DE2951093A1

DE2951093A1 - Gasfeder mit einschubsicherung in ausgefahrener position

Info

Publication number: DE2951093A1
Application number: DE19792951093
Authority: DE
Inventors: Ing.(grad.) Rolf 5407 Boppard Langanke
Original assignee: Stabilus GmbH
Current assignee: Stabilus GmbH
Priority date: 1979-12-19
Filing date: 1979-12-19
Publication date: 1981-07-02
Also published as: BR8008329A; JPS5694042A; DE2951093C2; GB2065827A; JPS6331014B2; AU5874180A; FR2473145B1; FR2473145A1; GB2065827B; AU538023B2

Description

STABILUS GMBH - KOBLENZ-NEUENDORF

PATENT- UND GEBRAUCHSMUSTERHILFSANMELDUNG

Gasfeder mit Einschubsicherung in ausgefahrener Position

Die Erfindung bezieht sich auf eine Gasfeder, bestehend aus einem Zylinder, in welchem ein mit einer Kolbenstange verbundener Kolben gleitet und dieser Kolben eine unter Druck stehende, im Zylinderinnenraum befindliche Öl- und/oder Gasfüllung in zwei Arbeitsräume trennt, die über im Kolben vorhandene, in Abhängigkeit der Bewegungsrichtung der Kolbenstange wirksame Ventilsysteme miteinander verbindbar sind, wobei eine unter der Einwirkung einer Feder stehende Ventilplatte mit Durchlaßöffnungen im Kolben auf der zur Kolbenstangenführung weisenden Stirnseite des Kolbens in Wirkverbindung bringbar ist, während die Kolbenstange am einen Ende des Zylinders geführt und abgedichtet ist.

Eine derartige Gasfeder ist beispielsweise durch die DE-OS 2 659 ^91 bekannt. Solche Gasfedern werden vorzugsweise bei Kraftfahrzeug-Heckklappen eingebaut und dienen der Bedienungserleichterung, indem die Ausschubkraft der Gasfeder auf das Gewicht der Heckklappe abgestellt wird. Bei dieser bekannten Konstruktion ist dabei die Ausschubkraft der Gasfeder so gewählt, daß diese geringfügig geringer ist als das Gewicht der Heckklappe, so daß zum öffnen der Heckklappe lediglich eine geringe Kraft von der Bedienungsperson auszuüben ist und nach dem Loslassen der Heckklappe diese in der Position festgehalten wird. Ob nun zwischen Heckklappe und Karosserie eine oder zwei Gasfedern angeordnet sind, ist von untergeordneter Bedeutung. Es ist bei diesen bekannten Konstruktionen in jedem Falle so, daß die Ausschubkraft etwas kleiner ist als das zu kompensierende Gewicht der Heckklappe. Zum Schließen der Heckklappe ist auf diese eine Schließkraft von Hand auszuüben, die so groß sein muß, daß dadurch die unter der Einwirkung der Feder stehende Ventilplatte von ihrem Sitz abgehoben wird. Diese relativ große Schließkraft ist über die gesamte Schließbewegung ,auf die Heckklappe auszuüben.

Gasfedern mit mechanischer Arretierung werden ebenfalls zur Bedienungserleichterung bei Heckklappen angewandt. Beispielsweise ist durch die DE-OS 2 3^5 503 eine mechanische Arretierung für Gasfedern bekannt, welche in ausgefahrener Stellung der Kolbenstange diese im Zylinder verriegelt. Zum Schließen der Heckklappe muß durch Anheben die Entriegelung vorgenommen werden. Nachteilig bei solchen Systemen ist, daß bei Unkenntnis des Funktionsablaufes die Mechanik durch gewaltsames Schließen der Heckklappe zerstört wird. Ein weiterer Nachteil ist die Spanbildung durch mechanischen Abrieb, da dadurch das bestehende Dichtungssystem zerstört werden kann.

Üblicherweise wird die Ausschubkraft der Gasfeder so festgelegt, daß bei Normaltemperatur die Ausschubkraft der Gasfeder geringfügig größer ist als das Klappengewicht, so daß die Heckklappe infolge des Druckes in der Gasfeder in voll geöffneter Stellung gehalten wird, während zum Schließen der Heckklappe auf diese eine geringfügige Kraft ausgeübt werden muß. Insbesondere im Winter bei sehr niederen Außentemperaturen - ist die Ausschubkraft der Gasfeder gemindert und es ist nicht sichergestellt, daß ,in geöffneter Position'die Klappe sicher gehalten wird. Das gleiche gilt bei Schneelasten und Wind.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Gasfeder zu schaffen, die bei normaler Umgebungstemperatur ein Öffnen und Schließen mit geringstem Kraftaufwand ermöglicht und außerdem bei extremen Bedingungen ein sicheres Festhalten in der ausgeschobenen Position der Kolbenstange ermöglicht.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die auf die Ventilplatte wirksame Feder sich mit dem anderen Ende auf einem zylinderfesten Bauteil abstützt und die axiale Länge der Feder kürzer ist als der Hub der Kolbenstange. Dadurch wird erreicht, daß erst ab einem bestimmten Ausfahrhub der Kolbenstange die Feder an dem zylinderfesten Bauteil zur Anlage kommt und damit eine Kraft auf die Ventilplatte ausübt. Die Kraft der Feder ist so ausgebildet, daß diese größer ist als die auf der anderen Seite auf die Ventilplatte wirkende Kraft. Hierdurch wird eine lageabhängig wirkende Arretiervorrichtung für die Gasfeder geschaffen,

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die mit sehr geringern Kraftaufwand zu betätigen ist und lediglich in ausgefahrener Kolbenstangenstellung wirksam ist. Außerdem ist ein Beschädigen der Arretierung durch Unkenntnis des Funktionsablaufes ausgeschlossen.

Entsprechend einem Merkmal der Erfindung ist die Ventilplatte in einem hülsenförmigen Träger befestigt, welcher zur Aufnahme der Ventilplatte eine der Ventilplatte angepaßte Aussparung aufweist. Dabei weist - wie die Erfindung zeigt - der hülsenförmige Träger eine Anlagefläche für die Feder auf. Sowohl die Feder als auch die Ventilplatte sind somit auf einfache Weise miteinander in Wirkverbindung zu bringen und es ist sichergestellt, daß durch diesen, an der Kolbenstange geführten hülsenförmigen Träger die Ventilplatte die Durchlaßöffnungen im Kolben einwandfrei abdecken kann.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung weist der hülsenförmige Träger zur Zentrierung der Feder einen zylindrischen Abschnitt auf. Dieser zylindrische Abschnitt kann so ausgebildet sein, daß er die Feder umgibt oder daß die Feder an ihrem Innendurchmesser an dem zylindrischen Abschnitt zur Anlage kommen kann. Vorteilhaft ist weiter die feste Verbindung der Feder mit dem hülsenförmigen Träger, wodurch gewährleistet ist, daß die aus Feder, hülsenförmigem Träger und Ventilplatte bestehende Baugruppe eine einwandfreie Funktion der Endarretierung gewährleistet.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der hülsenförmige Träger aus Kunststoff besteht und daß er einstückig mit der Ventilplatte ausgebildet ist. Diese beiden Maßnahmen führen zu einer im Aufbau sehr einfachen Konstruktion sowie zu einer leichten Montage. Bei Ausbildung des hülsenförmigen Trägers aus Kunststoff oder einem anderen elastischen Material ist es gemäß der Erfindung ohne weiteres möglich, daß der hülsenförmige Träger selbst als Feder ausgebildet ist.

Um die axiale Bewegung der aus Dichtung, Dichtungsträger und Feder bestehenden Baueinheit auf der Kolbenstange zu begrenzen, wird gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung auf der Kolbenstange ein Anschlag angeordnet.

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Weitere Einzelheiten der Erfindung gehen aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor. Es zeigt:

Fig. 1 eine Gasfeder im Längsschnitt in ausgefahrener Position der Kolbenstange;

Fig. 2 die in Fig. 1 dargestellte Gasfeder beim Lösen der Arretierung;

Fig. 3 die Gasfeder bei aufgehobener Arretierung;

Fig. 4 einen Längsschnitt der Gasfeder, wobei die Schraubenfeder mit ihrem Innendurchmesser am hülsenförmigen Träger zentriert ist, und

Fig. 5 eine Ausführungsform der Gasfeder im Längsschnitt, welche ein aus Ventilplatte, Ventilplattenträger und Feder bestehendes Bauteil in einstiickiger Ausführung besitzt.

Zur Bedienungserleichterung sind vorzugsweise bei Kraftfahrzeug-Heckklappen oder auch sonstigen um eine waagerechte Drehachse schwenkbaren Türen Gasfedern angeordnet. Diese Gasfedern haben die Aufgabe, das Klappengewicht zu kompensieren und die Klappen in geöffneter Stellung zu halten, um dadurch ein Beschicken des von der Klappe abgedeckten Stauraumes zu erleichtern.

Die Gasfeder entsprechend den Figuren 1 bis 3 besteht aus dem Zylinder 1, in welchem ein mit einer Kolbenstange 2 verbundener Kolben 3 gleitet. Der Zylinderinnenraum ist mit einer unter Druck stehenden öl- und/oder Gasfüllung versehen, wobei der Kolben 3 diesen Zylinderinnenraum in den zwischen Kolben 3 und Zylinderboden 6 befindlichen Arbeitsraum ¹J und den zwischen Kolben 3 und Führungs- und Dichtungseinheit 11 angeordneten Arbeitsraum 5 trennt. Zur Befestigung der Gasfeder zwischen der Karosserie und der Heckklappe ist am Zylinderboden 6 ein Gelenkauge vorgesehen, während die Kolbenstange 2 an ihrem äußeren Ende ebenfalls ein öelenkauge trägt.

Der Kolben 3 weist zwei Ventilsysteme auf, wovon eines durch einen in einer Kolbenringnut 7 axial beweglichen Kolbenring 8 ge-

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. bildet wird und bei der Ausfahrbewegung der Kolbenstange 2 die Drosselbohrung 10 im wesentlichen den Verbindungskanal zwischen den Arbeitsräumen 4 und 5 bildet. Das zweite Ventilsystem besteht aus der Durchlaßöffnung 9 im Kolben 3, die im vorliegenden Falle in eine Kolbenringnut mündet und durch die Ventilplatte 12 abdeckbar ist. Diese Ventilplatte 12 ist in einem hülsenförmigen Träger 13 befestigt, der eine Anlagefläche 1*1 für eine Feder 15 besitzt. Im zylindrischen Abschnitt l6 des hülsenförmigen Trägers 13 wird die Feder 15 zentriert. Die axiale Erstreckung dieser Feder 15 ist so gewählt, daß diese erst ab einem vorbestimmten Ausfahrhub der Kolbenstange 2 an der zum Arbeitsraum 5 weisenden Stirnfläche der Führungs- und Dichtungseinheit 11 zur Anlage kommt.

In der in Fig. 1 dargestellten Position ist die Kolbenstange 2 voll ausgefahren, wodurch die Feder 15 durch Anlage an der Führungs- und Dichtungseinheit 11 vorgespannt ist und dadurch über den hülsenförmigen Träger 13 die Ventilplatte 12 gegen die Durchlaßöffnung 9 im Kolben 3 drückt und somit diese Durchlaßöffnung 9 verschließt. Dadurch, daß der Kolbenring 8 an der dem Arbeitsraum 5 .näherliegenden Anlagefläche der Kolbenringnut 7 zur Anlage kommt, ist in dieser ausgefahrenen Stellung der Gasfeder kein Verbindungskanal zwischen dem Arbeitsraum 4 und 5 geöffnet. Damit wird ein einwandfreies Festhalten in dieser Kolbenstangenstellung gewährleistet - auch dann, wenn die Ausschubkraft der Gasfeder etwas geringer ist als das zu kompensierende Klappengewicht. Üblicherweise ist die Gasfeder so ausgelegt, daß die Ausschubkraft der kolbenstange 2 zumindest geringfügig größer ist als das Klappengewicht, jedoch kann beispielsweise bei tiefen Temperaturen oder bei erhöhtem Klappengewicht durch eine Schneelast die Ausschubkraft der Gasfeder nicht ausreichen, um das Klappengewicht vollständig zu kompensieren. Auch in einem solchen Falle wird die Klappe durch die gern, Fig. 1 dargestellte Arretierung sicher in geöffneter Stellung gehalten. Die Kraft der Feder 15 ist dabei so auszulegen, daß die Ventilplatte 12 in dieser Stellung mit Sicherheit die Durchlaßöffnungen 9 im Kolben 3 verschließt, d. h., daß die vom Arbeitsraum ¹I auf die Ventilplatte wirkende Kraft kleiner ist als die von der Feder 15 ausgeübte Kraft.

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Zum Schließen der Heckklappe wird auf diese eine in Schließrichtung wirksame Kraft ausgeübt, die so groß sein muß, daß dadurch die Kraft der Feder 15 überwunden wird. Dabei hebt die Ventilplatte 12 von der Durchlaßöffnung 9 im Kolben 3 ab. Der Anfang dieser Schließbewegung ist in Fig. 2 dargestellt.

Nach einem kurzen Einfahrweg der Kolbenstange 2 hebt die Feder von der Führungs- und Dichtungseinheit 11 ab und die aus Ventilplatte 12, hülsenförmigem Träger 13 und Feder 15 bestehende Baueinheit wirkt nur noch durch ihr Eigengewicht auf die Durchlaßöffnungen 9· Diese Baueinheit stellt jetzt, wie dies Fig. 3 zeigt, ein schwimmendes Ventil dar, welches praktisch ohne Einfluß auf die Dämpfwirkung bei der Einfahrbewegung der Kolbenstange ist und somit ein leichtes Schließen der Heckklappe ermöglicht, denn die die Arbeitsräume 4 und 5 verbindende Durchlaßöffnung 9 ist ohne wirksame Ventilkraft geöffnet.

Beim Öffnen der Heckklappe wird der axial in der Kolbennut 7 bewegliche Kolbenring 8 gegen die dem Arbeitsraum 4 näherliegende Fläche der Kolbennut 7 gedrückt, wodurch lediglich die Drosselbohrung 10 die Verbindung zwischen den Arbeitsräumen 4 und 5 herstellt und dadurch eine gedrosselte Ausfahrbewegung der Kolbenstange 2 bewirkt. Ist der Druck in der Gasfeder so groß, daß die Ausschubkraft der Kolbenstange ausreicht, um die Klappe selbsttätig anzuheben, so erfolgt die Ausfahrbewegung der Kolbenstange von selbst, d. h., ohne daß die Bedienungsperson die Heckklappe anhebt. Hierbei wirkt die Feder 15 am Ende der Ausfahrbewegung als elastischer Anschlag. Ein weiteres Anheben der Heckklappe ist in diesem Falle nicht erforderlich. Hur wenn die Ausfahrkraft der Gasfeder geringer ist als das zu bewegende Klappengewicht, was wie bereits erörtert - durch starke Kälteeinwirkung oder erhöhtes Klappengewicht eintreten kann, muß die Heckklappe von Hand angehoben werden, und zwar so, daß die Feder 15 vorgespannt wird, wo durch die in Fig. 1 gezeigte Stellung erreicht wird. Somit ist, wie bereits beschrieben, eine Arretierung in geöffneter Klappenstellung gewährleistet.

Die in Fig. k gezeigte Ausführungsform unterscheidet sich von der nach den Figuren 1 bis 3 im wesentlichen dadurch, daß die Feder

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durch den zylindrischen Abschnitt 16 des hülsenförmigen Trägers an ihrem Innendurchmesser zentriert wird. Außerdem stützt sich die Feder an einer separaten Abstützscheibe 18 ab, die mittels Sicken im Zylinder 1 befestigt ist. Zur Begrenzung der axialen Bewegung der aus Ventilplatte 12, hülsenförmigem Träger 13 und Feder 15 bestehenden Baueinheit ist der Anschlag 17 auf der Kolbenstange 2 vorgesehen. Die Wirkungsweise der Arretiervorrichtung ist die gleiche wie die nach den Figuren 1 bis 3·

In Fig. 5 ist der hülsenförmige Träger 13' einstückig mit der Ventilplatte 12' und einem elastisch ausgebildeten, federnden Ansatz 15' ausgeführt. Dieses einstückig ausgeführte Bauteil besteht aus Kunststoff. Das federnde Bauteil 15' weist mehrere ringförmige Einkerbungen auf. Hierbei können mehrere in Achsrichtung verlaufende Nuten vorgesehen sein, die vorzugsweise am Innendurchmesser angeordnet werden und beim Zusammendrücken der Feder 15' eine Entlüftung des Innenraumes gewährleisten.

Wie aus den vorstehenden Ausführungen ersichtlich, kann die Feder 15 sowohl durch eine Schraubenfeder als auch eine Gummifeder oder irgendein anderes federndes oder elastisches Bauteil gebildet werden. Wesentlich ist hier, daß die Feder nur über einen kleinen Bereich des Ausfahrweges am Ende des Kolbenstangenhubes wirksam ist. Auch die Einbaulage einer solchen Gasfeder ist von untergeordneter Bedeutung. Wenn allerdings eine Arretierung mit Flüssigkeit gewünscht wird, so wird eine geringe Menge öl in die Arbeitsräume eingebracht und die Kolbenstange tritt bei ausgefahrener Stellung nach unten oder schräg nach unten aus.

16.11.1979
TIPP-I Be/whm-

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Claims

STABILUS GMBH - KOBLENZ- N EUE N DORF

PATENTANSPRÜCHE

1.,Gasfeder, bestehend aus einem Zylinder, in welchem ein mit einer Kolbenstange verbundener Kolben gleitet und dieser Kolben eine unter Druck stehende, im Zylinderinnenraum befindliche öl- und/oder Gasfüllung in zwei Arbeitsräume trennt, die über im Kolben vorhandene, in Abhängigkeit der Bewegungsrichtung der Kolbenstange wirksame Ventilsysteme miteinander verbindbar sind, wobei eine unter der Einwirkung einer Feder stehende Ventilplatte mit Durchlaßöffnungen im Kolben auf der zur Kolbenstangenführung weisenden Stirnseite des Kolbens in Wirkverbindung bringbar ist, während die Kolbenstange am einen Ende des Zylinders geführt und abgedichtet ist, dad. gek., daß die auf die Ventilplatte (12) wirksame Feder (15) sich mit dem anderen Ende auf einem zylinderfesten Bauteil (wie Führungs- und Dichtungseinheit 11, Abstützscheibe 18) abstützt und die axiale Länge der Feder (15) kürzer ist als der Hub der Kolbenstange (2).

2. Gasfeder nach Anspruch 1, dad. gek., daß die Ventilplatte (12) in einem hülsenförmigen Träger (13) befestigt ist, welcher zur Aufnahme der Ventilplatte (12) eine der Ventilplatte (12) angepaßte Aussparung aufweist.

3. Gasfeder nach den Ansprüchen 1 und 2, dad. gek., daß der hülsenförmige Träger (13) eine Anlagefläche (14) für die Feder (15) aufweist.

4. Gasfeder nach den Ansprüchen 1 bis 3, dad. gek., daß der hülsenförmige Träger (13) zur Zentrierung der Feder (15) einen zylindrischen Abschnitt (16) aufweist.

5. Gasfeder nach den Ansprüchen 1 bis 4, dad. gek., daß die Feder (15) fest mit dem hülsenförmigen Träger (13) verbunden ist.

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6. Gasfeder nach den Ansprüchen 1 bis 5, dad. gek., daß der hülsenf örmige Träger (13) aus Kunststoff besteht.

7. Gasfeder nach den Ansprüchen 1 bis 6, dad. gek., daß der hülsenförmige Träger (13) einstückig mit der Ventilplatte (12) ausgebildet ist.

8. Gasfeder nach den Ansprüchen 1, 2, 6 und 7, dad. gek., daß der hülsenförmige Träger (13) selbst als Feder (15) ausgebildet ist (Fig. 5).

9. Gasfeder nach den Ansprüchen 1 bis 8, dad. gek., daß zur Begrenzung der axialen Beweglichkeit des hülsenförmigen Trägers (13) auf der Kolbenstange (2) ein Anschlag (17) angeordnet ist.

16.11.1979 TIPP-I Be/whin-

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