DE3920752A1 - Gasdruckfeder - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Gasdruckfeder mit einem Zylin­ der, der einen Gasraum für ein Arbeitsdruckgas bildet, und einem mit einer Kolbenstange verbundenen Arbeitskolben, der im Zylinder geführt und unter Überwindung einer auf Grund der Reibung der Führung erzeugten Reibungskraft im Zylinder längsverschiebbar ist.

Gasdruckfedern dieser Art sind in verschiedenen Ausführungs­ formen bekannt. Die unter Einwirkung des Arbeitsdruckgases am Arbeitskolben erzeugte, an der Kolbenstange wirksame Verschiebekraft wird üblicherweise als Kraftantrieb beim Gewichtsausgleich beweglicher Teile, insbesondere manuell zu bewegender Teile, eingesetzt, z.B. bei beweglichen Klappen, etwa Kfz-Heckklappen, anderen beweglichen Abdeckungen od.dgl.

Je nach Einsatzzweck unterscheiden sich die Anforderungen, die an die Gasdruckfedern hinsichtlich Größe der Verschiebe­ kraft und Verschiebegeschwindigkeit zu stellen sind. Dies zwingt dazu, Gasdruckfedern in unterschiedlichster Bauart bereitzustellen, um den unterschiedlichen Anforderungen an die Arbeitscharakteristik Genüge zu leisten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Gasdruckfeder der besagten Art zu schaffen, die in ein und derselben Bauart für verschiedene Anwendungszwecke einsetzbar ist, selbst wenn unterschiedliche Arbeitscharakteristika verlangt werden.

Bei einer Gasdruckfeder der eingangs genannten Art ist diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein am Arbeits­ kolben verstellbar angeordneter Reibkörper zum Erzeugen der Reibungskraft vorgesehen ist, eine mit dem Reibkörper zusammenwirkende Stelleinrichtung vorhanden ist, durch die der verstellbare Reibkörper zur Einstellung der Größe der Reibungskraft wahlweise mit unterschiedlicher Anpreßkraft an die Innenwandung des Zylinders anpreßbar ist, und die Kolbenstange als relativ zum Zylinder drehbares Betätigungs­ glied der Stelleinrichtung vorgesehen ist.

Damit ist eine Gasdruckfeder geschaffen, bei der die Größe der inneren Reibung, gegen deren Einfluß der Arbeitskolben und die Kolbenstange vom Arbeitsdruckgas bewegt werden, von außen her nachträglich durch Drehen der Kolbenstange einstellbar ist. Damit läßt sich die Arbeitscharakteristik nach Fertigstellung der Gasdruckfeder so verändern, daß die Gasdruckfeder dem jeweiligen Anwendungszweck optimal anpaßbar ist.

Dies bedeutet, daß Gasdruckfedern ein und derselben Bauart für eine Vielzahl von Einsatzzwecken in Frage kommen, bei­ spielsweise für die Betätigung oder für den Gewichtsausgleich unterschiedlicher Klappen. Das Betriebsverhalten einer be­ treffenden Feder kann, und zwar selbst noch am Einsatzort, nachträglich auch so angepaßt werden, daß eine betreffende Klappe in einer gewünschten Lage zum Stillstand kommt. Diese Lage entspricht derjenigen Stellung der Kolbenstange, bei der sich die am Arbeitskolben wirksamen Kräfte aufheben, zu denen die auf einen gewünschten Wert eingestellte Reibungs­ kraft gehört.

Die durch Drehen der Kolbenstange betätigbare Stelleinrichtung kann auf beliebige, geeignete Art und Weise ausgebildet sein. Beispielsweise können mittels der Kolbenstange drehbare Nockenflächen vorhanden sein, um, bezogen auf die Achse der Kolbenstange, radial gerichtete Anpreßkräfte am Reibkörper zu erzeugen.

Bei einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist als Reibkörper ein Ringkörper aus nachgiebigem Reibmaterial vorgesehen, der mit seiner äußeren Ringmantelfläche an der Innenwandung des Zylinders anliegt. Ein solcher Ringkörper kann beispiels­ weise mittels bewegbarer Schrägflächen in Radialrichtung aufgeweitet werden, um gewünschte Anpreßkräfte zwischen Ringkörper und Innenwandung des Zylinders zu erzeugen.

Bei einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel mit einem Reibkör­ per in Form eines Ringkörpers aus nachgiebigem Reibmaterial ist die Stelleinrichtung als Preßvorrichtung ausgebildet, mittels deren der Ringkörper in Axialrichtung wahlweise zusammenpreßbar ist, um auf Grund unterschiedlicher axialer Stauchung des Ringkörpers entsprechend unterschiedliche Andrückkräfte zwischen Ringkörper und Innenwandung des Zylin­ ders zu erzeugen.

Ein besonders einfacher Aufbau einer den Ringkörper durch axiales Stauchen aufweitenden Preßvorrichtung ergibt sich bei einem Ausführungsbeispiel, bei dem die Kolbenstange an ihrem dem Arbeitskolben zugeordneten Ende als Gewindespin­ del ausgebildet ist, durch die ein Druckglied der Preßvor­ richtung in Axialrichtung verstellbar ist, das axiale Kräfte auf den Ringkörper zu übertragen vermag.

Als mit der Gewindespindel zusammenwirkendes Druckglied kann eine auf einem Außengewinde am Ende der Kolbenstange sitzende Mutter vorgesehen sein. Dabei kann die Anordnung so getroffen sein, daß die Mutter zum Zusammendrücken zweier axial zueinander beweglicher Kolbenteile dient, die den nachgiebigen Ringkörper zwischen sich aufnehmen. Je nach Größe der Kraft, mit der die Kolbenteile mittels der Mutter gegeneinandergespannt werden, ergibt sich eine mehr oder weniger starke Stauchung des Ringkörpers und damit eine ansprechende Anpreßkraft gegenüber der Innenwandung des Zylinders.

Bei Verwendung einer auf der Kolbenstange sitzenden Mutter als Druckglied kann im Inneren des Gasraumes eine Verdrehsiche­ rung vorhanden sein, mittels deren die Mutter relativ zum Zylinder undrehbar festlegbar ist.

Damit ist sichergestellt, daß bei Durchführen von Einstell­ vorgängen durch Drehen der Kolbenstange keine Mitdrehung der Mutter stattfindet.

Nachstehend ist die Erfindung an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels im einzelnen erläutert.

Die einzige Figur zeigt einen schematisch vereinfacht gezeich­ neten Längsschnitt des Ausführungsbeispiels der Gasdruckfeder.

Ein Zylinder 1 ist an seinem einen Endbereich 3 durch ein Abschlußteil 5 unter Verwendung von Dichtringen 7 dicht abgeschlossen, die eine Abdichtung zur Innenwandung 9 des Zylinders 1 herstellen. An seinem äußeren Ende weist der Abschlußteil 5 ein mit diesem einstückiges Befestigungsauge 11 auf. Am gegenüberliegenden Endbereich 13 ist der Zylinder 1 durch ein Gleitführungsstück 15 abgeschlossen, das durch einen Dichtring 17 gegenüber der Innenwandung 9 des Zylinders 1 abgedichtet ist und eine zentrale, längsverlaufende Durch­ gangsbohrung besitzt, die eine Gleitführung für eine Kolben­ stange 19 bildet, wobei an der Gleitführung als Abdichtung zwischen dem Gleitführungsstück 15 und der Kolbenstange 19 eine Dichtmanschette 21 vorgesehen ist.

Die Kolbenstange 19 ist in der Nähe ihres inneren Endes 23 mit einem als Ganzes mit 25 bezeichneten Arbeitskolben verbunden. Der Arbeitskolben ist beim Ausführungsbeispiel aus zwei gesonderten, identisch ausgebildeten Kolbenteilen 27 und 29 zusammengesetzt, die einer neben dem anderen auf einem abgedrehten Endabschnitt 31 der Kolbenstange 19 sitzen.

Gegen eine in der Figur nach rechts verlaufende axiale Ver­ schiebebewegung ist der Kolbenteil 27 durch Anlage an einer den abgedrehten Endabschnitt 31 begrenzenden Ringschulter 33 der Kolbenstange 19 gesichert. Der andere Kolbenteil 29 ist in der dazu entgegengesetzten Axialrichtung durch eine einen Außensechskant aufweisende Mutter 35 gesichert, an der sich der Kolbenteil 29 abstützt. Die Mutter 35 ist auf ein am Ende 23 der Kolbenstange 19 vorgesehenes Außengewinde 37 aufgeschraubt. Gegen ein Herabdrehen vom Außengewinde 37 ist die Mutter 35 durch eine Endvernietung 39 am Ende 23 der Kolbenstange 19 gesichert.

Die Kolbenteile 27 und 29 weisen je einen durch Ringschul­ tern 41 bzw. 43 begrenzten, verjüngten Abschnitt auf. In diesem Abschnitt befindet sich ein Ringkörper 45 aus einem nachgiebigen Reibmaterial, beispielsweise aus einem Kunst­ stoffwerkstoff guter Notlaufeigenschaften. Der Ringkörper 45 ist zwischen den Ringschultern 41 und 43 der Kolbenteile 27 bzw. 29 eingespannt. Durch Drehen der Mutter 35 relativ zur Kolbenstange 19 läßt sich die Vorspannung, mit der der Ringkörper 45 zwischen den Ringschultern 41, 43 gespannt wird, einstellen. Durch die durch diese Vorspannung bewirkte axiale Stauchung des Ringkörpers 45 wird dieser infolge der beim Stauchen eintretenden Materialverdrängung mit seiner äußeren Ringmantelfläche mit unterschiedlicher Anpreßkraft gegen die Innenwandung 9 des Zylinders 1 angepreßt.

In den Kolbenteilen 27, 29 befinden sich Durchgangsbohrungen 47 bzw. 49, die eine Düsenöffnung bilden, über die das Ar­ beitsdruckgas bei Bewegungen des Arbeitskolbens 25 von einer Kolbenseite zur anderen Kolbenseite gelangt.

In dem Abschlußteil 5 des Zylinders 1, dem der Arbeitskolben 25 bei der voll eingefahrenen Stellung der Kolbenstange 19 benachbart ist, befindet sich eine zentrale Vertiefung 51, in die die Mutter 35 bei der genannten Kolbenendlage einfahrbar ist. Innenwandungen 53 der Vertiefung 51 bilden dem Außen­ sechskant der Mutter 35 angepaßte Schlüsselflächen, so daß die Mutter 35 in der Vertiefung 51 gegen Verdrehen relativ zum Zylinder 1 gesichert ist. Bei voll eingefahrener Kolben­ stange und gesicherter Mutter 35 kann durch Verdrehen der Kolbenstange 19 mittels eines am außen liegenden Ende in die Kolbenstange 19 eingearbeiteten Innensechskants 55, die Vorspannung eingestellt werden, mit der die Kolbenteile 27 und 29 mittels der Mutter 35 gegeneinandergedrückt werden, um durch Einstellen einer gewünschten Anpreßkraft zwischen Ringkörper 45 und Innenwandung 9 des Zylinders 1 eine ge­ wünschte Größe der Reibungskraft einzustellen, die bei Ver­ schiebebewegungen des Arbeitskolbens 25 und der Kolbenstange 19 überwunden werden muß.

Die Mutter 35 ist vorzugsweise als selbsthemmende Stopp­ mutter ausgebildet. Damit ist sichergestellt, daß im Betrieb die Einstellung der Muter 35 erhalten bleibt, so lange nicht durch vollständiges Einfahren der Kolbenstange 19 die Mutter 35 an der Innenwandung 53 der Vertiefung 51 festgelegt und gleichzeitig die Kolbenstange 19 verdreht wird, um eine Verstellung der Reibungskraft durchzuführen.

Die vorstehende Beschreibung und die Zeichnung beschränken sich nur auf die Angabe von Merkmalen, die für die beispiels­ weise Verkörperung der Erfindung wesentlich sind. Soweit daher Merkmale in der Beschreibung und in der Zeich­ nung offenbart und in den Ansprüchen nicht genannt sind, dienen sie erforderlichenfalls auch zur Bestimmung des Gegen­ standes der Erfindung.

Claims (10)

1. Gasdruckfeder mit

• a) einem Zylinder (1), der einen Gasraum für ein Arbeits­ druckgas bildet, und
• b) einem mit einer Kolbenstange (19) verbundenen Arbeits­ kolben (25), der im Zylinder (1) geführt und unter Überwindung einer auf Grund der Reibung der Führung erzeugten Reibungskraft im Zylinder (1) längsverschieb­ bar ist,

dadurch gekennzeichnet, daß

• c) ein am Arbeitskolben (25) verstellbar angeordneter Reibkörper zum Erzeugen der Reibungskraft vorgesehen ist,
• d) eine mit dem Reibkörper zusammenwirkende Stelleinrich­ tung vorhanden ist, durch die der verstellbare Reibkör­ per zur Einstellung der Größe der Reibungskraft wahlwei­ se mit unterschiedlicher Anpreßkraft an die Innenwandung (9) des Zylinders (1) anpreßbar ist, und
• e) die Kolbenstange (19) als relativ zum Zylinder (1) drehbares Betätigungsglied der Stelleinrichtung vorge­ sehen ist.

2. Gasdruckfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Reibkörper ein Ringkörper (45) aus nachgiebigem Reibmaterial vorgesehen ist, der mit seiner äußeren Ring­ mantelfläche an der Innenwandung (9) des Zylinders (1) anliegt, und daß die Stelleinrichtung als Preßvorrichtung ausgebildet ist, mittels deren der Ringkörper (45) in Axialrichtung wahlweise zusammenpreßbar ist, um auf Grund unterschiedlicher axialer Stauchung des Ringkörpers (45) entsprechend unterschiedliche Andrückkräfte zwischen Ringkörper (45) und Innenwandung (9) des Zylinders (1) zu erzeugen.

3. Gasdruckfeder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange (19) an ihrem mit der Preßvorrichtung am Arbeitskolben (25) zusammenwirkenden Ende (23) als Gewindespindel ausgebildet ist, mit deren Gewinde ein Druckglied der Preßvorrichtung in Gewindeeingriff ist, das durch Verdrehen der Kolbenstange (19) erzeugte axiale Kräfte auf den Ringkörper (45) zu übertragen vermag.

4. Gasdruckfeder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Druckglied eine auf einem Außengewinde (37) der Kolbenstange (19) angeordnete Mutter (35) vorgesehen ist, daß der Arbeitskolben (25) in zumindest zwei in Axialrichtung zueinander versetzte Kolbenteile (27 und 29) unterteilt ist, die in Axialrichtung relativ zueinander auf der Kolbenstange 19) bewegbar sind und den Ringkörper (45) zwischen sich aufnehmen, und daß die Kolbenteile (27, 29) durch die Mutter (35) der Preßvorrichtung zum Stauchen des Ringkörpers 45) gegeneinanderdrückbar sind.

5. Gasdruckfeder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenteile (27, 29) auf einem dem Gewinde (37) benachbarten abgedrehten Endabschnitt (31) der Kolbenstange (19) sitzen und daß der eine Kolbenteil (27) an einer den abgedrehten Abschnitt (31) begrenzenden Ringschulter (33) der Kolbenstange (19) und der andere (29) an der Mutter (35) abgestützt ist.

6. Gasdruckfeder nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Mutter (35) als selbsthemmende Stopp­ mutter ausgebildet und durch eine Endvernietung des Endes (23) der Kolbenstange (19) gegen Herabdrehen vom Gewinde (37) der Kolbenstange (19) gesichert ist.

7. Gasdruckfeder nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Inneren des Gasraumes eine Verdreh­ sicherung vorhanden ist, mittels deren die Mutter (35) relativ zum Zylinder (1) undrehbar festlegbar ist, und daß die Verdrehsicherung in Abhängigkeit vom Bewegen des Kolbens (25) in seine der voll eingefahrenen Kolben­ stange (19) entsprechende Kolbenendlage aktivierbar ist.

8. Gasdruckfeder nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdrehsicherung einen Anschlag aufweist, der am Zylinderabschlußteil (5), das bei der Kolbenendlage dem Kolben (25) benachbart ist, angeordnet und bei dieser Kolbenendlage mit der Mutter (35) in Eingriff ist.

9. Gasdruckfeder nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag durch Innenflächen (53) einer in dem Zylinderabschlußteil (5) ausgebildeten Vertiefung (51) gebildet ist, in die die Mutter (35) einfahrbar ist.