cylindrical section 63 of the partial piston 55 65 in turn communicates with the opening 41 of the control chamber 47, which is connected to the cylinder chamber 11 of the cylinder-piston device 5. The cylinder-piston device 5 is thus supplied via the first control pressure chamber 73 with the funded by the fluid conveyor 2, pressurized hydraulic oil.
Gleichzeitig besteht in dieser ersten Förderstellung des Steuerkolbens 21 eine Verbindung zwischen der mit der Zylinder-Kolben- Einrichtung 5 verbundenen Öffnung 43 über den Bereich 77 des Steuerraums 47 einerseits über die Öffnung 35 mit dem Gasfederspeicher 23 und andererseits über die Öffnung 31 mit der Saugseite der Fluidfördereinrichtung 2. Die Zylinder-Kolben-Einrichtung 5 ist also mit der Fluidfördereinrichtung 2 und mit dem Gasfederspeicher 23 verbunden.At the same time in this first conveying position of the control piston 21, a connection between the connected to the cylinder-piston device 5 opening 43 via the region 77 of the control chamber 47 on the one hand via the opening 35 with the gas spring accumulator 23 and on the other hand via the opening 31 with the suction side of Fluid delivery device 2. The cylinder-piston device 5 is thus connected to the fluid delivery device 2 and to the gas spring accumulator 23.
Nimmt der Druck im Steuerdruckraum 73 ab, beispielsweise durch einen verminderten Motorstrom und damit reduzierter Förderleistung der Fluidfördereinrichtung 2, werden die Teilkolben 55, 57 und die Steuerfeder 53 durch die Kraft der Rückstellfeder 19 zurückgeschoben, sodass die in den Figuren 1 und 2 beschriebene Neutralstellung des Steuerkolbens 21 resultiert.If the pressure in the control pressure chamber 73 decreases, for example due to a reduced motor current and thus reduced delivery rate the fluid delivery device 2, the sub-piston 55, 57 and the control spring 53 are pushed back by the force of the return spring 19, so that the neutral position of the control piston 21 described in Figures 1 and 2 results.
Die in Figur 4 dargestellte zweite Förderstellung des Steuerkolbens 21 wird hier nicht als konstruktive Ausführung gezeigt, jedoch entspricht deren prinzipielle Funktionsweise der in Figur 5 gezeigten. Dabei treibt der Elektromotor 3 die Fluidfördereinrichtung 2 in die zweite Drehrichtung an, wodurch der Steuerdruckraum 75 mit einem unter Druck stehenden Fluid beaufschlagt und die Teilkolben 55 und 57 mit der Steuerfeder 53 gegen die Kraft der Rückstellfeder 17 gedrückt werden, bis der Teilkolben 55 an einen Anschlag 85 des Steuerraums 47 anschlägt.The second delivery position of the control piston 21 shown in Figure 4 is not shown here as a structural design, however, corresponds to their basic operation of the shown in Figure 5. In this case, the electric motor 3 drives the fluid delivery device 2 in the second direction of rotation, whereby the control pressure chamber 75 is acted upon by a pressurized fluid and the sub-piston 55 and 57 are pressed with the control spring 53 against the force of the return spring 17 until the sub-piston 55 to a Stops stop 85 of the control chamber 47.
Durch die Verlagerung des Steuerkolbens 21 wird eine Verbindung zwischen der mit der Fluidfördereinrichtung 2 verbundenen Öffnung 31 und der Öffnung 43 freigegeben, welche wiederum mit der Zylinderkammer 13 verbunden ist. Der Hydraulikkolben 7 mit der Kolbenstange 9 werden durch die Beaufschlagung mit unter Druck stehendem Fluid nach oben gedrückt, wodurch das in der Zylinderkammer 11 vorhandene Hydrauliköl zur Öffnung 41 verdrängt wird. Von dort aus gelangt das Fluid über die Öffnung 29 zur Saugseite der Fluidfördereinrichtung 2. Zusätzlich gibt der Gasfederspeicher 23 einen Teil des dort zwischengespeicherten Hydrauliköls über die Öffnung 35 im Bereich 77 an den in die Zylinderkammer 13 strömenden FIu- idstrom ab. Nimmt der Druck im Steuerdruckraum 75 ab, wird der Steuerkolben 21 , also die Teilkolben 55, 57 und die Steuerfeder 53, mit der Kraft der Rückstellfeder 17 zurückgedrückt, so dass sich der Steuerkolben 21 in seine Neutralstellung verlagert. Figur 6 zeigt die konstruktive Ausführung einer Ventileinrichtung 15 in einer Fail-Safe-Stellung, ausgehend von einer ersten Förderstellung des Steuerkolbens 21 gemäß Figur 5. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, sodass insofern auf die vorange- gangenen Figuren verwiesen wird.Due to the displacement of the control piston 21, a connection between the opening 31 connected to the fluid delivery device 2 and the opening 43 is released, which in turn is connected to the cylinder chamber 13. The hydraulic piston 7 with the piston rod 9 are pushed upward by the application of pressurized fluid, whereby the hydraulic oil present in the cylinder chamber 11 is displaced to the opening 41. From there, the fluid passes via the opening 29 to the suction side of the fluid delivery device 2. In addition, the gas spring accumulator 23 discharges a portion of the hydraulic oil stored there via the opening 35 in the region 77 to the fluid flow flowing into the cylinder chamber 13. If the pressure in the control pressure chamber 75 decreases, the control piston 21, ie the partial pistons 55, 57 and the control spring 53, is pushed back with the force of the return spring 17, so that the control piston 21 is displaced into its neutral position. FIG. 6 shows the structural design of a valve device 15 in a fail-safe position, starting from a first delivery position of the control piston 21 according to FIG. 5. The same parts are provided with the same reference numerals, so that reference is made to the preceding figures.
Sollte, ausgehend von einer ersten Förderstellung des Steuerkolbens 21 , also bei der ersten Drehrichtung der Fluidfördereinrichtung 2, der Betriebsdruck im Steuerdruckraum 73 einen maximal zulässigen Betriebsdruck übersteigen, wird der Steuerkolben 21 in die Fail- Safe-Stellung gedrängt. Dies kann beispielsweise der Fall bei einem Festhalten der Heckklappe mit Handkraft sein. In diesem Fall wird der Hydraulikkolben 7 in der Zylinder-Kolben-Einrichtung 5 in einer festen Position gehalten, die Fluidfördereinrichtung 2 jedoch fördert ständig unter Druck stehendes Hydrauliköl über die Ventileinrichtung 15 an die Zylinder-Kolben-Einrichtung 5. Die Druckbeaufschlagung des Teilkolbens 55 der Ventileinrichtung 15 wird dabei so groß, dass dieser gegen die Kraft der Steuerfeder 53 so weit verlagert, in Figur 6 nach unten gedrückt wird, dass die beiden Anschlagflächen 59 und 61 der Teilkolben 55 und 57 aneinander anliegen.If, starting from a first delivery position of the control piston 21, ie in the first direction of rotation of the fluid delivery device 2, the operating pressure in the control pressure chamber 73 exceed a maximum allowable operating pressure, the control piston 21 is urged into the fail-safe position. This may be the case, for example, when holding the tailgate by hand. In this case, the hydraulic piston 7 is held in the cylinder-piston device 5 in a fixed position, but the fluid conveyor 2 promotes constantly pressurized hydraulic oil through the valve means 15 to the cylinder-piston device 5. The pressurization of the piston 55 of the Valve device 15 is so large that it is displaced so far against the force of the control spring 53, is pressed down in Figure 6, that the two stop surfaces 59 and 61 of the sub-piston 55 and 57 abut each other.
Wie aus Figur 6 deutlich erkennbar ist, besteht in der Fail-Safe- Stellung des Steuerkolbens 21 eine Verbindung zwischen der Öffnung 29 und der Öffnung 31 über die Öffnung 35 des Steuerraums 47. Die Verbindung entsteht über den Durchlass 67 und die Nut 71 des Teilkolbens 55. Wie aus Figur 6 erkennbar ist, ist die Öffnung 35 durch die Positionierung des Teilkolbens 55 mit dem Bereich 77 des Steuerraums 47 verbunden. Durch die Positionierung des Teilkolbens 55 in der Fail-Safe-Stellung des Steuerkolbens 21 entsteht also ein Kurzschluss zwischen Druckseite und Saugseite der Fluid- fördereinrichtung 2 über die Öffnung 35 des Steuerraums 47. Auch entsteht über den oben beschriebenen Weg eine Verbindung zwischen den beiden mit der Zylinder-Kolben-Einrichtung 5 verbundenen Öffnungen 41 und 43 und damit eine Verbindung zwischen den beiden Zylinderkammern 11 und 13.As can be clearly seen from FIG. 6, in the fail-safe position of the control piston 21 there is a connection between the opening 29 and the opening 31 via the opening 35 of the control chamber 47. The connection is established via the passage 67 and the groove 71 of the partial piston 55. As can be seen from FIG. 6, the opening 35 is connected to the region 77 of the control chamber 47 by the positioning of the partial piston 55. The positioning of the partial piston 55 in the fail-safe position of the control piston 21 thus creates a short circuit between the pressure side and the suction side of the fluid piston. Also formed via the above-described way a connection between the two connected to the cylinder-piston device 5 openings 41 and 43 and thus a connection between the two cylinder chambers 11 and 13th
Sollte also beispielsweise ein Festhalten der Heckklappe mit Handkraft nötig sein und dadurch druckführende Komponenten der Gasfedervorrichtung 1 zu stark belastet werden, entsteht ein Kurschluss einerseits von der Druckseite zur Saugseite der Fluidfördereinrich- tung 2 und andererseits eine Verbindung zwischen den beiden über die Öffnungen 41 und 43 verbundenen Zylinderkammern 11 und 13.If, for example, a holding of the tailgate with hand force is necessary and pressure-bearing components of the gas spring device 1 are loaded too heavily, a short circuit results on the one hand from the pressure side to the suction side of the fluid delivery device 2 and on the other hand a connection between the two via the openings 41 and 43 connected cylinder chambers 11 and 13.
Reduziert sich der im Steuerdruckraum 73 vorhandene Betriebsdruck wieder auf einen Nennbetriebsdruck und führt damit zu einer normalen Druckbeaufschlagung des Teilkolbens 55, so wird der Teil- kolben 55 mit der Kraft der Steuerfeder 53 zurückgedrückt. Der Steuerkolben 21 nimmt dann wieder seine Position gemäß Figur 5 ein, also eine erste Förderstellung.Reduces the existing in the control pressure chamber 73 operating pressure back to a nominal operating pressure and thus leads to a normal pressurization of the sub-piston 55, the sub-piston 55 is pushed back with the force of the control spring 53. The control piston 21 then resumes its position according to FIG. 5, that is to say a first conveying position.
Durch die symmetrische Ausführung der Ventileinrichtung 15 ist eine Fail-Safe-Stellung auch ausgehend von der zweiten Förderstellung des Steuerkolbens 21 gemäß Figur 4 ohne Weiteres möglich. Eine entsprechende konstruktive Ausführung ist hier nicht extra dargestellt.Due to the symmetrical design of the valve device 15, a fail-safe position is also possible starting from the second delivery position of the control piston 21 according to FIG. 4 without further ado. A corresponding structural design is not shown here.
Ausgehend von der zweiten Förderstellung gemäß Figur 4, also bei einem Antrieb des Elektromotors der Fluidfördereinrichtung 2 in eine zweite Drehrichtung, wird bei einer Überschreitung eines zulässigen Betriebdrucks im Steuerdruckraum 75 der Teilkolben 57 gegen die Kraft der Steuerfeder 53 gedrückt, sodass die Anschlagflächen 59 und 61 der beiden Teilkolben 55 und 57 aneinander gepresst werden und der Steuerkolben 21 sich wiederum in einer Fail-Safe- Stellung befindet. In dieser Fail-Safe-Stellung des Steuerkolbens 21 liegt ein Kurzschluss zwischen den mit der Fluidfördereinrichtung 2 verbundenen Öffnungen 29 und 31 über die Öffnung 35 vor. Außerdem besteht wiederum eine Verbindung zwischen den mit der Zylinder-Kolben-Einrichtung 5 verbundenen Öffnungen 41 und 43 über die Öffnung 35.Starting from the second delivery position according to FIG. 4, ie when the electric motor of the fluid delivery device 2 is driven in a second direction of rotation, the partial piston 57 is pressed against the force of the control spring 53 when the permissible operating pressure in the control pressure chamber 75 is exceeded, so that the stop surfaces 59 and 61 of the two sub-pistons 55 and 57 are pressed against each other and the control piston 21 is again in a fail-safe position. In this fail-safe position of the control piston 21, there is a short circuit between the openings 29 and 31 connected to the fluid delivery device 2 via the opening 35. In addition, there is again a connection between the openings 41 and 43 connected to the cylinder-piston device 5 via the opening 35.
Die Überdruckbegrenzungseinrichtung mit der Steuerfeder 53, die zwischen zwei Teilkolben 55 und 57 angeordnet ist, ermöglicht eine besonders einfache, platzsparende und kostengünstige Realisierung einer Überdruckfunktion, die direkt in eine Ventileinrichtung integrierbar ist. Der zulässige maximale Betriebsdruck, der auf druckführende Bauteile der Gasfedervorrichtung 1 wirkt, kann beispielsweise über die Federsteifigkeit der Steuerfeder 53 eingestellt werden.The overpressure limiting device with the control spring 53, which is arranged between two sub-pistons 55 and 57, enables a particularly simple, space-saving and cost-effective realization of an overpressure function, which can be integrated directly into a valve device. The permissible maximum operating pressure, which acts on pressure-carrying components of the gas spring device 1, can be adjusted, for example, via the spring stiffness of the control spring 53.
Insgesamt ist eine Gasfedervorrichtung 1 ersichtlich, die einerseits manuell mit Gasfedercharakteristik betrieben werden kann. Der Steuerkolben 21 der Ventileinrichtung 15 befindet sich dabei in einer Neutralstellung, und die Fluidfördereinrichtung 2 wird nicht durch den Elektromotor 3 angetrieben. Andererseits ist ein automatischer Betrieb der Gasfedervorrichtung 1 möglich, der beispielsweise ein automatisches Öffnen oder Schließen einer Heckklappe ohne den Einsatz von Handkraft ermöglicht. Der Elektromotor 3 treibt dabei die Fluidfördereinrichtung 2 entweder in die erste Drehrichtung oder in die zweite Drehrichtung an, die jeweils den Steuerkolben 21 in eine erste oder zweite Förderstellung drängt, sodass sich der Hydraulikkolben 7 und die Kolbenstange 9 entweder nach unten oder nach oben bewegen, wodurch eine Kraftfahrzeug-Heckklappe geöffnet oder geschlossen wird.Overall, a gas spring device 1 can be seen, which can be operated on the one hand manually with gas spring characteristic. The control piston 21 of the valve device 15 is in a neutral position, and the fluid delivery device 2 is not driven by the electric motor 3. On the other hand, an automatic operation of the gas spring device 1 is possible, which allows, for example, an automatic opening or closing a tailgate without the use of manual power. The electric motor 3 drives the fluid delivery device 2 either in the first direction of rotation or in the second direction of rotation, which respectively urges the control piston 21 into a first or second delivery position, so that the hydraulic piston 7 and the piston rod 9 either downwards or downwards move upward, whereby a motor vehicle tailgate is opened or closed.
Im Falle einer zu starken Belastung der Gasfedervorrichtung 1 , das heißt bei einem Überschreiten eines maximalen Betriebsdrucks, bei- spielsweise durch eine die elektrohydraulische Kraft übersteigende Handkraft, welche die Bewegung der Kraftfahrzeug-Heckklappe behindert, wird der Steuerkolben 21 in eine Fail-Safe-Stellung verlagert, sodass ein Kurzschluss zwischen Druck- und Saugseite der Fluidför- dereinrichtung 2 und dem Gasfederspeicher 23 einerseits und ande- rerseits eine Verbindung zwischen den beiden Zylinderkammern 11 und 13 der Zylinder-Kolben-Einrichtung 5 entsteht, sodass druckführende Bauelemente entlastet werden.In the case of excessive loading of the gas spring device 1, that is to say when the maximum operating pressure is exceeded, for example by a hand force exceeding the electrohydraulic force, which hinders the movement of the motor vehicle tailgate, the control piston 21 becomes in a fail-safe position displaced so that a short circuit between the pressure and suction side of the Fluidför- device 2 and the gas spring accumulator 23 on the one hand and on the other hand a connection between the two cylinder chambers 11 and 13 of the cylinder-piston device 5 is formed so that pressure-bearing components are relieved.
Es zeigt sich also, dass die vorgeschlagene Gasfedervorrichtung 1 besonders einfach und kompakt aufgebaut ist und dabei eine effekti- ve Druckbegrenzungseinrichtung umfasst, die direkt in die Ventileinrichtung integrierbar ist. Es bedarf somit keiner zusätzlichen Bauteile, wie beispielsweise Druckbegrenzungsventile oder einer Motorstrom- überwachungseinrichtung, die im Übrigen zusätzliche Elektronik benötigt. Im Notfall kann die Heckklappe während eines durch die FIu- idfördereinrichtung bewirkten Schließvorgangs mit Handkraft offen gehalten werden, ohne dass die Gasfedervorrichtung 1 dadurch einen Schaden davon trägt oder Personen verletzt werden. BezugszeichenlisteIt thus turns out that the proposed gas spring device 1 has a particularly simple and compact design and in this case comprises an effective pressure limiting device which can be integrated directly into the valve device. Thus, it requires no additional components, such as pressure relief valves or a motor current monitoring device, which otherwise requires additional electronics. In the event of an emergency, the tailgate can be kept open with manual force during a closing process effected by the fluid conveyor without the gas spring device 1 thereby being damaged or persons being injured. LIST OF REFERENCE NUMBERS
GasfedervorrichtungGas spring means
FluidfördereinrichtungFluid delivery device
Elektromotorelectric motor
Zylinder-Kolben-EinrichtungCylinder-piston means
Hydraulikkolbenhydraulic pistons
Kolbenstangepiston rod
Zylinderkammercylinder chamber
Zylinderkammer a Wirkfläche b WirkflächeCylinder chamber a effective area b effective area
Ventileinrichtungvalve means
RückstellfederReturn spring
RückstellfederReturn spring
Steuerkolbenspool
GasfederspeicherGas spring
Leitungmanagement
Leitung 29 Öffnungmanagement 29 opening
31 Öffnung31 opening
33 Leitung33 line
35 Öffnung35 opening
37 Leitung37 line
39 Leitung39 line
41 Öffnung41 opening
43 Öffnung43 opening
45 Leckageleitung45 Leakage line
47 Steuerraum47 control room
49 Ende (Steuerkc49 end (Steuerkc
51 Ende (Steuerkc51 end (Steuerkc
53 Steuerfeder53 control spring
55 Teilkolben55 partial pistons
57 Teilkolben57 partial piston
59 Anschlagfläche59 stop surface
61 Anschlagfläche 63 Abschnitt (Hohlzy61 stop surface 63 section (Hohlzy
65 Durchläse65 holes
67 Durchlass67 passage
69 Nut69 groove
71 Nut71 groove
73 Steuerdruckraum73 control pressure chamber
75 Steuerdruckraum75 control pressure chamber
77 Bereich77 area
79 Pfeil79 arrow
81 Pfeil81 arrow
83 Anschlag83 stop
85 Anschlag 85 stop

Claims

Ansprüche claims
1. Gasfedervorrichtung (1), beispielsweise zur Unterstützung der Öffnungsbewegung oder zum Offenhalten einer Kraftfahrzeug- Heckklappe, mit einer Zylinder-Kolben-Einrichtung (5), mit einem Gasfederspeicher (23), einer Fluidfördereinrichtung (2), einer Ventileinrichtung (15) umfassend einen in einem Steuerraum (47) gegen die Kraft von Rückstellfedern (17,19) beweglich gelagerten Steuerkolben (21 ) und mit einer Druckbegrenzungseinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckbegrenzungseinrichtung in die Ven- tileinrichtung (15) integrierbar ist.1. Gas spring device (1), for example, to support the opening movement or to keep open a motor vehicle tailgate, with a cylinder-piston device (5), comprising a gas spring accumulator (23), a fluid conveying device (2), a valve device (15) a in a control chamber (47) against the force of return springs (17,19) movably mounted control piston (21) and with a pressure limiting device, characterized in that the pressure limiting device in the valve means (15) can be integrated.
2. Gasfedervorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Rückstellfedern (17,19) auf die Enden (49,51) des Steuerkolbens (21) wirken.2. Gas spring device according to claim 1, characterized in that the return springs (17,19) act on the ends (49,51) of the control piston (21).
3. Gasfedervorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, da- durch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung (15) eine Steuerfeder (53) aufweist, dass der Steuerkolben (21) mindestens zwei Teilkolben (55,57) umfasst, dass die Steuerfeder (53) zwischen den mindestens zwei Teilkolben (55,57) anordenbar ist und dass die Steuerfeder (53) eine höhere Federsteifigkeit aufweist als die Rück- stellfedern (17,19).3. Gas spring device according to one of the preceding claims, character- ized in that the valve device (15) has a control spring (53), that the control piston (21) comprises at least two partial pistons (55,57) that the control spring (53) between the at least two partial piston (55,57) can be arranged and that the control spring (53) has a higher spring stiffness than the restoring springs (17,19).
4. Gasfedervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Teilkolben (55,57) einen als Hohlzylinder ausgebildeten Abschnitt (63) aufweist, und dass in die Wand des Hohl- zylinders mindestens ein Durchlass (65,67) und in deren Außenflä- " che mindestens eine Nut (69,71) eingebracht ist, in die der Durchlass (65,67) mündet. 4. Gas spring device according to claim 3, characterized in that at least one partial piston (55,57) has a hollow cylinder formed as portion (63), and in that in the wall of the hollow cylinder at least one passage (65,67) and in the Außenflä - At least one groove (69,71) is introduced, in which the passage (65,67) opens.
5. Gasfedervorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei zusammenwirkende Teilkolben (55,57) Anschlagflächen (59,61) aufweisen.5. Gas spring device according to claim 3 or 4, characterized in that at least two cooperating partial pistons (55,57) stop surfaces (59,61).
6. Gasfedervorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung (15) zwei Teilkolben6. Gas spring device according to one of claims 3 to 5, characterized in that the valve device (15) has two partial pistons
(55,57) aufweist, die identisch aufgebaut und spiegelbildlich zueinander im Steuerraum (47) angeordnet sind.(55,57), which are constructed identically and mirror images of each other in the control chamber (47) are arranged.
7. Gasfedervorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerraum (47) mindestens zwei mit der Zylinder-Kolben-Einrichtung (5), wenigstens zwei mit der FIu- idfördereinrichtung (2), und mindestens eine mit dem Gasfederspeicher (23) verbundene Öffnungen (29,35,31 ,41 ,43) aufweist.7. Gas spring device according to one of the preceding claims, characterized in that the control chamber (47) at least two with the cylinder-piston device (5), at least two with the FIu- idfördereinrichtung (2), and at least one with the gas spring accumulator (23 ) has associated openings (29,35,31, 41, 43).
8. Gasfedervorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerraum (47) zwei die Rück- stellfedern (17,19) aufnehmende Steuerdruckräume (73,75) aufweist, die jeweils auf einer Seite von dem als Hohlzylinder ausgebildeten Abschnitt (63) des Steuerkolbens (21) begrenzt werden.8. Gas spring device according to one of the preceding claims, characterized in that the control chamber (47) has two restoring springs (17,19) receiving control pressure chambers (73,75) which in each case on one side of the formed as a hollow cylinder portion (63 ) of the control piston (21) are limited.
9. Gasfedervorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Neutralstellung des Steuerkolbens (21) ein erster Steu- erdruckraum (73) über eine erste Öffnung (29) mit der Fluidförderein- richtung (2) verbunden ist, dass ein zweiter Steuerdruckraum (75) über eine zweite Öffnung (31) mit der Fluidfördereinrichtung (2) verbunden ist, dass die mit dem Gasfederspeicher (23) verbundene Öffnung (35) des Steuerraums (47) mit den mit der Zylinder-Kolben- Einrichtung (5) verbundenen Öffnungen (41 ,43) verbunden ist, und die mit der Zylinder-Kolben-Einrichtung (5) verbundenen Öffnungen (41 ,43) des Steuerraums (47) miteinander verbunden sind.9. Gas spring device according to claim 8, characterized in that in a neutral position of the control piston (21) a first control pressure chamber (73) via a first opening (29) with the Fluidförderein- direction (2) is connected, that a second control pressure chamber ( 75) is connected to the fluid delivery device (2) via a second opening (31), that the opening (35) of the control chamber (47) connected to the gas spring accumulator (23) communicates with the openings connected to the cylinder piston device (5) (41, 43), and the openings (41, 43) of the control chamber (47) connected to the cylinder-piston device (5) are interconnected.
10. Gasfedervorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass in einer ersten Förderstellung des Steuerkolbens (21) der erste Steuerdruckraum (73) von der Fluidfördereinrichtung (2) mit einem unter Druck stehenden Fluid beaufschlagt wird, und dass die Zylinder-Kolben-Einrichtung (5) mit dem unter Druck stehenden Fluid versorgt wird, sodass sich ein Hydraulikkolben (7) und eine Kolbenstange (9) der Zylinder-Kolben-Einrichtung (5) in eine erste Richtung bewegen.10. Gas spring device according to claim 8 or 9, characterized in that in a first conveying position of the control piston (21) of the first control pressure chamber (73) from the fluid conveying device (2) is acted upon by a pressurized fluid, and that the cylinder piston Device (5) is supplied with the pressurized fluid, so that a hydraulic piston (7) and a piston rod (9) of the cylinder-piston device (5) move in a first direction.
11. Gasfedervorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Zylinder-Kolben-Einrichtung (5) über den ersten Steuerdruckraum (73) mit dem unter Druck stehenden Fluid versorgt wird.11. Gas spring device according to claim 10, characterized in that the cylinder-piston device (5) via the first control pressure chamber (73) is supplied with the pressurized fluid.
12. Gasfedervorrichtung nach einem der Ansprüche 10 oder 11 , da- durch gekennzeichnet, dass in der ersten Förderstellung des Steuerkolbens (21) die Zylinder-Kolben-Einrichtung (5) mit der Fluidfördereinrichtung (2) und mit dem Gasfederspeicher (23) verbunden ist.12. Gas spring device according to one of claims 10 or 11, character- ized in that in the first delivery position of the control piston (21), the cylinder-piston device (5) with the fluid delivery device (2) and with the gas spring accumulator (23) is connected ,
13. Gasfedervorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass in der ersten Förderstellung des Steu- erkolbens (21) der zweite Steuerdruckraum (75) über eine Öffnung (31) des Steuerraums (47) mit der Fluidfördereinrichtung (2) verbunden ist.13. Gas spring device according to one of claims 10 to 12, characterized in that in the first delivery position of the control piston (21) of the second control pressure chamber (75) via an opening (31) of the control chamber (47) connected to the fluid conveying device (2) is.
14. Gasfedervorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass in einer zweiten Förderstellung des Steuerkolbens (21), der zweite Steuerdruckraum (75) von der Fluidfördereinrichtung (2) mit einem unter Druck stehenden Fluid beauf- schlagt wird und dass die Zylinder-Kolben-Einrichtung (5) mit dem unter Druck stehenden Fluid versorgt wird, sodass sich der Hydraulikkolben (7) und die Kolbenstange (9) der Zylinder-Kolben- Einrichtung (5) in eine zweite Richtung bewegen.14. Gas spring device according to one of claims 7 to 13, characterized in that in a second conveying position of the control piston (21), the second control pressure chamber (75) of the fluid conveying device (2) with a pressurized fluid beauf- is hit and that the cylinder-piston device (5) is supplied with the pressurized fluid, so that the hydraulic piston (7) and the piston rod (9) of the cylinder-piston device (5) move in a second direction.
15. Gasfedervorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Zylinder-Kolben-Einrichtung (5) über den zweiten Steuerdruckraum (75) mit dem unter Druck stehenden Fluid versorgt wird.15. Gas spring device according to claim 14, characterized in that the cylinder-piston device (5) via the second control pressure chamber (75) is supplied with the pressurized fluid.
16. Gasfedervorrichtung nach einem der Ansprüche 14 oder 15, da- durch gekennzeichnet, dass in der zweiten Förderstellung des16. Gas spring device according to one of claims 14 or 15, character- ized in that in the second conveying position of
Steuerkolbens (21) die Zylinder-Kolben-Einrichtung (5) mit der Fluid- fördereinrichtung (2) und mit dem Gasfederspeicher (23) verbunden ist.Control piston (21), the cylinder-piston device (5) with the fluid delivery device (2) and with the gas spring accumulator (23) is connected.
17. Gasfedervorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 16, da- durch gekennzeichnet, dass in der zweiten Förderstellung der erste17. Gas spring device according to one of claims 14 to 16, character- ized in that in the second conveying position of the first
Steuerdruckraum (73) über eine Öffnung (29) des Steuerraums (47) mit der Fluidfördereinrichtung (2) verbunden ist.Control pressure chamber (73) via an opening (29) of the control chamber (47) with the fluid conveying device (2) is connected.
18. Gasfedervorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Fail-Safe-Stellung des Steu- erkolbens (21) ein Kurzschluss zwischen den Öffnungen (29,31 ) des Steuerraums (47), die mit der Fluidfördereinrichtung (2) verbunden sind, über die Öffnung (35) des Steuerraums (47) besteht, die mit dem Gasfederspeicher (23) verbunden ist, und eine Verbindung zwischen den Öffnungen (41 ,43), die mit der Zylinder-Kolben- Einrichtung (5) verbunden sind, besteht. 18. Gas spring device according to one of claims 7 to 17, characterized in that in a fail-safe position of the control piston (21) a short circuit between the openings (29, 31) of the control chamber (47) connected to the fluid conveying device ( 2) are connected, via the opening (35) of the control chamber (47) which is connected to the gas spring accumulator (23), and a connection between the openings (41, 43) with the cylinder-piston device (5 ).
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