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Gas feder mit Einschubsicherung bei Druckverlust Die Erfindung betrifft
eine Gas feder mit Einschubsicherung bei Druckverlust, wobei in einem Zylinder eine
unter Druck stehende Gasfüllung vorhanden ist und ein mit einer Kolbenstange verbundener
Kolben auf der Zylinderinnenwand gleitet, während die Kolben stange am zylinderaustrittsseitigen
Ende geführt und abgedichtet ist und die Einschubsicherung eine im Zylinderinnenraum
angeordnete, bewegliche und gegenüber der Zylinderinnenwand abgedichtete Trennwand
aufweist.
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Derartige Gasfedern werden beispielsweise zum Gewichtsausgleich und
Anheben von Klappen, Zeichentischen u. ä. verwendet. Dabei kann es vorkommen, daß
die Gasfeder im Laufe der Zeit an Druck verliert. Wird in einem solchen Falle die
Zeichenbrettarretierung gelöst, so reicht der Druck der Gasfeder nicht mehr aus,
um das Gewicht von Zeichenbrett und Zeichenmaschine-zu kompensieren, so daß bei
stärkerem Druckabfall das Zeichenbrett sehr schnell nach unten fährt Meist trifft
dieses Herabfallen den Zeichenbrettbenutzer unvorbereitet und kann zu erheblichen
Verletzungen führen.
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Um diese Verletzungsgefahr auszuschließen, ist es durch die DE-OS
2 540 402 bekannt, eine Fallbremse anzuordnen, bei der im Gasfederzylinder eine
bewegliche Trennwand angeordnet ist, die auf einer Seite vom Gasfederinnendruck
und auf der anderen Seite von Tellerfedern belastet wird. Zum Gasfederinnern hin
ist die Trennwand mit einem längsgeschlitzten Konus versehen, der keilartig in eine
um die Kolbenstange verlaufende Ringscheibe eingreift. Verringert sich der Druck
in der Gasfeder, so treiben die Tellerfedern den Konus in die Ringscheibe. Hierbei
verändert sich der Innendurehmesser des Konus, so daß sich dieser blockierend an
die Kolbenstange anlegt. Eine solche Fallbremse benötigt eine zusätzliche Abdichtung
zwischen Trennwand und Kolbenstange, was materialaufwendig ist und den Bedienungskomfort
herabsetzt. Ferner
wirkt diese Fallbremse auf die sehr fein bearbeitete
Kolbenstange und es besteht die Gefahr, daß diese durch den Klemmeingrifü beschädigt
wird. Ein weiterer Nachteil liegt darin, daß sich die Fallbremse verzögert löst,
wenn der Druck in der Gasfeder durch Gaszufuhr erhöht wird. Die nun unvorhersehbar
ausfahrende Kolbenstange bringt somit die gleiche Verletzungsgefahr wie bei dem
unvorhersehbar herabfallenden Zeichenbrett oder der Klappe.
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Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine im Aufbau einfache Gasfeder
mit Einschub sicherung zu schaffen, die eine hohe Funktionssicherheit aufweist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die bewegliche
Trennwand zwischen dem Kolben und dem Zylinderboden angeordnet ist und beidseitig
von unter Druck stehenden Gasräumen beaufschlagt wird. Bei gleichem oder annähernd
gleichem Druck zwischen den GasrSumen wirkt als Ausschubkraft der Gas feder der
im Bereich der Kolbenstange herrschende Druck mal der Kolbenstangenflche.'Sinkt
infolge Undichtheit der Kolbenstangendichtung der Druck in dem vom Kolben geteilten
Gasraum, so bewegt sich die Trennwand in Richtung auf den Kolben, bis wieder Druckausgleich
vorhanden ist. Beim Einfahren der Kolbenstange in den Zylinder kommt somit der Kolben
mit der Trennwand in Berührung, so daß bei weiterem Einfahren der Kolbenstange die
Ausfahrkraft durch zusätzliche Kraftunterstützung durch den Trennkolben stark ansteigt.
Auf diese Weise wird eine sehr einfache Einschubsicherung mit einem Bauteil geschaffen
und eine hohe Funktionssicherheit der Gasfeder gewährleistet.
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Um ein vorbestimmtes Volumen für den Gasraum zwischen Zylinderboden
und Trennwand zu schaffen, wird gemäß einem Merkmal der Erfindung zur Begrenzung
der Bewegung der Trennwand zum Zylinderboden hin ein Anschlag angeordnet. Dieser
Anschlag befindet sich er findungsgemäß an der Zylinderinnenwand und wird durch
mehrere über den Umfang verteilte, radial nach innen gerichtete Vorsprünge gebildet.
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Eine im axialer Richtung recht kurz bauende Gasfeder mit Einschubsicherung
wird entsprechend einem weiteren Merkmal der Erfindung auf einfache Weise dadurch
erhalten, daß der zwischen Trennwand und Zylinderboden angeordnete Gasraum über
im Bereich des Zylinderbodens
in der Wand des Zylinders befindliche
Durchlaßöffnungen mit einem Gasraum verbunden ist, der von der Außenwand des Zylinders
und der Innenwand eines Behälterrohres gebildet ist; Der Druckausgleich beim Füllen
der Gas feder zwischen dem Gasraum, der vom Kolben getrennt wird, und dem Gasraum
zwischen Trennwand und Zylinderboden wird auf einfache Weise dadurch erzielt, daß
erfindungsgemäß in der Trennwand ein federbelastetes Rückschlagventil angeordnet
ist, welches zu dem zwischen Trennwand und dem Zylinderboden befindlichen Gasraum
öffnet.
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Die Erfindung wird nachfolgend an Hand der in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt: Fig. l eine Gasfeder mit Einschubsicherung
in Einrohrbauart und Fig. 2 eine Zweirohrausführung einer Gasfeder mit Einschubsicherung
im Längsschnitt.
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Die Gasfeder nach Fig. 1 besteht aus dem Zylinder 1 in welchem der
mit der Kolbenstange 2 verbundene Kolben 5 axial beweglich gleitet und an der Innenwand
des Zylinders abgedichtet ist. Zur Dämpfung der Kolbenbewegung ist dieser mit einer
Dämpfeinrichtung versehen5 die in der gezeigten schematischen Darstellung durch
eine Bohrung gebildet ist, Am kolbenstangenaustrittsseitigen Ende des Zylinders
1 ist die. Kolbenstangenführung 4 und die Kolbenstangendichtung 5 vorgesehen. Vom
Kolben 3 wird der im Zylinderinnenraum vorhandene und von der beweglichen Trennwand
8 begrenzte Gasraum 7 gebildet, wahren dieser Gasraum 7 Uber die im Kolben 3 angeordnete
Dämpfeinrichtung mit dem die Kolbenstange 2 umgebenden Gasraum 6 in Verbindung steht.
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Die bewegliche Trennwand 8 ist gegenüber der Zylinderinnenwand durch
die Trennwanddichtung 9 abgedichtet und begrenzt den zum Zylinderboden hin befindlichen
Gasraum 10. Die Bohrung 11 in der Trennwand 8 wird durch das federbelastete Rückschlagventil
12 verschlossen, welches zum Gasraum 10 hin öffnet.
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Damit ein Mindestvolumen für den Gasraum 10 sichergestellt ist, wird
die bewegliche Trennwand 8 in ihrer Bewegung durch mehrere über den Umfang verteilte
Vorsprünge 13 begrenzt, die als Anschläge
für die Trennwand wirken.
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Die Gasfüllung der Gasfeder erfolgt über die Gasräume 6 und 7, wobei
gleichzeitig der Gasraum 10 über die in der beweglichen Trennwand 8 befindliche
Bohrung 11 und das Rückschlagventll 12 gefüllt wird. Infolge der geringen Federkraft
des Rückschlagventiles 12 ist der Druck im Gasraum 10 etwas geringer als im Gasraum
7. Dadurch wird gewährleistet, daß bei Normalfunktion der Gas feder die bewegliche
Trennwand 8 durch den geringfügigen tberX druck im Gasraum 7 gegen die Vorsprünge
13 gedrückt wird.
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Bei Gasverlust, beispielsweise über die Kolbenstangendichtung 5s fällt
der Gasdruck in den Gasräumen 6 und 7 ab, wodurch die Ausschubkraft der Kolbenstange,
die sich aus Druck mal der Kolbenstangenquerschnittsfläche ergibt, vermindert wird.
Gleichzeitig verschiebt sich die bewegliche Trennwand 8 in Richtung auf den Kolben
so lange, bis wieder Druckgleichheit zwischen dem Gasraum 10 und den Gasräumen 6
und 7 herrscht. Ist der Druck in den Gasräumen 6 und 7 so weit gefallen, daß dadurch
die bewegliche Trennwand 8 in den Bereich des Arbeitshubes des Kolbens 3 gelangt,
so steigt die Ausschubkraft und Einschubkraft der Kolbenstange 2 in dem Bereich,
in welchem die Trennwand 8 am Kolben 3 anliegt, stark an. Ein Einschieben der Kolbenstange
2, d. h. ein Schließen der Klappe oder die Betätigung einer Höhenverstellung, ist
mit erhöhtem Kraftaufwand noch möglich. Die ungewohnte Funktion des Gerä-.
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tes wird bemerkt und die Gasfeder kann ausgetauscht werden.
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Bei vollständigem Druckverlust in den Gasräumen 6 und 7 schiebt der
Gasdruck im Gasraum 10 die Trennwand 8 sofort gegen den Kolben 3 und bildet die
Kraftunterstützung der Kolbenstange¼2 über den gesamten Hub. Die auf die Kolbenstange
2 wirkende Ausschubkraft entspricht nun dem Querschnitt der Trennwand 8 mal dem
Druck im Gasraum 10, der mit zunehmender Bewegung der Trennwand 8 zur Kolbenstangenführung
4 hin abnimmt. Entsprechend ist die Ausschubkraft und die Einschubkraft der Gas
feder nun stark hubabhängig, jedoch wesentlich erhöht und kann Je nach Größe des
Gasraum mes 10 -und der Lage der Trennwand 8 ein Mehrfaches der normalen Aus- bzw.
Einschubkraft betragen. Entsprechend ist das Einschieben der Kolbenstange bei der
Betätigung der Klappe bzw. der Höhenverstellung nur noch mit großem Kraftaufwand
möglich und die ungewohnte
Funktion ist ein Indiz für das Austauschen
der Gasfeder.
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Die Ausführungsform nach Fig. 2 unterscheidet sich von der nach Fig.
1 im wesentlichen dadurch, daß ein zusätzlicher Gasraum 16 mit dem Gasraum 10 mittels
ständig geöffneter Durchlaßöffnungen 15 in Verbindung steht. Dieser Gasraum 16 ist
als Ringraum ausgebildet und wird einerseits von der Außenwand des Zylinders 1 und
andererseits von der Innenwand des Behälterrohres 17 begrenzt.
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Auf diese Weise wird die bewegliche Trennwand 8 einerseits von einem
recht groß dimensionierten Raum beaufschlagt, so daß die Schubkraft der Trennwand
8 auch nach großem Verschiebeweg ausreichend ist. Der Anschlag für die Trennwand
8 wird hier durch eine im Zylinder 1 angebrachte Sicke gebildet, die den Vorsprung
14 bildet. Die hier nicht angesprochenen Bezugsziffern entsprechen denen in Fig.
1. Auch die Funktion dieser Gasfederausführung entspricht der von Fig. 1.
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Anstelle des in den Figuren dargestellten Rückschlagventiles 12 in
der beweglichen Trennwand 8 kann selbstverständlich auch die Füllung des Gasraumes
10 nach Fig. l sowie 10 und 16 nach Fig. 2 durch ein separates Füllventil vorgenommen
werden. In einem solchen Falle ist die bewegliche Trennwand ohne die Bohrung 11
und das Rückschlagventil 12 versehen.
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