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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Objektträgersäule mit einer Gasfeder, die
ein beidseitig geschlossenes Führungsrohr
aufweist, dessen mit einem Druckgas oder Druckgas-/Ölgemisch gefüllter Innenraum
von einem verschiebbaren Kolben in eine erste Arbeitskammer und
eine zweite Arbeitskammer unterteilt ist, mit einer an dem Kolben
mit ihrem einen Ende fest angeordneten Kolbenstange, die durch die zweite
Arbeitskammer hindurch und abgedichtet nach außen geführt ist, mit einer manuell
betätigbaren
ersten Ventileinrichtung, durch die die erste Arbeitskammer mit
der zweiten Arbeitskammer den Kolben umgehend verbindbar ist und
mit einer zweiten Ventileinrichtung, durch die die zweite Arbeitskammer
mit der ersten Arbeitskammer verbindbar ist, wobei die zweite Ventileinrichtung
eine an der zylindrischen Mantelfläche des Kolbens radial offene
umlaufende Ringnut aufweist, in der ein Dichtring aus einem elastischen
Material axial beweglich angeordnet ist, der mit Vorspannung an
der Innenwand des Führungsrohres
in Anlage ist und bei Anlage des Dichtrings an der der ersten Arbeitskammer
näheren
ersten Nutseitenwand im Bereich des Nutgrundes unterströmbar ist,
wobei der der ersten Arbeitskammer nähere Bereich des Nutgrundes über eine
Strömungsverbindung
mit der ersten Arbeitskammer verbunden ist.
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Derartige
Objektträgersäulen werden
insbesondere als Stuhlsäulen
mit Stuhlverstellung verwandt. Dabei soll ein an der Gasfeder angeordneter, einen
Stuhlsitz tragender Sitzträger
nach einer Entlastung des vorher belasteten Stuhlsitzes aus jeder beliebigen Sitzhöhenposition
selbsttätig
in den vollständig
ausgeschobenen Zustand der Gasfeder bewegt werden.
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Bei
Belastung des Stuhlsitzes bewegt sich die Kolbenstange so lange
in die Gasfeder hinein, wie die erste Ventileinrichtung manuell
geöffnet
ist und ein Überströmen des
Druckgases von der ersten in die zweite Arbeitskammer ermöglicht ist.
Bei manuellem Schließen
der zweiten Ventileinrichtung ist dann die gewünschte Sitzposition eingestellt.
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Die
zweite Ventileinrichtung öffnet
bei einer Entlastung des Stuhlsitzes selbsttätig und muß nicht erst manuell betätigt werden.
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Bei
einer Objektträgersäule der
eingangs genannten Art ist eine axiale Düsenbohrung in der ersten Nutseitenwand
von dem der ersten Arbeitskammer näheren Bereich des Nutgrundes
der Ringnut zur ersten Arbeitskammer hin bekannt. Der Querschnitt
der Düsenbohrung
bestimmt dabei die Ausfahrgeschwindigkeit. Dies soll zwar ein zügiges aber nicht
zu schnelles Ausfahren der Kolbenstange bewirken, um ein hartes
Anschlagen in der ausgefahrenen Endposition zu vermeiden.
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Gelangen
Verschmutzungen in die Düsenbohrung
und verschließen
ganz oder teilweise deren Durchtrittsquerschnitt, so kommt es zu
einer stark schwankenden Ausfahrgeschwindigkeit bis hin zu einem
Blockieren der Gasfeder in Aushubrichtung. Dies kann auch auftreten,
wenn die Reibung zwischen dem Führungsrohr
und dem Dichtring zu groß ist.
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Verschmutzungen
im Inneren des Führungsrohres
können
montagebedingt sein oder z.B. durch Abrieb an Dichtungen entstehen.
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Aus
der
GB 2 303 194 A ist
noch eine Gasfeder für
eine Fahrzeugklappe bekannt, die die Schwenkbewegung der Klappe
in einer Position zwischen der geschlossenen und vollständig geöffneten Stellung
blockiert. Dazu weist die der Kolben der Gasfeder einen Bereich
mit einem größeren Durchmesser,
der der den Druckzylinder mit Hilfe eines Dichtungsrings in zwei
Arbeitskammern unterteilt, und einen Bereich mit einem kleineren
Durchmesser auf. Der Bereich mit kleinerem Durchmesser umfasst ebenfalls
ein Dichtungsring, der mit einer in einem der Arbeitskammern bereitgestellten
Hülse derart zusammenwirkt,
daß, wenn
der Dichtungsring des Bereichs mit geringerem Durchmesser an die
Hülse bewegt
wird, die Ausfahrbewegung der Gasfeder zunächst einmal blockiert wird.
Damit die Gasfeder in die vollständig
ausgefahrene Position und die Klappe in ihre vollständig ausgefahrene
Stellung gebracht werden kann, muss der Kolben mit Hilfe einer Handkraft
manuell weiter in Ausfahrrichtung verschoben werden, bis die Gasfeder
wieder anfängt
sich automatisch zu bewegen. Durch Öffnen eines im Kolben angeordneten
Ventils kann diese Blockierstellung jedoch aufgehoben werden, sodass
die Klappe auch von der geschlossenen Stellung durchgehend bis in die
vollständig
geöffnete
Stellung schwenken kann.
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Aufgabe
der Erfindung ist es daher eine blockierbare Objektträgersäule der
eingangs genannten Art zu schaffen, die eine weitgehend konstante
Ausfahrgeschwindigkeit der Gasfeder gewährleistet.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
daß in
der ersten Nutseitenwand eine oder mehrere vom Nutgrund radial nach
außen
führende,
axial zur Ringnut hin offene Radialdüsennuten ausgebildet sind und
daß bei
Anlage des Dichtrings an der der zweiten Arbeitskammer näheren zweiten Nutseitenwand
der Dichtring nicht umströmbar
ist.
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Eine
weitere Lösung
der Aufgabe besteht darin, daß in
dem der ersten Arbeitskammer näheren Bereich
des Nutgrundes der Ringnut eine oder mehrere sich axial zur Längsachse
des Führungsrohres erstreckende,
zur Ringnut hin offene Axialdüsennuten
angeordnet sind, die mit einer oder mehreren Radialnuten in der
ersten Nutseitenwand in Verbindung stehen und daß bei Anlage des Dichtrings
an der der zweiten Arbeitskammer näheren zweiten Nutseitenwand
der Dichtring nicht umströmbar
ist.
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Da
zu einem Schließen
der zweiten Ventileinrichtung die Radialdüsennuten oder Axialdüsennuten
zur Ringnut hin immer geöffnet
werden, können
Verschmutzungen in den Radialdüsennuten
oder Axialdüsennuten
während
des Schließvorganges
der zweiten Ventileinrichtung durch das strömende Druckgas gut aus der
offenen Radialdüsennut
oder Axialdüsennut
herausgeblasen werden, so daß kein Verstopfen
möglich
ist.
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Bei
geöffneter
zweiter Ventileinrichtung wird die Nutöffnung durch den an der ersten
Nutseitenwand anliegenden Dichtring abgedeckt, so daß nur noch
der Nutquerschnitt als der die Ausfahrgeschwindigkeit bestimmende
Querschnitt zum Durchströmen
des Druckgases zur Verfügung
steht.
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Zusätzlich zu
den Axialdüsennuten
können auch
die Radialnuten als Radialdüsennuten
ausgebildet sein und die Ausfahrgeschwindigkeit mitbestimmen.
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Um
zu vermeiden, daß bei
einer Verwendung eines weichen Materials des Dichtringes dieser
sich bei Anliegen an der ersten Nutseitenwand teilweise in die Radialdüsennuten
hineinverformen und den Durchtrittsquerschnitt der Radialdüsennuten
verringern kann, ist vorzugsweise axial zwischen der ersten Nutseitenwand
und dem Dichtring in der Ringnut ein unterströmbarer formstabiler Stützring axial
beweglich angeordnet. Zum gleichmäßigen Abdecken der Radialdüsennuten
und zum axialen Abstützen des
Dichtrings kann der Stützring
einen Rechteckquerschnitt besitzen.
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Ist
der Stützring
an der Innenwand des Führungsrohres
axial verschiebbar geführt,
so wird seine einwandfreie Unterströmbarkeit gewährleistet.
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Zu
einem leichten Umschalten der zweiten Ventileinrichtung führt es,
wenn der Stützring
aus einem gegenüber
der Innenwand des Führungsrohres reibungsarmen
Werkstoff besteht.
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Ist
die erste Nutseitenwand von einer mit dem Kolben fest verbundenen,
die eine oder mehreren Radialdüsennuten
oder Radialnuten aufweisenden Düsenscheibe
gebildet, so ergibt sich eine einfache Herstellbarkeit der Radialdüsennuten
oder Radialnuten.
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Dabei
kann es bei der Montage der Düsenscheibe
nicht zu einem Montagefehler kommen, wenn die Düsenscheibe beidseitig mit einer
oder mehreren Radialdüsennuten
oder Radialnuten versehen ist, da die Düsenscheibe mit jeder ihrer
beiden Seiten die erste Nutseitenwand bilden kann.
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Eine
einfache Montage von Kolben und Düsenscheibe an der Kolbenstange
wird dadurch ermöglicht,
daß die
Kolbenstange mit ihrem der ersten Arbeitskammer zugewandten Ende
eine zur Längsachse
des Führungsrohres
koaxiale Kolbenbohrung des Kolbens sowie eine koaxiale Scheibenbohrung der
Düsenscheibe
durchragt und an ihrem freien Ende nietartig verformt ist.
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Zum
Sicherstellen der Unterströmbarkeit
von Dichtring und Stützring
bei geöffneter
zweiter Ventileinrichtung kann in dem der ersten Arbeitskammer näheren Bereich
des Nutgrundes der Ringnut eine sich axial zur Längsachse des Führungsrohres
erstreckende Verbindung ausgebildet sein, die an ihrem einen Ende
mit der einen oder den mehreren Radialdüsennuten oder Radialnuten verbunden
ist.
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Dazu
kann der der ersten Arbeitskammer nähere Bereich der Ringnut gegenüber dem
der zweiten Arbeitskammer näheren
Bereich der Ringnut eine größere Tiefe
aufweisen und mit den Radialdüsennuten
in Verbindung stehen.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.
Es zeigen
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1 eine
Objektträgersäule im Querschnitt
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2 einen
vergrößerten Ausschnitt
der Objektträgersäule nach 1 bei
geschlossener zweiter Ventileinrichtung
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3 einen
vergrößerten Ausschnitt
der Objektträgersäule nach 1 bei
geöffneter
zweiter Ventileinrichtung
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4 einen
Querschnitt eines Kolbens der Objektträgersäule nach 1
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5 eine
Draufsicht des Kolbens der Objektträgersäule nach 1
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6 ein
zweites Ausführungsbeispiel
eines Kolbens für
eine Objektträgersäule nach 1
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7 eine
Draufsicht des Kolbens nach 6
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8 eine
Seitenansicht einer Düsenscheibe
der Objektträgersäule nach 1
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9 einen
Querschnitt der Düsenscheibe nach 8
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10 einen
Querschnitt einer ersten Ventileinrichtung für eine Objektträgersäule nach 1.
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Die
dargestellte Objektträgersäule für einen Stuhl
besitzt ein Standrohr 1, an dessen unteren Bereich reduzierten
Durchmessers nicht dargestellte Stuhlfüße angeordnet werden können.
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An
dem unteren Ende des Standrohres 1 ist ein Stützboden 2 fest
eingesetzt, an dem das freie Ende einer Kolbenstange 3 einer
Gasfeder 4 um ihre Längsachse 5 drehbar
axial abgestützt
befestigt ist.
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Die
Gasfeder 4 besitzt einen Druckzylinder 6, der
in einer in das obere Ende des Standrohres 1 eingesetzten
Führungsbuchse 7 axial
verschiebbar geführt
ist und aus dem oberen Ende des Standrohres 1 herausragt.
Das aus dem Standrohr 1 herausragende Ende des Druckzylinders 6 ist
als Konus 8 zur Aufnahme eines nicht dargestellten Sitzträgers ausgebildet.
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Koaxial
innerhalb des Druckzylinders 6 ist ein mit einem Druckgas
gefülltes
Führungsrohr 9 derart
fest angeordnet, daß zwischen
Druckzylinder 6 und Führungsrohr 9 ein
Ringspalt 10 gebildet ist.
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Der
Ringspalt 10 ist an dem kolbenstangenaustrittseitigen Ende
der Gasfeder 4 mit dem Innenraum des Führungsrohres 9 verbunden.
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Die
Kolbenstange 3 ist abgedichtet in das Führungsrohr 9 hineingeführt und
trägt an
ihrem in das Führungsrohr 9 ragenden
Ende einen Kolben 11, der den Innenraum des Führungsrohres 9 in
eine erste Arbeitskammer 12 und eine zweite Arbeitskammer 13 unterteilt
und verschiebbar in dem Führungsrohr 9 geführt ist.
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Das
obere Ende des Führungsrohres 9 ist von
einer Verschlußwand 14 verschlossen.
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Von
dem Ringspalt 10 führt
in der Verschlußwand 14 eine
Radialbohrung 15 zu einer in der Verschlußwand 14 angeordneten,
als Absperrventil 16 ausgebildeten ersten Ventileinheit,
durch die eine Bypassleitung von der ersten Arbeitskammer 12, über die
Radialbohrung 15 und den Ringspalt 10 zur zweiten
Arbeitskammer 13 herstellbar ist.
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Das
Absperrventil 16 besitzt einen koaxial in einer Bohrung 17 der
Verschlußwand 14 verschiebbaren
Ventilschieber 18, der aus seiner Schließposition
durch einen Betätigungsstößel 19 zur
ersten Arbeitskammer 12 hin in seine Öffnungsposition beaufschlagbar
ist.
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Der
koaxial verschiebbar geführte
Betätigungsstößel 19 ragt
mit seinem dem Ventilschieber 18 entgegengesetzten Ende
nach außen
und ist entgegen der auf den Ventilschieber 18 axial wirkenden Druckkraft
des Druckgases in der ersten Arbeitskammer 12 in Öffnungsrichtung
manuell beaufschlagbar.
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Der
Kolben 11 besitzt an seiner zylindrischen Mantelfläche eine
radial offene, umlaufende Ringnut 20, in der ein Dichtring 21 aus
einem elastischen Material angeordnet ist, der in der Ringnut 20 frei
axial bewegbar ist.
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Der
Dichtring 21 liegt mit radialer Vorspannung an der Innenwand 22 des
Führungsrohres 9 an.
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Zur
Seite der Verschlußwand 14 ist
die Ringnut 20 von einer ersten Nutseitenwand 23 und
kolbenstangenseitig ist die Ringnut 20 von einer zweiten Nutseitenwand 24 begrenzt.
Die erste Nutseitenwand 23 ist dabei von einer separaten
Düsenscheibe 25 gebildet.
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Der
Kolben 11 ist ein Kunststoffteil und besitzt eine zur Längsachse 5 koaxiale
Kolbenbohrung 26, mit der er auf die Kolbenstange 3 aufgeschoben ist,
bis er über
eine ebenfalls auf die Kolbenstange 3 aufgeschobene Stützscheibe 27 an
einem die Kolbenstange 3 in einer radial umlaufenden Nut
eingesetzten Sprengring 28 in Anlage ist.
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Danach
wird die Düsenscheibe 25 mit
ihrer koaxialen Scheibenbohrung 29 auf die Kolbenstange 3 aufgeschoben
und das aus Stützscheibe 27,
Kolben 11 und Düsenscheibe 25 bestehende
Paket durch nietartige Verformung des in die erste Arbeitskammer 12 ragenden
freien Endes der Kolbenstange 3 auf dieser fixiert.
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In
einer zur Kolbenbohrung 26 und zur Stützscheibe 27 hin offenen
Ringnut des Kolbens 8 ist ein weiterer Dichtring 30 die
Kolbenstange 3 umschließend angeordnet.
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Zwischen
dem Dichtring 21 und der Düsenscheibe 25 ist
in der Ringnut 20 weiterhin ein formstabiler Stützring 31 mit
einem Rechteckquerschnitt angeordnet, der mit seiner radial umlaufenden
Mantelfläche
an der Innenwand 22 des Führungsrohres 9 axial
verschiebbar geführt
ist.
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Dichtring 21 und
Stützring 31 besitzen
eine gemeinsame axiale Breite, die geringer ist als die axiale Breite
der Ringnut 20, so daß sie
in der Ringnut 20 axial verschiebbar sind.
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In
dem der ersten Arbeitskammer 12 näheren Bereich des Nutgrundes 32 der
Ringnut 20 ist eine sich axial zur Längsachse 5 des Führungsrohres 9 erstreckende
Verbindung ausgebildet, die bis zur Düsenscheibe 25 führt.
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Bei
dem Ausführungsbeispiel
der 1 bis 5 ist diese Verbindung von einer
im Nutgrund 32 ausgebildeten Axialdüsennut 33 gebildet,
die einen V-förmigen
Querschnitt besitzt.
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Bei
dem Ausführungsbeispiel
der 6 und 7 ist diese Verbindung dadurch
gebildet, daß der der
ersten Arbeitskammer 12 nähere Bereich 34 der Ringnut 20 gegenüber dem
der zweiten Arbeitskammer 13 näheren Bereich 35 der
Ringnut 20 eine größere Tiefe,
d.h. der Kolben 8 also einen geringeren Durchmesser aufweist.
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Die
Düsenscheibe 25 ist
an ihren beiden Seitenflächen
mit Radialdüsennuten 36 V-förmigen Querschnitts
ausgebildet.
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Dabei
ist die der Ringnut 20 zugewandte Radialdüsennut 36 mit
der Axialdüsennut 33 bzw.
mit dem Bereich 34 des Nutgrundes 32 in Verbindung.
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Ist
die Objektträgersäule belastet
und befindet sich in der in 1 dargestellten
teileingefahrenen Position und wird nun entlastet, so verschiebt
der in der ersten Arbeitskammer 12 vorhandene Druck den
Kolben 11 und die Kolbenstange 3 in Ausfahrrichtung,
so daß sich
der Druckzylinder 6 mit dem Führungsrohr 9 aus dem
Standrohr 1 nach oben herausbewegt.
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Dabei
bewegt sich der Dichtring 21 aus seiner in den 1 und 2 dargestellten
an der zweiten Nutseitenwand 24 anliegenden Verschlußposition
in seine in 3 dargestellte Öffnungsposition.
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Dadurch
kann Druckgas aus der zweiten Arbeitskammer 13 um die Stützscheibe 27 und
die zweite Nutseitenwand 24 herum in die Ringnut 20 gelangen
und dort durch die Axialdüsennut 33 bzw.
den Bereich 34 des Nutgrundes 32 den Dichtring 21 und den
Stützring 31 unterströmen sowie über die
Radialdüsennut 36 und
durch Umströmen
der Düsenscheibe 25 in
die erste Arbeitskammer 12 gelangen.
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Diese
durch die Querschnitte von Radialdüsennut und Axialdüsennut gesteuerte
Ausfahrbewegung erfolgt solange, bis der Kolben 11 an der
Verschlußwand 14 zur
Anlage gelangt.
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Zum
Einfahren von Kolben 11 und Kolbenstange 3 muß das Absperrventil 16 geöffnet und
der Druckzylinder 6 in das Standrohr 1 hinein
belastet werden.
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Durch
die dabei sich ergebende Druckerhöhung in der ersten Arbeitskammer 12 gegenüber dem Druck
in der zweiten Arbeitskammer 13 wird der Dichtring 21 in
seine an der zweiten Nutseitenwand 24 anliegende Schließposition
bewegt, so daß Druckgas
aus der ersten Arbeitskammer 12 nur über das geöffnete Absperrventil 16 und
den Ringspalt 10 in die zweite Arbeitskammer 13 strömen kann.
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Sobald
das Absperrventil 16 geschlossen wird ist die gewünschte Stuhlhöhe eingestellt.
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- 1
- Standrohr
- 2
- Stützboden
- 3
- Kolbenstange
- 4
- Gasfeder
- 5
- Längsachse
- 6
- Druckzylinder
- 7
- Führungsbuchse
- 8
- Konus
- 9
- Führungsrohr
- 10
- Ringspalt
- 11
- Kolben
- 12
- erste
Arbeitskammer
- 13
- zweite
Arbeitskammer
- 14
- Verschlußwand
- 15
- Radialbohrung
- 16
- Absperrventil
- 17
- Bohrung
- 18
- Ventilschieber
- 19
- Befestigungsstößel
- 20
- Ringnut
- 21
- Dichtring
- 22
- Innenwand
- 23
- erste
Nutseitenwand
- 24
- zweite
Nutseitenwand
- 25
- Düsenscheibe
- 26
- Kolbenbohrung
- 27
- Stützscheibe
- 28
- Sprengring
- 29
- Scheibenbohrung
- 30
- Dichtring
- 31
- Stützring
- 32
- Nutgrund
- 33
- Axialdüsennut
- 34
- Bereich
- 35
- Bereich
- 36
- Radialdüsennuten