DE4216573A1

DE4216573A1 - Gasfeder

Info

Publication number: DE4216573A1
Application number: DE4216573A
Authority: DE
Inventors: Juergen Dipl Ing Netzer; Bernd Dipl Ing Stephan
Original assignee: Goetze GmbH
Current assignee: SKF Sealing Solutions GmbH
Priority date: 1992-05-04
Filing date: 1992-05-20
Publication date: 1993-11-18
Anticipated expiration: 2012-05-21
Also published as: DE4216573C2

Description

Die Erfindung betrifft eine Gasfeder mit einem Zylinder, welcher eine unter Druck stehende Gasfüllung aufweist und in dem ein mit einer Kolbenstange verbundener Kolben gleitet, wobei am Kolbenstangenaustrittsbereich des Zylinders eine Dichtung angeordnet ist, die sich axial an einer Kolbenstangenführung abstützt.

Gattungsgemäße Gasfedern finden bei Kraftfahrzeugen, beispielsweise bei Kofferraumdeckeln oder Motorhauben, Anwendung und erleichtern das Hochklappen dieser Teile durch Gewichtsausgleich oder entfalten eine Dämpfwirkung beim Schließen der Teile. Je nach Anwendungsfall ist der Zylinder mit einem Gasdruck bis zu 320 bar beaufschlagt. Im Gegensatz zu Stoßdämpfern treten bei Gasfedern keine hohen Kolbenstangen-Geschwindigkeiten auf. Aufgrund der ein- und ausfahrenden Kolbenstange schwankt der Gasdruck im Zylinder und es gilt, den hohen Druck sicher abzudichten. Die hierfür verwendeten Dichtungen sind spezielle Dichtringe, die auch bei erhöhtem Druck, d. h. bei einem Druck der den Fülldruck noch übersteigt, absolut dicht sind. Dieses führt dazu, daß bei Überbeanspruchung der Gasfeder, wie beispielsweise bei einem Fahrzeugbrand, durch die Expansion des Gases der Gasdruck steigt bis der Zylinder zerstört wird bevor die Dichtung das Gas ausströmen lassen kann. Auf diese Weise können Einzelteile aus dem Zylinder mit hoher kinetischer Energie freigesetzt werden, die dann als Geschosse wirken und erheblichen Schaden verursachen können.

Die DE-OS 24 57 938 offenbart eine Gasfeder, die im Hinblick auf diese Problematik Sollbruchstellen im Zylinder vorsieht. Eine Sollbruchstelle im Zylinder birgt die Gefahr, daß die Gasfeder bei einer auftretenden Biegebeanspruchung schon im normalen Betrieb zerstört wird. Darüber hinaus muß die Wandstärke des Zylinders größer sein, damit die Sollbruchstelle noch eine genügende Festigkeit besitzt, wodurch jedoch die Herstellungskosten und das Gewicht der Gasfeder steigen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Gasfeder hinsichtlich der auftretenden Gefahren bei Überbeanspruchung zu verbessern.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Kolbenstangenführung auf der der Dichtung zugekehrten Stirnseite mindestens eine Ausnehmung aufweist, in die bei erhöhtem Überdruck die Dichtung partiell eindrückbar ist, so daß die Dichtung eine lokale Undichtigkeitsstelle erzeugt. Auf diese Weise wird eine Überdrucksicherung für die Gasfeder geschaffen, die über die Dichtung und über die Kolbenstangenführung wirkt, so daß der Zylinder in seiner Konstruktion nicht verändert werden braucht.

Vorzugsweise weist die Kolbenstangenführung durch radiales Schlitzen des Außenumfanges mehrere über den Umfang verteilt angeordnete Ausnehmungen auf. In diese Ausnehmungen wird der Dichtring bei überhöhtem Druck gedrückt. Je nach Anwendungsfall ist die Dichtung mit einer Verstärkungsscheibe versehen, die sich zwischen Kolbenstangenführung und Dichtring erstreckt. Diese Verstärkungsscheibe weist korrespondierend zu den Schlitzen in der Kolbenstangenführung Schlitze auf. Die Dichtung wird bei erhöhtem Druck durch die Schlitze in die Ausnehmung gedrückt, dabei reißt die Dichtung ein und das Gas kann entweichen.

Alternativ besteht die Möglichkeit, die Ausnehmung in der Kolbenstangenführung als umlaufende Ringnut auszubilden, wobei in der Ringnut Axialanschläge vorgesehen sind, die sich axial am Rücken der Dichtung während des normalen Betriebes abstützen.

Vorzugsweise sind die Axialanschläge als schmale Stege ausgebildet, die einstückig mit der Kolbenstangenführung verbunden sind. Die Ringnut kann am Innenumfang der Kolbenstangenführung angeordnet sein, wobei die Stege sich unter Bildung eines Spaltes bis zum Nutrand erstrecken. Bei normalem Gasdruck wird die Dichtung über die Stege fixiert, bei erhöhtem Druck brechen die Stege und die Dichtung wird in die Ringnut gedrückt.

Zur Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe kann alternativ die Kolbenstangenführung einen Bereich aufweisen, der bei erhöhtem Überdruck von der Dichtung in Richtung des Kolbenstangenaustrittsbereichs axial verschiebbar ist, so daß die Dichtung eine lokale Undichtigkeitsstelle erzeugt. In diesem Fall wird die Ausnehmung, den die Dichtung benötigt um zu kippen und damit das Gas entweichen zu lassen, dadurch erzeugt, daß ein mit der Kolbenstangenführung verbundenes Teil axial ausweicht.

Dieser Teil oder Bereich ist über eine Trennstelle kraftschlüssig mit der Kolbenstangenführung verbunden. Vorzugsweise sind die Kolbenstangenführung und der Bereich einstückig miteinander verbunden, und die Trennstelle ist als Sollbruchstelle ausgebildet.

Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert: Es zeigen

Fig. 1 Gasfeder bekannter Bauart

Fig. 2 Ausschnitt einer erfindungsgemäßen Gasfeder im Halbschnitt

Fig. 3 Ansicht gemäß Schnitt III-III

Fig. 4 Alternative Ausbildung gemäß Fig. 2

Fig. 5 Ansicht gemäß Schnitt V-V

Fig. 6 Alternative Ausbildung gemäß Fig. 2

Die Fig. 1 zeigt eine Gasfeder (1) bekannter Bauart. Die Gasfeder (1) besteht aus einem Zylinder (2), der auf einer Seite mit einem Deckel (3) und auf der axial gegenüberliegenden Seite durch eine Dichtung (4) gasdicht verschlossen ist. Im Inneren des Zylinders (2) gleitet ein mit einer Kolbenstange (6) verbundener Kolben (5). Die Dichtung (4) stützt sich axial an einer Kolbenstangenführung (7) ab. Axial vor der Dichtung (4) ist ein Stützglied (18) angeordnet, so daß die Dichtung (4) axial festgelegt ist.

Die Fig. 2 zeigt einen Ausschnitt einer erfindungsgemäßen Gasfeder. Die erfindungsgemäße Gasfeder (1′) unterscheidet sich von der bekannten Gasfeder (1) lediglich durch die Dichtung (4′) und die Kolbenstangenführung (7′). Die Kolbenstangenführung (7′) weist über den Umfang mehrere am Außenumfang beginnende radial nach innen sich erstreckende Ausnehmungen (8) - Fig. 3 - auf. Die Stirnfläche (9) der Kolbenstangenführung (7′) stützt während des normalen Betriebes die Dichtung (4′) axial ab. Die Dichtung (4′) kann je nach Anwendungsfall eine metallische Verstärungsscheibe (10) im Dichtringrücken aufweisen. Diese Verstärkungsscheibe (10) weist ebenfalls die gleichen Ausnehmungen (8) auf wie die Kolbenstangenführung (7′). Beim Auftreten von entsprechend der Auslegung überhöhtem Druck im Zylinder (2) wird die Dichtung (4′) in die Ausnehmungen (8) gedrückt. Bei diesem Vorgang reißt das Dichtungsmaterial ein und das im Zylinder (2) vorhandene Gas kann durch die Dichtung entweichen, ohne daß ein Bauteil aus der Gasfeder geschoßartig herauskatapultiert wird.

Die Fig. 4 zeigt eine alternative Ausbildung der Kolbenstangenführung (7′′) und der Dichtung (4′′). In diesem Fall ist als Freiraum für die Dichtung (4′′) eine umlaufende Ringnut (11) - Fig. 5 - vorgesehen, so daß die Kolbenstangenführung (7′′) einen Ringsteg (12) aufweist. In der Ringnut (11) erstrecken sich Axialanschläge (13), die als schmale Stege ausgebildet sind. Zwischen dem Ringsteg (12) und den Stegen (13) ist ein Spalt (14) vorgesehen, damit die Stege (13) leicht von der Kolbenstangenführung (7′′) abbrechen können. Im normalen Betrieb stützt sich die Dichtung (4′′) über den Ringsteg (12) und die Stege (13) axial an der Kolbenstangenführung (7′′) ab. Gegebenenfalls kann eine Verstärkungsscheibe (10′) vorgesehen sein; diese sollte sich aber radial unterhalb des Ringsteges (12) erstrecken. Die Stege (13) sind so dimensioniert, daß sie bei Belastung oberhalb des Betriebsdruckes brechen. In diesem Fall wird die Dichtung (4′′) von dem Gasdruck in die Ringnut (11) geschoben, der Ringsteg (12) öffnet die Dichtung (4′′), und das Gas kann entweichen.

Die Fig. 6 zeigt eine weitere mögliche Ausbildung der Kolbenstangenführung (7′′′). In diesem Fall weist die Kolbenstangenführung (7′′′) einen Bereich (15) auf, der im normalen Betrieb am Rücken der Dichtung (4′′′) anliegt. Der Bereich (15) kann aus einem separaten Bauteil bestehen, welches kraftschlüssig über eine Trennstelle mit der Kolbenstangenführung (7′′′) verbunden ist oder aber, wie dargestellt, einstückig mit der Kolbenstangenführung (7′′′) verbunden sein, wobei die Trennstelle als Sollbruchstelle (17) ausgebildet ist.

Bei erhöhtem Überdruck drückt die Dichtung (4′′′) auf die Stirnfläche (19) des Bereichs (15) und verschiebt den Bereich (15) in Richtung des Kolbenstangenaustrittsbereichs (16), dabei kippt die Dichtung (4′′′) und erzeugt hierdurch eine lokale Undichtigkeitsstelle und das Gas kann entweichen.

Claims

1. Gasfeder mit einem Zylinder, welcher eine unter Druck stehende Gasfüllung aufweist und in dem ein mit einer Kolbenstange verbundener Kolben gleitet, wobei am Kolbenstangenaustrittsbereich des Zylinders eine Dichtung angeordnet ist, die sich axial in einer Kolbenstangenführung abstützt, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstangenführung (7′, 7′′) auf der der Dichtung (4′, 4′′) zugekehrten Stirnseite mindestens eine Ausnehmung (8, 11) aufweist, in die bei erhöhtem Überdruck die Dichtung (4′, 4′′) partiell eindrückbar ist, so daß die Dichtung (4′, 4′′) eine lokale Undichtigkeitsstelle erzeugt.

2. Gasfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstangenführung (7′) durch radiales Schlitzen des Außenumfanges mehrere über den Umfang verteilt angeordnete Ausnehmungen (8) aufweist.

3. Gasfeder nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß axial zwischen Dichtung (4′) und Kolbenstangenführung (7′) eine Verstärkungsscheibe (10) angeordnet ist, die, korrespondierend zur Kolbenstangenführung (7′), Schlitze (8) aufweist.

4. Gasfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung eine umlaufende Ringnut (11) ist und daß in der Ringnut (11) Axialanschläge (13) angeordnet sind.

5. Gasfeder nach den Ansprüchen 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Axialanschläge (13) als schmale Stege ausgebildet sind.

6. Gasfeder nach den Ansprüchen 1, 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege (13) einstückig mit der Kolbenstangenführung (7′′) verbunden sind.

7. Gasfeder nach den Ansprüchen 1 und 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringnut (11) am Innenumfang angeordnet ist und die Stege (13) sich unter Bildung eines Spaltes (14) zum Nutrand erstrecken.

8. Gasfeder mit einem Zylinder, welcher eine unter Druck stehende Gasfüllung aufweist und in dem ein mit einer Kolbenstange verbundener Kolben gleitet, wobei am Kolbenstangenaustrittsbereich des Zylinders eine Dichtung angeordnet ist, die sich axial in einer Kolbenstangenführung abstützt, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstangenführung (7′′′) einen Bereich (15) aufweist, der bei erhöhtem Überdruck von der Dichtung (4′′′) in Richtung des Kolbenstangenaustrittsbereichs (16) axial verschiebbar ist, so daß die Dichtung (4′′′) eine lokale Undichtigkeitsstelle erzeugt.

9. Gasfeder nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich (15) über eine Trennstelle kraftschlüssig mit der Kolbenstangenführung (7′′′) verbunden ist.

10. Gasfeder nach den Ansprüchen 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstangenführung (7′′′) und der Bereich (15) einstückig miteinander verbunden sind, und daß die Trennstelle als Sollbruchstelle (17) ausgebildet ist.