PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE102005044578B3 10.05.2007
Titel Gasfeder
Anmelder Stabilus GmbH, 56070 Koblenz, DE
Erfinder Burbulla, David, Gastonia, N.C., US;
Klemke, Sybille, 90518 Altdorf, DE
DE-Anmeldedatum 17.09.2005
DE-Aktenzeichen 102005044578
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 10.05.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 10.05.2007
IPC-Hauptklasse F16F 9/02(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE
IPC-Nebenklasse F16F 9/56(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   
Zusammenfassung Die Erfindung bezieht sich auf eine Gasfeder 1 mit einem Zylinder 3, der von einem Fluid gefüllt ist, das zumindest teilweise aus einem Druckgas besteht, mit einem in dem Zylinder 3 axial verschiebbaren Kolben 7, der den Zylinder in einen ersten und einen zweiten Arbeitsraum 8, 9 unterteilt und der eine einseitige Kolbenstange 6 besitzt, die durch den Arbeitsraum 8 hindurch- und abgedichtet aus dem Zylinder 3 herausgeführt ist. Zu einem bewegungsrichtungsabhängigen Schaltventil 10 ist ein Überdruckventil 11 parallel geschaltet, wobei Schaltventil 10 und Überdruckventil 11 in oder an dem Kolben 7 angeordnet sind und in einem ersten Hubbereich des Kolbens 7 ein Bypass das Schaltventil 10 das Überdruckventil überbrückt. Dem ersten Hubbereich schließt sich ein weiterer bypassfreier Hubbereich an, wobei die Gasfeder 1 im bypassfreien Hubbereich arretierbar ist. Das Überdruckventil 11 weist einen das Schließglied bildenden Ventilschieber auf, der zwischen einer dem ersten Arbeitsraum 8 näheren Schließstellung und einer dem zweiten Arbeitsraum 9 näheren Offenstellung axial verschiebbar angeordnet ist. Der Ventilschieber ist von einer Schließfeder 18 sowie von dem Druck in dem zweiten Arbeitsraum 9 in Ventilschließrichtung sowie von dem Druck im ersten Arbeitsraum 8 in Ventilöffnungsrichtung beaufschlagt.

Beschreibung[de]

Die Erfindung bezieht sich auf eine Gasfeder nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der DE 102 00 073 C1 ist eine derartige Gasfeder bekannt, die vorzugsweise zum Öffnen von nach oben schwenkbaren Klappen, beispielsweise Heckklappen eines Fahrzeugs, dient. Dabei sind zwei Öffnungswinkelbereiche vorgegeben. In einem ersten Öffnungswinkelbereich fährt die Gasfeder aufgrund der Druckkraft, die auf den Querschnitt der Kolbenstange wirkt, selbsttätig aus, bis der Kolben das Ende einer Bypassnut erreicht hat, die die beiden Arbeitsräume, die von dem Kolben im zweiten Öffnungswinkelbereich getrennt werden, verbindet.

Im Bereich des zweiten Öffnungswinkelbereichs wird der Fluidaustausch von einem Überdruckventil beeinflußt, das aus einer Schraubendruckfeder und einem Ventilkörper besteht.

Bei der Anwendung kann das Überdruckventil durch eine zusätzliche äußere Kraft, der Handkraft des Benutzers, geöffnet werden, wodurch sich die Klappe im zweiten Öffnungswinkelbereich feststellen läßt.

Sobald die Klappe losgelassen wird, schließt das Überdruckventil und das im kolbenstangenfernen Arbeitsraum eingespannte Gaspolster hält die Klappe in der gewünschten Stellung im zweiten Öffnungswinkelbereich.

Soll die Klappe weiterbewegt werden, so ist erneut eine Handkraft einzusetzen.

Aufgabe der Erfindung ist es eine Gasfeder der eingangs genannten Art zu schaffen, die eine geringe Baugröße bei sicherer Funktion ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Ventilschieber als Ventilschieberring ausgebildet ist, der auf einem rotationssymmetrischen Teil des Kolbens axial verschiebbar angeordnet ist, wobei ein Schaltventil einen Kolbenring aufweist, der in einer Ringnut axial verschiebbar angeordnet ist, die radial umlaufend an der radial äußeren Mantelfläche des Ventilschieberrings ausgebildet ist, wobei der Kolbenring in Reibkontakt zur Innenwand des Zylinders steht sowie radial innen überströmbar ist und wobei bei Anlage des Kolbenrings an der dem zweiten Arbeitsraum näheren Seitenwand der Ringnut der Strömungsdurchgang des Schaltventils geschlossen ist.

In dem ersten Hubbereich des Kolbens ist die Gasfeder nicht positionierbar. Dies ermöglicht ein selbsttätiges Ausfahren der Kolbenstange.

In dem weiteren bypassfreien Hubbereich besteht die Option zum Positionieren der Ausfahrstellung der Kolbenstange.

Bei Beginn eines Ausfahrens der Kolbenstange ist zunächst kein Überströmen von Gas aus dem ersten Gasraum zum zweiten Gasraum möglich. Die Schließfeder und die dem ersten Arbeitsraum zugewandte erste Wirkfläche des Ventilschiebers sind jedoch so dimensioniert, daß der Ventilschieber von dem Druck in dem ersten Arbeitsraum gegen die Kraft der Schließfeder verschoben wird, wodurch das Überdruckventil geöffnet wird und Gas von dem ersten Arbeitsraum in den zweiten Arbeitsraum strömen kann. Dabei werden der Kolben und die Kolbenstange in Ausfahrrichtung verschoben.

Im weiteren Verlauf dieser Ausfahrbewegung wird der Ventilschieber durch den Staudruck in dem ersten Arbeitsraum offen gehalten.

Im ersten Hubbereich fährt die Kolbenstange somit selbsttätig aus.

Dies wird auch im weiteren Hubbereich fortgesetzt, da auch hier der Staudruck das Überdruckventil offen hält.

Wird durch eine äußere Kraft die Ausfahrbewegung der Kolbenstange unterbrochen, bricht der Staudruck im ersten Arbeitsraum zusammen und der Ventilschieber fährt in seine Schließposition. Der Gasdruck reicht im weiteren Hubbereich dann nicht mehr aus, um den Ventilschieber zu öffnen.

Bei einem Einschieben der Kolbenstange und des Kolbens öffnet das Schaltventil, so daß Gas von dem zweiten Arbeitsraum in den ersten Arbeitsraum strömen kann und so die Einschubbewegung ermöglicht ist.

In der Offenstellung des Ventilschiebers kann eine von dem Druck des ersten Arbeitsraumes beaufschlagbare erste Wirkfläche des Ventilschiebers gleiche Größe wie eine von dem Druck in dem zweiten Arbeitsraum beaufschlagbare zweite Wirkfläche des Ventilschiebers besitzen und in der Schließstellung des Ventilschiebers dessen erste Wirkfläche druckunbeaufschlagt und die zweite Wirkfläche vom Druck in der zweiten Arbeitskammer beaufschlagt sein.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn in der Schließstellung des Ventilschiebers eine von dem Druck des ersten Arbeitsraumes beaufschlagbare erste Wirkfläche des Ventilschiebers kleiner als eine von dem Druck in dem zweiten Arbeitsraum beaufschlagbare zweite Wirkfläche des Ventilschiebers ist und in der Offenstellung des Ventilschiebers dessen erste und zweite Wirkfläche gleiche Größe besitzen.

Durch die in der Schließstellung des Ventilschiebers kleine erste Wirkfläche ist es möglich nach einer Unterbrechung der Ausfahrbewegung im weiteren Hubbereich durch Anlegen einer äußeren Kraft an der Kolbenstange eine Staudruck zu erzeugen, der durch Beaufschlagung der kleinen ersten Wirkfläche das Überdruckventil öffnet und dann offen hält, wodurch Kolben und Kolbenstange selbsttätig weiter ausfahren.

Dabei kann der Ventilschieberring in seiner Schließstellung mit seiner Ring-Innenkontur eine Verbindung von dem ersten Arbeitsraum zum zweiten Arbeitsraum absperren.

Um in einfacher Weise eine Abdichtung zu erreichen, mündet vorzugsweise die vor dem ersten Arbeitsraum zum Überdruckventil führende Verbindung radial in den in der Schließstellung von dem Ventilschieberring umschlossenen rotationssymmetrischen Bereich des Kolbens, wobei der rotationssymmetrische Bereich axial beidseitig der Mündung der Verbindung jeweils von einem Dichtring umschlossen ist, der mit seiner radial umlaufenden äußeren Mantelfläche in dichtender Anlage an der Ring-Innenkontur des in seiner Schließstellung befindlichen Ventilschieberrings ist.

Um in der Schließstellung des Ventilschiebers die von dem Druck im ersten Arbeitsraum beaufschlagbare kleine erste Wirkfläche zu erreichen, kann die Ring-Innenkontur des Ventilschieberrings an seinem dem zweiten Arbeitsraum nahen Ende einen geringeren Querschnitt aufweisen als an seinem dem ersten Arbeitsraum nahen Ende.

Eine Möglichkeit des Bypasses zum Überbrücken des Schaltventils besteht darin, daß in dem ersten Hubbereich des Kolbens eine sich axial erstreckende Bypassnut in der Innenwand des Zylinders ausgebildet ist.

Weiterhin kann an dem Kolben ein zweites bewegungsrichtungsabhängiges Schaltventil angeordnet sein, über das bei einer Einfahrbewegung des Kolbens und der Kolbenstange der zweite Arbeitsraum mit dem ersten Arbeitsraum verbindbar ist, wobei das erste Schaltventil und das zweite Schaltventil in Reihe geschaltet sind.

In einfacher Ausbildung weist das zweite Schaltventil eine Ringdichtung auf, die in einer zweiten Ringnut axial verschiebbar angeordnet ist, die radial umlaufend an der radial äußeren Mantelfläche des Kolbens ausgebildet ist, wobei die Ringdichtung in Reibkontakt zur Innenwand des Zylinders steht sowie radial innen überströmbar ist und wobei bei Anlage der Ringdichtung an der dem zweiten Arbeitsraum näheren Seitenwand der zweiten Ringnut der Strömungsdurchgang des zweiten Schaltventils geschlossen ist.

In dem bypassfreien weiteren Hubbereich kann ein gegenüber der Innenwand des Zylinders abgedichteter Dichtkolben verschiebbar angeordnet sein, der eine koaxiale Öffnung besitzt, deren Mündung zum Kolben gerichtet ist und in die ein koaxialer Fortsatz des Kolbens entsprechenden Querschnitts die Öffnung dicht verschließend bis zur Anlage an einem Anschlag einführbar ist, wobei die Öffnung mit dem kolbenstangenseitigen Endbereich des Zylinders in Verbindung steht und der Dichtkolben von dem Kolben entgegen einer Federkraft zum kolbenstangenseitigen Ende des Zylinders verschiebbar ist.

Bei einer Ausfahrbewegung taucht dabei im weiteren Hubbereich der Fortsatz in den Dichtkolben ein, der durch die Federkraft in seiner Position gehalten wird. Der Kolben und die Kolbenstange fahren aber weiter selbsttätig aus, da das Überdruckventil geöffnet ist und durch den Staudruck in dem ersten Arbeitsraum auch geöffnet bleibt.

Erfolgt eine Unterbrechung dieser Ausfahrbewegung durch eine äußere Beaufschlagung der Kolbenstange, bricht der Staudruck in dem ersten Arbeitsraum zusammen und das Überdruckventil schließt. Der Gasdruck reicht im weiteren Hubbereich nicht aus, um den Ventilschieber zu öffnen, da die Wirkfläche, auf die der Druck des ersten Arbeitsraums wirkt, sehr klein ist.

Wird die Kolbenstange durch eine äußere Kraft in Ausfahrrichtung gezogen, erhöht sich der Druck im ersten Arbeitsraum und der Ventilschieber wird gegen die Kraft der Schließfeder in Öffnungsrichtung bewegt. Sobald der Ventilschieber die Offenstellung erreicht hat, wirkt der Staudruck im ersten Arbeitsraum wieder auf die vollständige erste Wirkfläche des Ventilschiebers und reicht deshalb aus, das Überdruckventil offen zu halten. Die Gasfeder schiebt Kolben und Kolbenstange wieder selbsttätig aus.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen

1 eine an einer Heckklappe eines Kraftfahrzeugs eingebaute Gasfeder

2 einen Querschnitt eines ersten Ausführungsbeispiels einer Gasfeder

3 einen vergrößerten Ausschnitt der Gasfeder nach 2 im Querschnitt

4 einen weitere vergrößerten Ausschnitt der Gasfeder nach 2 im Querschnitt

5 einen vergrößerten Ausschnitt eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Gasfeder im Querschnitt

6 einen vergrößerten Ausschnitt eines dritten Ausführungsbeispiels einer Gasfeder im Querschnitt.

In 1 ist eine beispielhafte Anwendung einer Gasfeder 1 an einer Heckklappe 2 eines Kraftfahrzeugs dargestellt.

Die Heckklappe 2 ist aus einer etwa nach unten gerichteten geschlossenen Position um eine Schwenkachse an ihrem oberen Ende nach oben schwenkbar.

Sie verfügt dabei über einen ersten Hubbereich &agr;1, der aufgrund der Ausfahrkraft der Gasfeder 1 unabhängig von einer die Heckklappe 2 in Öffnungsrichtung beaufschlagenden Handkraft selbsttätig zurückgelegt wird. Am Ende des ersten Hubbereichs &agr;1 bleibt die Heckklappe 2 stehen.

Der Sinn dieser Maßnahme liegt darin, daß es einerseits nicht ausgeschlossen ist, daß in niedrigen Garagen die Heckklappe 2 an der Garagendecke anschlägt oder eine kleinwüchsige Person den Griff zum Schließen der Heckklappe 2 nicht mehr erreichen würde.

Für großgewachsene Personen besteht die Möglichkeit, daß die Heckklappe 2 durch den Einsatz einer Handkraft im weiteren Öffnungswinkelbereich &agr;2 bis zu einem gewünschten Öffnungswinkel weiter geöffnet werden kann. Es kann auch die Auslegung getroffen werden, daß der zweite Öffnungswinkelbereich als ein einfacher Zwischenstopp in einem Haltepunkt ausgeführt ist und sich ein weiterer Öffnungswinkelbereich anschließt, in dem die Gasfeder wieder selbsttätig ohne Handkraft eine Ausfahrbewegung zurücklegt.

Die in 2 dargestellte Gasfeder 1 besteht aus einem Zylinder 3 mit einem endseitigen Boden 4. Das entgegengesetzte Ende des Zylinders 3 wird von einer Kolbenstangendurchführung 5, die eine Kolbenstange 6 axial beweglich lagert, druckdicht verschlossen. An der Kolbenstange 6 ist ein Kolben 7 befestigt, der den Zylinder 3 in einen kolbenstangenseitigen ersten Arbeitsraum 8 und einen bodenseitigen zweiten Arbeitsraum 9 unterteilt.

Wie weiterhin auch die 3 und 4 zeigen, verfügt der Kolben 7 über ein Schaltventil 10 und ein Überdruckventil 11.

Das Schaltventil 10 besitzt einen Kolbenring 12, der in einer Ringnut 13 axial verschiebbar angeordnet ist, die radial umlaufend an der radial äußeren Mantelfläche eines Ventilschieberrings 14 des Überdruckventils 11 ausgebildet ist. Dabei ist der Kolbenring 12 in Reibkontakt zur Innenwand des Zylinders 3 und an seiner radial inneren Seite umströmbar.

Bei Anlage des Kolbenrings 12 an der dem zweiten Arbeitsraum 9 näheren Seitenwand 15 der Ringnut 13 ist der Strömungsdurchgang des Schaltventils 10 geschlossen.

Befindet sich der Kolbenring 12 nicht in Anlage an der Seitenwand 15 der Ringnut 13, so ist das Schaltventil 10 geöffnet.

Der Ventilschieberring 14 des Überdruckventils 11 ist auf einem rotationssymmetrischen Teil 16 des Kolbens 7 axial verschiebbar angeordnet.

Seine dem ersten Arbeitsraum 8 nähere Endstellung wird durch einen Anschlag 17 des Kolbens 7 definiert, während seine dem zweiten Arbeitsraum 9 nähere Endstellung durch eine auf Block gepreßte Schraubendruckfeder definiert ist.

Die Schraubendruckfeder bildet eine Schließfeder 18, durch die der Ventilschieberring 14 zum Anschlag 17 hin beaufschlagt ist.

Bei Anlage an dem Anschlag 17 befindet sich der Ventilschieberring 14 in seiner Schließstellung (3 und 4, obere Hälfte), während er sich in seiner Offenstellung befindet, wenn er in seine dem zweiten Arbeitsraum 9 nächste Stellung verschoben ist (3 und 4, untere Hälfte).

Von dem ersten Arbeitsraum 8 führt zwischen Kolbenstange 6 und Kolben 7 ein Ringspalt 19 zu Radialbohrungen 20 im Kolben 7, die in einem von dem in der Schließstellung befindlichen Ventilschieberring 14 abgedeckten Bereich radial nach außen münden.

Beidseitig der Mündung der Radialbohrungen 20 sind in radial umlaufenden Nuten 21 des Kolbens 7 Dichtringe 22 und 23 angeordnet, die mit ihrer radial äußeren Mantelfläche in dichtender Anlage an der Ring-Innenkontur des in seiner Schließstellung befindlichen Ventilschieberrings 14 sind.

Der dem zweiten Arbeitsraum 9 nähere Dichtring 23 besitzt einen geringeren Außendurchmesser als der dem ersten Arbeitsraum 8 nähere Dichtring 22.

Weiterhin ist die Ring-Innenkontur des Ventilschieberrings 14 derart stufig ausgebildet, daß sie in ihrem dem ersten Arbeitraum 8 näheren Bereich einen dem Dichtring 22 entsprechenden größeren Durchmesser besitzt als in ihrem dem zweiten Arbeitsraum 9 näheren Bereich, der einen dem Dichtring 23 entsprechenden Durchmesser besitzt.

Dies führt dazu, daß in der Offenstellung des Ventilschieberrings 14 eine Strömungsverbindung von dem ersten Arbeitsraum 8 über den Ringspalt 19 und die Radialbohrungen 20, den Dichtring 23 überströmend und zwischen dem rotationssymmetrischen Teil 16 des Kolbens 7 und dem Ventilschieberring 14 zum zweiten Arbeitsraum 9 besteht.

Befindet sich der Kolben 7 im ersten Hubbereich der Gasfeder 1, so ist die dem ersten Arbeitsraum 8 zugewandte erste Wirkfläche 24 des Ventilschieberrings 14 vom Druck in dem ersten Arbeitsraum 8 beaufschlagt. Diese erste Wirkfläche 24 ist kleiner als die dem zweiten Arbeitsraum 9 zugewandte zweite Wirkfläche 25 des Ventilschieberrings 14, die immer vollständig von dem im zweiten Arbeitsraum 9 herrschenden Druck beaufschlagt ist.

In dem ersten Arbeitsraum 8 ist in dem Bereich, in dem der Kolben 7 aus dem ersten Hubbereich heraus- und in den weiteren Hubbereich hinein fährt, ein Dichtkolben 26 im Zylinder 3 axial verschiebbar angeordnet.

Durch einen O-Ring 27, der in einer radial umlaufenden Nut 28 an der radial umlaufenden Mantelfläche des Dichtkolbens 26 angeordnet ist, ist der Dichtkolben 26 gegenüber der Innenwand des Zylinders 3 abgedichtet.

Entgegen der Federkraft einer Schraubendruckfeder 29 ist der Dichtkolben 26 zum kolbenstangenseitigen Ende des Zylinders 3 hin verschiebbar.

Der Dichtkolben 26 besitzt eine durchgehende koaxiale Öffnung 30, die an dem dem Kolben 7 zugewandten Endbereich eine im Querschnitt erweiterte Stufe 31 besitzt.

In diese Stufe 31 ist ein zum kolbenstangenseitigen Ende des Zylinders 3 gerichteter koaxialer Fortsatz 32 des Kolbens 7 einführbar, der eine radial umlaufende Ringnut 33 an seiner radial umlaufenden Mantelfläche besitzt, in der ein weiterer O-Ring 34 eingesetzt ist. Dieser O-Ring 34 liegt bei in die Stufe 31 der Öffnung 30 eingeführtem Fortsatz 32 dicht an der Innenwand der Stufe 31 an.

Während einer Ausfahrbewegung von Kolben und Kolbenstange im ersten Hubbereich ist zusätzlich zu der vorbeschriebenen Strömungsverbindung u. a. über den Ringspalt 19 eine weitere Strömungsverbindung von dem ersten Arbeitsraum 8 zum zweiten Arbeitsraum 9 gegeben. Diese zweite Strömungsverbindung führt von dem ersten Arbeitsraum 8 über die Öffnung 30 an der Außenseite des Fortsatzes 32 entlang zur Innenkontur des Ventilschieberrings 14 und zwischen dem rotationssymmetrischen Teil 16 des Kolbens 7 und dem Ventilschieberring 14 zum zweiten Arbeitsraum 9.

Dabei wird die erste Wirkfläche 24 von dem Staudruck im ersten Arbeitsraum 8 beaufschlagt und der Ventilschieberring 14 entgegen der Kraft der Schließfeder 18 in seine Offenstellung verschoben und dort gehalten.

Taucht der Fortsatz 32 in die Stufe 31 ein, ist diese zweite Strömungsverbindung abgesperrt und die erste Wirkfläche 24 nicht mehr druckbeaufschlagt.

Es verbleibt nur noch die Ringfläche 35 an der Ring-Innenkontur des Ventilschieberrings 14 am Übergang von dem kleinen Durchmesser zum großen Durchmesser.

Solange die Ausfahrbewegung des Kolbens 7 auch im weiteren Hubbereich aufrecht erhalten wird, kann der auf die Ringfläche 35 wirkende Staudruck des ersten Arbeitsraumes 8 den Ventilschieberring 14 in seiner Offenstellung halten: Dabei wird von dem Kolben 7 der Dichtkolben 26 mit verschoben.

Wird nun im weiteren Hubbereich die Ausfahrbewegung durch Festhalten der Heckklappe 2 unterbrochen, bricht der Staudruck im ersten Arbeitsraum 8 zusammen und kann das Überdruckventil 11 nicht mehr offen halten.

Unter der auf die zweite Wirkfläche 25 wirkenden Druckkraft im zweiten Arbeitsraum 9 und der Kraft der Schließfeder 18 wird der Ventilschieberring 14 in seine Schließstellung bewegt und dort gehalten.

Damit sind der erste und der zweite Arbeitsraum 8 und 9 voneinander getrennt und die Gasfeder 1 ist in dieser Stellung blockiert. Damit wird auch die Heckklappe in dieser Stellung arretiert.

Soll aus dieser Stellung heraus die Heckklappe 2 weiter geöffnet werden, muß die Heckklappe 2 manuell in Öffnungsrichtung kraftbeaufschlagt werden. Dies führt zu einer Beaufschlagung der Kolbenstange 6 und des Kolbens 7 in Ausfahrrichtung, wodurch im ersten Arbeitsraum 8 ein Staudruck erzeugt wird, der auf die Ringfläche 35 wirkt und den Ventilschieberring 14 entgegen der auf die zweite Wirkfläche 25 einwirkenden Druckkraft und der Kraft der Schließfeder 18 in seine Offenstellung verschiebt, so daß die erste Strömungsverbindung geöffnet ist und eine selbsttätige Öffnungsbewegung der Heckklappe 2 fortgesetzt wird.

Soll nun ein Schließen der Heckklappe 2 erfolgen, wird diese manuell in Schließrichtung kraftbeaufschlagt und damit die Kolbenstange 6 und der Kolben 7 in Einfahrrichtung bewegt (3 und 4, obere Hälfte).

Dadurch wird ein erhöhter Staudruck in dem zweiten Arbeitsraum 9 erzeugt, der zum einen das Überdruckventil 11 schließt und durch Verschieben des Kolbenrings 12 in seine Offenstellung das Schaltventil 10 öffnet.

Von dem Staudruck wird dabei der Dichtkolben 26 zunächst in seiner Position gehalten, so daß der Fortsatz 32 des Kolbens 7 sich aus der Stufe 31 herausbewegt.

Damit kann nun Gas von dem zweiten Arbeitsraum 9 in den ersten Arbeitsraum 8 strömen und der Dichtkolben 26 dem Kolben 7 nachfolgen.

Bei Unterbrechung der Schließbewegung innerhalb des weiteren Hubbereichs fährt der Fortsatz 32 wieder in die Stufe 31 ein und das Schaltventil 10 schließt, so daß die Heckklappe 2 in dieser Position gehalten wird.

In gleicher Weise, wie vorbeschrieben, erfolgt eine Fortsetzung der Schließbewegung.

Im ersten Hubbereich muß die Schließbewegung bis zur Endlage durchgeführt werden. Dort rastet die Heckklappe 2 in ein karosseriefestes Schloß ein und hält die Gasfeder 1 in einer vollständig eingefahrenen Stellung.

Bei dem Ausführungsbeispiel der 5 entspricht der Aufbau und die Funktionsweise des Überdruckventils 11 der des Überdruckventils 11 und die des Schaltventils 10 der des Schaltventils 10 in den 2 bis 4, wobei anstatt des Ringspalts 19 über in dem Kolben 7' ausgebildete Kanäle 36 eine Verbindung von dem ersten Arbeitsraum 8 zu den Radialbohrungen 20 hergestellt ist.

An dem Kolben 7' ist in Reihe zu dem Schaltventil 10 zwischen dem ersten Arbeitsraum 8 und dem Schaltventil 10 ein weiteres Schaltventil 37 angeordnet, das bei einer Ausfahrbewegung des Kolbens 7' schließt und bei einer Einfahrbewegung des Kolbens 7' öffnet.

Das Schaltventil 37 weist eine Ringdichtung 38 auf, die in einer zweiten Ringnut 39 axial verschiebbar angeordnet ist, welche radial umlaufend an der radial äußeren Mantelfläche des Kolbens 7' ausgebildet ist. Dabei steht die Ringdichtung 38 in Reibkontakt zur Innenwand des Zylinders 3 und ist radial innen überströmbar.

Bei Anlage der Ringdichtung 38 an der dem zweiten Arbeitsraum 9 näheren Seitenwand 40 der zweiten Ringnut 39 ist der Strömungsdurchgang des zweiten Schaltventils 37 geschlossen.

Über den ersten Hubbereich des Kolbens 7' erstreckt sich axial eine in der Innenwand des Zylinders 3 ausgebildete Bypassnut 41, über die der Kolben 7' immer umströmbar ist.

Bei Öffnen des Schlosses der Heckklappe 2 kann somit im ersten Hubbereich die Gasfeder 1 die Heckklappe 2 in Öffnungsrichtung bewegen und Gas von dem ersten Arbeitsraum 8 über die Bypassnut 41 zum zweiten Arbeitsraum 9 strömen.

Gelangt der Kolben 7' beim Ausfahren in den weiteren Hubbereich, so ist kein Umströmen des Kolbens 7' über die Bypassnut 41 mehr möglich.

Der Staudruck im ersten Arbeitsraum 8 wirkt aber wie bei dem Überdruckventil 11 des Ausführungsbeispiels der 2 bis 4 und hält dieses bis zu einer Unterbrechung der Ausfahrbewegung offen.

Bei einer Einfahrbewegung von Kolben 7' und Kolbenstange 6 im weiteren Hubbereich öffnen beide Schaltventile 10 und 37, so daß eine Strömungsverbindung von dem zweiten Arbeitsraum 9 zum ersten Arbeitsraum 8 so lange besteht, wie diese Einfahrbewegung aufrecht erhalten wird.

Eine Unterbrechung der Einfahrbewegung im weiteren Hubbereich führt wieder zu einem Schließen der Schaltventile 10 und 37 und einem Halten der Heckklappe 2 in dieser Stellung.

Bei dem Ausführungsbeispiel der 6 ist die Ring-Innenkontur des Ventilschieberrings 14' nicht stufig sondern durchgehend zylindrisch und die erste und zweite Wirkfläche 24' und 25' sind gleich groß.

Auch die Dichtringe 22' und 23' haben gleichen Außendurchmesser.

Ansonsten entspricht der Aufbau des Ausführungsbeispiels der 6 demjenigen der 5.

Bei einer Ausfahrbewegung im ersten Hubbereich wirkt der Staudruck in dem ersten Arbeitsraum 8 über die Bypassnut 41 und die Kanäle 36 sowie Radialbohrungen 20 auf die erste Wirkfläche 24' des Ventilschieberrings 14' und bewirkt eine Öffnung des Überdruckventils 11.

Diese Öffnung wird aufgrund des nun nur noch über die Kanäle 36 sowie die Radialbohrungen 20 auf die erste Wirkfläche 24' einwirkenden Staudrucks aufrechterhalten, bis eine Unterbrechung der Ausfahrbewegung erfolgt. In dieser Stellung wird nun die Heckklappe 2 gehalten.

Da nun im ersten Arbeitsraum 8 kein Staudruck vorhanden ist, schließt das Überdruckventil 11.

Ein weiteres Ausfahren von Kolben 7' und Kolbenstange 6 ist bei diesem Ausführungsbeispiel aber nur möglich, wenn die Heckklappe 2 zunächst in den ersten Hubbereich zurückbewegt wird, um dort einen Staudruck in dem ersten Arbeitsraum 8 über die Bypassnut 41 zur ersten Wirkfläche 24' zu leiten und das Überdruckventil 11 zu öffnen. Dann kann auch wieder ein selbsttätiges Ausfahren im weiteren Hubbereich durch die Gasfeder 1 erfolgen.

1
Gasfeder
2
Heckklappe
3
Zylinder
4
Boden
5
Kolbenstangendurchführung
6
Kolbenstange
7
Kolben
7'
Kolben
8
erster Arbeitsraum
9
zweiter Arbeitsraum
10
Schaltventil
11
Überdruckventil
12
Kolbenring
13
Ringnut
14
Ventilschieberring
14'
Ventilschieberring
15
Seitenwand
16
Rotationssymmetrisches Teil
17
Anschlag
18
Schließfeder
19
Ringspalt
20
Radialbohrungen
21
Nuten
22
Dichtring
22'
Dichtring
23
Dichtring
23'
Dichtring
24
erste Wirkfläche
24'
erste Wirkfläche
25
zweite Wirkfläche
25'
zweite Wirkfläche
26
Dichtkolben
27
O-Ring
28
Nut
29
Schraubendruckfeder
30
Öffnung
31
Stufe
32
Fortsatz
33
Ringnut
34
weiterer O-Ring
35
Ringfläche
36
Kanäle
37
zweites Schaltventil
38
Ringdichtung
39
zweite Ringnut
40
Seitenwand
41
Bypassnut


Anspruch[de]
Gasfeder mit einem Zylinder, der von einem Fluid gefüllt ist, das zumindest teilweise aus einem Druckgas besteht, mit einem in dem Zylinder axial verschiebbaren Kolben, der den Zylinder in einen ersten und einen zweiten Arbeitsraum unterteilt und der eine einseitige Kolbenstange besitzt, die durch den ersten Arbeitsraum hindurch- und abgedichtet aus dem Zylinder herausgeführt ist, mit einem bewegungsrichtungsabhängigen Schaltventil, zu dem ein Überdruckventil parallel geschaltet ist, wobei Schaltventil und Überdruckventil in oder an dem Kolben angeordnet sind und in einem ersten Hubbereich das Kolbens ein Bypass das Schaltventil und das Überdruckventil überbrückt, dem sich ein weiterer bypassfreier Hubbereich anschließt, wobei die Gasfeder im bypassfreien Hubbereich arretierbar ist und das Überdruckventil einen das Schließglied bildenden Ventilschieber aufweist, der zwischen einer dem ersten Arbeitsraum näheren Schließstellung und einer dem zweiten Arbeitsraum näheren Offenstellung axial verschiebbar angeordnet ist und von einer Schließfeder sowie von dem Druck in dem zweiten Arbeitsraum in Ventilschließrichtung sowie von dem Druck im ersten Arbeitsraum in Ventilöffnungsrichtung beaufschlagt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilschieber als Ventilschieberring (14, 14') ausgebildet ist, der auf einem rotationssymmetrischen Teil (16) des Kolbens (7, 7') axial verschiebbar angeordnet ist und daß das Schaltventil (10) einen Kolbenring (12) aufweist, der in einer Ringnut (13) axial verschiebbar angeordnet ist, die radial umlaufend an der radial äußeren Mantelfläche des Ventilschieberrings (14, 14') ausgebildet ist, wobei der Kolbenring (12) in Reibkontakt zur Innenwand des Zylinders (3) steht sowie radial innen überströmbar ist und wobei bei Anlage des Kolbenrings (12) an der dem zweiten Arbeitsraum (9) näheren Seitenwand (15) der Ringnut (13) der Strömungsdurchgang des Schaltventils (10) geschlossen ist. Gasfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Offenstellung des Ventilschiebers eine von dem Druck des ersten Arbeitsraumes (8) beaufschlagbare erste Wirkfläche (24') des Ventilschiebers gleiche Größe wie eine von dem Druck in dem zweiten Arbeitsraum (9) beaufschlagbare zweite Wirkfläche (25') des Ventilschiebers besitzt und daß in der Schließstellung des Ventilschiebers dessen erste Wirkfläche (24') druckunbeaufschlagt und die zweite Wirkfläche (25') vom Druck in der zweiten Arbeitskammer (9) beaufschlagt ist. Gasfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Schließstellung des Ventilschiebers eine von dem Druck des ersten Arbeitsraumes (8) beaufschlagbare erste Wirkfläche (24) des Ventilschiebers kleiner als eine von dem Druck in dem zweiten Arbeitsraum (9) beaufschlagbare zweite Wirkfläche (25) des Ventilschiebers ist und daß in der Offenstellung des Ventilschiebers dessen erste und zweite Wirkfläche (24, 25) gleiche Größe besitzen. Gasfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilschieberring (14, 14') in seiner Schließstellung mit seiner Ring-Innenkontur eine Verbindung von dem ersten Arbeitsraum (8) zum zweiten Arbeitsraum (9) absperrt. Gasfeder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die von dem ersten Arbeitsraum (8) zum Überdruckventil (11) führende Verbindung radial in den in der Schließstellung von dem Ventilschieberring (14, 14') umschlossenen rotationssymmetrischen Teil (16) des Kolbens mündet, wobei der rotationssymmetrische Teil (16) axial beidseitig der Mündung der Verbindung jeweils von einem Dichtring (22, 22', 23, 23') umschlossen ist, der mit seiner radial umlaufenden äußeren Mantelfläche in dichtender Anlage an der Ring-Innenkontur des in seiner Schließstellung befindlichen Ventilschieberrings (14, 14') ist. Gasfeder nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ring-Innenkontur des Ventilschieberrings (14) an seinem dem zweiten Arbeitsraum (9) nahen Ende einen geringeren Querschnitt aufweist als an seinem dem ersten Arbeitsraum (8) nahen Ende. Gasfeder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in dem ersten Hubbereich des Kolbens (7') eine sich axial erstreckende Bypassnut (41) in der Innenwand des Zylinders (3) ausgebildet ist. Gasfeder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Kolben (7') ein zweites bewegungsrichtungsabhängiges Schaltventil (37) angeordnet ist, über das bei einer Einfahrbewegung des Kolbens (7') und der Kolbenstange (6) der zweite Arbeitsraum (9) mit dem ersten Arbeitsraum (8) verbindbar ist. Gasfeder nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Schaltventil (10) und das zweite Schaltventil (37) in Reihe geschaltet sind. Gasfeder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Schaltventil (37) eine Ringdichtung (38) aufweist, die in einer zweiten Ringnut (39) axial verschiebbar angeordnet ist, die radial umlaufend an der radial äußeren Mantelfläche des Kolbens (7') ausgebildet ist, wobei die Ringdichtung (38) in Reibkontakt zur Innenwand des Zylinders (3) steht sowie radial innen überströmbar ist und wobei bei Anlage der Ringdichtung (38) an der dem zweiten Arbeitsraum (9) näheren Seitenwand (40) der zweiten Ringnut (39) der Strömungsdurchgang des zweiten Schaltventils (37) geschlossen ist. Gasfeder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in dem bypassfreien weiteren Hubbereich ein gegenüber der Innenwand des Zylinders (3) abgedichteter Dichtkolben (26) verschiebbar angeordnet ist, der eine koaxiale Öffnung (30) besitzt, deren Mündung zum Kolben (7) gerichtet ist und in die ein koaxialer Fortsatz (32) des Kolbens (7) entsprechenden Querschnitts die Öffnung (30) dicht verschließend bis zur Anlage an einem Anschlag einführbar ist, wobei die Öffnung (30) mit dem kolbenstangenseitigen Endbereich des Zylinders (3) in Verbindung steht und der Dichtkolben (26) von dem Kolben (7) entgegen einer Federkraft zum kolbenstangenseitigen Ende des Zylinders (3) verschiebbar ist.






IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche

Patent Zeichnungen (PDF)

Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com