DE102008061814A1

DE102008061814A1 - Gasfeder

Info

Publication number: DE102008061814A1
Application number: DE102008061814A
Authority: DE
Inventors: Frank Doffing; Rainer Massmann; Rolf Mintgen; Mihai Augustin Vidrean
Original assignee: Stabilus GmbH
Current assignee: Stabilus GmbH
Priority date: 2008-03-20
Filing date: 2008-12-11
Publication date: 2009-09-24
Anticipated expiration: 2028-12-12
Also published as: US20090236783A1; DE102008061814B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Gasfeder mit einer Mittellängsachse (A) und einem geschlossenen ersten Ende (3), einem mit einem unter Druck stehenden Fluid gefüllten Zylinder (2), einem in dem Zylinder (2) verschiebbar angeordneten Kolben (7), der den Zylinder (2) in eine dem geschlossenen Ende (3) nahe erste Arbeitskammer (8) und eine dem geschlossenen Ende ferne zweite Arbeitskammer (9) unterteilt und einer einseitig an dem Kolben (7) angeordneten Kolbenstange (5), die die zweite Arbeitskammer (9) durchragt und durch eine Führungs- und Dichtungseinrichtung (6) abgedichtet aus dem Zylinder (2) herausgeführt ist und einer vom Innendruck abhängig wirkenden, mechanischen Blockiervorrichtung, wobei der Kolben (7) eine mit der Außenumgebung des Zylinders (2) verbundene oder verbindbare Kolbenkammer (10) aufweist und ein erstes Sicherungselement (23, 23') und ein zweites Sicherungselement (24, 24') die mechanische Blockiervorrichtung bilden, wobei das erste Sicherungselement (23, 23') bei zu niedrigem Druck innerhalb des Zylinders (2) die erste Arbeitskammer (8) über die Kolbenkammer (10) mit der Außenumgebung verbindet und das zweite Sicherungselement (24, 24') in Anlage an die Innenwand (28) des Zylinders (2) bringt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Gasfeder mit einer Mittellängsachse und einem geschlossenen ersten Ende, einem mit einem unter Druck stehenden Fluid gefüllten Zylinder, einem in dem Zylinder verschiebbar angeordneten Kolben, der den Zylinder in eine dem geschlossenen Ende nahe erste Arbeitskammer und eine dem geschlossenen Ende ferne zweite Arbeitskammer unterteilt und einer einseitig an dem Kolben angeordneten Kolbenstange, die die zweite Arbeitskammer durchragt und durch eine Führungs- und Dichtungseinrichtung abgedichtet aus dem Zylinder herausgeführt ist.
Aus der deutschen Patentschrift DE 28 55 560 C2 ist eine Gasfeder mit einer vom Innendruck abhängig wirkenden, mechanischen Blockiervorrichtung bekannt. Die Blockiervorrichtung weist einen zwischen Zylinder und Kolbenstange wirksamen Klemmkörper auf. Der Kolben umfasst zur Bildung der Blockiervorrichtung einen Druckgasraum, der von einem Ringkolben und einem Kolbenzylinder gebildet ist, die gegeneinander verschiebbar und mittels einer Dichtung abgedichtet sind, während die Kolbenstange mittels Dichtungen abgedichtet durch den Kolben geführt ist und dessen Ringkolben und Kolbenzylinder auf der Kolbenstange verschiebbar sind und der Kolben über Federelemente an fest mit der Kolbenstange verbundenen Anschlagkörpern abgestützt ist, wobei ein mit der Innenwand des Zylinders zusammenwirkender Klemmkörper zwischengeschaltet ist
Die DE 36 17 726 C2 zeigt eine Gasfeder mit einer verformbaren Kammer, deren Innenraum über ein Klappenventil mit den beiden Arbeitskammern der Gasfeder verbindbar ist. Das Klappenventil ist geöffnet, wenn der Druck in einer den Arbeitskammern größer ist als ein vorgegebener Druckwert in der verformbaren Kammer. Das Klappenventil wird geschlossen, wenn ein Druckabfall in den Arbeitskammern auftritt. Durch die dann zwischen den Arbeitskammern der Gasfeder und der verformbaren Kammer vorhandene Druckdifferenz wird die Wandung der verformbaren Kammer entweder gegen die Kolbenstange oder die Innenwand der Arbeitskammern gedrängt, wodurch die Kolbenstange bzw. der Kolben blockiert wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Gasfeder der eingangs genannten Art zu schaffen, die eine bei einem Gasdruckabfall wirksam werdende mechanische. Ausfallsicherung bereitstellt und einen einfachen Aufbau aufweist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Kolben eine mit der Außenumgebung des Zylinders verbundene oder verbindbare Kolbenkammer aufweist und ein erstes Sicherungselement und ein zweites Sicherungselement die mechanische Blockiervorrichtung bilden, wobei das erste Sicherungselement bei zu niedrigem Druck innerhalb des Zylinders die erste Arbeitskammer über die Kolbenkammer mit der Außenumgebung verbindet und das zweite Sicherungselement in Anlage an die Innenwand des Zylinders bringt.
In weiterer Ausgestaltung ist in der Kolbenkammer eine der ersten Öffnung gegenüberliegende zweite Öffnung vorgesehen ist, welche die Kolbenkammer mit der ersten Arbeitskammer verbindet.
Um das erste Sicherungselement über einen Schieber axial in Richtung erste Arbeitskammer vorzuspannen, ist ein Federelement in der Kolbenkammer angeordnet.
Vorteilhafterweise umfasst das erste Sicherungselement einen Ventilstift.
In weiterer Ausgestaltung ist an der zweiten Öffnung ein Dichtungselement angeordnet, über das der Ventilstift die zweite Öffnung zur ersten Arbeitskammer hin öffenbar verschließt.
Damit die zweite Öffnung gasdicht verschlossen ist, ist an der ersten Öffnung wenigstens ein Dichtungselement angeordnet ist, über das der Ventilstift die erste Öffnung zur Bohrung der Kolbenstange hin öffenbar verschließt.
In weiterer Ausgestaltung umfasst das zweite Sicherungselement sich vom Kolben in die erste Arbeitskammer erstreckende Arme.
Jeder Arm weist an seinem dem Kolben abgewandten Ende einen Vorsprung auf, der sich zum Kolben hin verjüngt, so dass eine Schrägfläche entsteht, die mit dem ersten Sicherungselement in Wirkverbindung steht.
Alternativ umfasst das zweite Sicherungselement ein Klemmelement, wobei das zweite Sicherungselement vorzugsweise mehrere Klemmelemente umfasst.
Vorteilhafterweise weist jedes Klemmelement an der der Innenwand zugewandten Seite eine Nut auf, in die ein die Klemmelemente radial zur Mittellängsachse vorspannendes elastisches Ringelement eingelegt ist.
In weiterer Ausgestaltung sind die Klemmelemente mittels Drähten an dem Kolben befestigt, damit diese mit dem Kolben verbunden sind.
An der der Mittellängsachse zugewandten Seite sind in axialer Richtung eine oder mehrere umlaufende Schrägflächen hintereinander ausgebildet.
In weiterer Ausgestaltung ist den Schrägflächen gegenüberliegend konzentrisch zur Mittellängsachse eine Klemmhülse angeordnet, die komplementär zu den Schrägflächen ausgebildete Schrägflächen aufweist.
Die Schrägflächen und sind in einem definierten Abstand zueinander angeordnet und bilden einen ringraumähnlichen Zwischenraum, in dem Lagerelemente in Form von Kugeln oder Rollen angeordnet sind.
In vorteilhafter Ausgestaltung erstreckt sich vom Kolben in Richtung erstes Ende des Zylinders wenigstens ein Stützarm, an dessen freiem Ende ein Halteelement angeordnet ist, das wiederum als Axialanschlag für die Klemmelemente vorgesehen ist, wenn sich der Kolben bzw. die Kolbenstange in Ausfahrrichtung bewegen, wobei der Stützarm an der der Innenwand zugewandten Seite eine Nut aufweist in der das Ringelement angeordnet ist.
Bei einer alternativen Ausgestaltung weist die die im Kolben ausgebildete Kolbenkammer mit der zweiten Arbeitskammer verbindende erste Öffnung drei Abschnitte mit unterschiedlichen Innendurchmessern auf.
In weiterer Ausgestaltung weist der der Kolbenkammer abgewandte erste Abschnitt einen Innendurchmesser auf, der im Wesentlichen dem Außendurchmesser der Kolbenstange entspricht, wobei im ersten Abschnitt das eine Ende der hohlen Kolbenstange eingesetzt ist, und Material des Kolbens in eine in der Kolbenstange angeordneten radial umlaufenden Nut eingeknautscht ist, um den Kolben mit der Kolbenstange zu verbinden.
An den ersten Abschnitt schließt sich ein zweiter Abschnitt mit einem geringeren Innendurchmesser an, in dem ein Stützring und eine O-Ringdichtung angeordnet sind und an den zweiten Abschnitt schließt sich ein dritter Abschnitt mit einem weiter reduzierten Innendurchmesser an, der direkt mit der Kolbenkammer in Verbindung steht, wobei durch die unterschiedlichen Innendurchmesser der drei Abschnitte ein stufenförmiger Aufbau entsteht.
Bei einer alternativen Ausführungsform weist die zweite Öffnung einen Durchmesser auf, der dem Durchmesser der Kolbenkammer entspricht, wobei sich an die Kolbenkammer ein koaxial zur Mittellängslinie in Richtung erste Arbeitskammer ausgebildeter kreisförmiger Raum anschließt, in dem der Schieber angeordnet ist
In weiterer Ausgestaltung weist der Raum einen größeren Durchmesser als die Kolbenkammer auf, so dass am Übergang von dem Raum zur Kolbenkammer eine Stufe entsteht, an welcher der Schieber im Normalbetrieb anliegt.
Ferner erstrecken sich von einer den Raum umgebenden Ringwand ein oder mehrere Stützarme in die zweite Arbeitskammer, wobei an den freien Enden der Stützarme Vorsprünge vorgesehen sind.
Bei einer weiteren Ausführungsform erstreckt sich der an dem Keilelement ausgebildete Ventilstift durch den Schieber, die Kolbenkammer und die drei Abschnitte der ersten Öffnung in Richtung Kolbenstange, wobei das der Kolbenstange zugewandte Ende des Ventilstiftes eine Axialnut oder Abflachung aufweist, die sich im Normalbetrieb in dem ersten Abschnitt der ersten Öffnung befindet.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
1 einen Längsschnitt einer erfindungsgemäßen Gasfeder im Normalbetrieb
2 einen Längsschnitt der in 1 gezeigten Gasfeder bei Druckabfall
3 einen Längsschnitt einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform einer Gasfeder im Normalbetrieb
4 eine Detailansicht der in 3 dargestellten Gasfeder im Normalbetrieb
5 eine Detailansicht der in 3 dargestellten Gasfeder bei Druckabfall
6 einen Querschnitt durch die in der 3 dargestellte Gasfeder
7 einen Längsschnitt einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform einer Gasfeder im Normalbetrieb
8 eine Detailansicht der in 7 dargestellten Gasfeder im Normalbetrieb
9 eine Detailansicht der in 7 dargestellten Gasfeder bei Druckabfall
10 einen Querschnitt durch die in der 7 dargestellte Gasfeder
11 eine Detailansicht einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform im Längsschnitt
12 Eine dreidimensionale Ansicht eines in 11 dargestellten Bauteils
In den 1 und 2 ist ein Kolben-Zylinderaggregat in Form einer Gasfeder 1 dargestellt, die einen Zylinder 2 mit einem geschlossenen ersten Ende 3 und einem dem geschlossenen Ende 3 gegenüberliegenden zweiten Ende 4 umfasst. Durch das zweite Ende 4 ist eine Kolbenstange 5 mittels einer Dichtungs- und Führungseinrichtung 6 konzentrisch zu einer Mittellängsachse A der Gasfeder 1 aus dem Zylinder 2 abgedichtet herausgeführt.
Am geschlossenen Ende 3 des Zylinders 2 ist üblicherweise ein hier nicht gezeigtes Anschlusselement in Form einer Kugelpfanne oder eines Gelenkauges und an dem sich außerhalb des Zylinders 2 befindlichen Ende der Kolbenstange 5 ein weiteres nicht gezeigtes Anschlusselement angeordnet, mit denen die Gasfeder 1 zwischen zwei relativ zueinander bewegbaren Teilen, beispielsweise eine Klappe und eine Karosserie eines Kraftfahrzeugs, befestigt wird.
An dem im Zylinder 2 liegenden Ende der Kolbenstange 5 ist ein Kolben 7 angeordnet, der den Zylinder 2 in eine erste Arbeitskammer 8 und eine zweite Arbeitskammer 9, durch die sich die Kolbenstange 5 erstreckt, teilt. Damit das im Zylinder 2 befindliche, unter Druck stehende Gas von einer Arbeitskammer in die andere strömen kann, können bei Gasfedern als bekannt vorausgesetzte und hier nicht gezeigte Überströmeinrichtungen, beispielsweise eine sich in axialer Richtung erstreckende Nut im Zylinder 2 oder ein unterströmbarer Kolbenring vorgesehen sein. Der in den Figuren dargestellte Kolbenring ist als ein einfacher O-Ring 7a dargestellt.
Im Kolben 7 ist eine Kolbenkammer 10 ausgebildet, die eine konzentrisch zur Mittellängsachse A angeordnete erste Öffnung 11 an der der zweiten Arbeitskammer 9 zugewandten Seite des Kolbens 7 aufweist, die in eine sich durch die Kolbenstange 5 erstreckende Bohrung 12 mündet. Auf der der ersten Öffnung 11 gegenüberliegenden Seite ist eine konzentrisch zur Mittellängsachse ausgebildete zweite Öffnung 13 vorgesehen, welche die Kolbenkammer 10 mit der ersten Arbeitskammer 8 verbindet. Die zweite Öffnung 13 weist an der der ersten Arbeitskammer 8 zugewandten Seite eine Durchmessererweiterung 14 auf, in der ein Dichtungselement 15 angeordnet ist.
In der Kolbenkammer 10 ist ein Federelement 16 angeordnet, die an der der zweiten Arbeitskammer 9 zugewandten Innenwand der Kolbenkammer 10 und an der gegenüberliegenden Seite an einem scheibenförmigen Schieber 17 anliegt. Der Schieber 17 liegt wiederum an einem Ventilstift 18 an oder ist mit diesem einstückig verbunden. Der Ventilstift 18 erstreckt sich von der Kolbenkammer 10 durch die zweite Öffnung 13 in die erste Arbeitskammer 8 und umfasst einen ersten Abschnitt 19 mit geringem Durchmesser, wobei der Durchmesser des ersten Abschnitts 19 wenigstens geringfügig kleiner ist als der Innendurchmesser der zweiten Öffnung 13, und einen zweiten konisch ausgebildeten Abschnitt 20.
An der dem ersten Abschnitt 19 gegenüberliegenden Seite ist der zweite Abschnitt 20 des Ventilstiftes 18 mit einem kegelstumpfartigen Keilelement 22 verbunden, das zusammen mit dem Ventilstift 18 ein erstes Sicherungselement 23 bildet. Der Ventilstift 18 und das Keilelement 22 können beispielsweise miteinander verschraubt, verklebt oder verschweißt sein. Ebenso ist eine einteilige Ausführung von Ventilstift 18 und Keilelement 22 denkbar.
Von dem Kolben 7 erstrecken sich mehrere ein zweites Sicherungselement 24 bildende Arme 25 in die zweite Arbeitskammer 9. Die Arme 25 weisen an ihren dem Kolben 7 abgewandten Enden einen Vorsprung 26 auf, der sich zum Kolben 7 hin verjüngt, so dass eine Schrägfläche 27 entsteht, die mit dem ersten Sicherungselement 23 in Wirkverbindung steht.
Im Normalbetrieb, wie in 1 dargestellt, wird der zweite Abschnitt 20 des Ventilstifts 18 durch den Gasdruck in der Gasfeder abdichtend gegen das Dichtungselement 15 gepresst.
Bei abnehmendem Gasdruck, beispielsweise durch Gasverlust, wird die Kraft des in der Kolbenkammer 10 angeordneten Federelements 16 größer als die auf den Ventilstift 18 wirkende effektive Gaskraft. Der Ventilstift 18 wird, wie in 2 dargestellt, axial in Richtung erstes Ende 3 des Zylinders 2 bewegt und der konische zweite Abschnitt 20 von dem Dichtungselement 15 abgehoben. Dadurch erfolgt ein sofortiger Flächenausgleich am Ventilstift 18, so dass die angreifende Gaskraft richtungsunabhängig wird und die Kraft des Federelements 16 den Ventilstift 18 ohne Gegenkraft durch den Gasdruck schnell in Richtung erstes Ende 3 des Zylinders 2 bewegt.
Das durch den Ventilstift 18 und dem Keilelement 22 gebildete erste Sicherungselement 23 wird durch die Kraft des Federelements 16 gegen die Schrägflächen 27 der Arme 25 verschoben und bewegt diese radial gegen die Innenwand 28 des Zylinders 2, so dass eine drastische Reibungserhöhung und somit eine Blockierung des Kolbens 7 und somit der Kolbenstange 5 erfolgt.
Bei der in den 3 bis 6 dargestellten Ausführungsform umfasst das zweite Sicherungselement 24' mehrere, nahe der Innenwand 28 umlaufend angeordnete Klemmelemente 29. An der der Innenwand 28 zugewandten Seite weisen die Klemmelemente 29 jeweils eine Nut 30 auf, in die ein elastisches Ringelement 31, beispielsweise ein aus einem Elastomer hergestellter O-Ring oder eine Ringfeder, eingelegt ist. Das Ringelement 31 spannt die Klemmelemente 29 radial nach innen vor und ist so tief in die Nut 30 eingelegt, dass das Ringelement 31 die Innenwand 28 des Zylinders 2 auch dann nicht berührt, wenn die Klemmelemente 29 in Radialrichtung gegen die Innenwand 28 bewegt werden. Die Klemmelemente 29 sind mittels Drähten 32 an dem Kolben 7 befestigt. An der der Mittellängsachse A zugewandten Seite sind in axialer Richtung vorzugsweise zwei umlaufende Schrägflächen 33 hintereinander ausgebildet.
Den Schrägflächen 33 gegenüberliegend ist konzentrisch zur Mittellängsachse A eine Klemmhülse 34 angeordnet, die komplementär zu den Schrägflächen 33 ausgebildete Schrägflächen 35 aufweist. Die Klemmhülse 34 bildet zusammen mit dem Keilelement 22 und dem Ventilstift 18 das erste Sicherungselement 23'. Die Schrägflächen 33 und 35 sind in einem definierten Abstand zueinander angeordnet und bilden einen ringraumähnlichen Zwischenraum 36, in dem Lagerelemente 37 in Form von Kugeln oder Rollen angeordnet sind. Die Schrägflächen 33 und 35 sind dabei so ausgebildet, dass die Lagerelemente 37 nicht aus dem Zwischenraum 36 herausfallen können. Dazu ist an den Enden der Schrägflächen 33 und 35 beispielsweise ein Kragen 38 ausgebildet, an dem die Lagerelemente zur Anlage kommen können. Die Klemmhülse 34 weist ferner einen Innenkonus 39 auf, der auf das Keilelement 22 aufgesetzt ist.
Bei einem Druckabfall durch Entweichen des in dem Zylinder 2 befindlichen Gases bewegt das Federelement 16, wie in 5 gezeigt, den Ventilstift 18 und somit das Keilelement 22 und die Klemmhülse 34 entlang der Mittellängsachse A in Richtung erstes Ende 3 des Zylinders 2. Gleichzeitig bewegt sich der Kolben 7 mit der Kolbenstange 5 in den Zylinder 2 hinein. Dabei wird eine selbstverstärkende Klemmung über den mit dem Kolben 7 in Zugrichtung über die Drähte 32 fest verbundenen Klemmelemente 29 an der Innenwand 28 herbeigeführt. Hierbei reduzieren die Lagerelemente 37 die Reibung zwischen der Klemmhülse 34 und den Klemmelementen 29. Die Selbstverstärkung der Klemmelemente 29 tritt dann auf, wenn der Reibungswinkel zwischen den äußeren Klemmelementen 29 und der Innenwand 28 des Zylinders 2 größer ist als die Summe des Reibungswinkels zwischen der Klemmhülse 34 und den Klemmelementen 29 und dem gewählten Steigungswinkel bzw. Keilwinkel α.
Die 7 bis 10 stellen eine weitere Ausführungsform der Erfindung dar, bei der das Keilelement 22 und die in den 3 bis 6 gezeigte Klemmhülse 34 einteilig ausgebildet sind. Vom Kolben 7 erstrecken sich in Richtung erstes Ende 3 des Zylinders 2 drei Stützarme 40, an deren freien Enden 41 ein Halteelement 42 angeordnet ist, die wiederum als Axialanschlag für die Klemmelemente 29 vorgesehen ist, wenn sich der Kolben 7 bzw. die Kolbenstange 5 in Ausfahrrichtung bewegen. Die Stützarme 40 weisen an der der Innenwand 28 zugewandten Seite eine Nut 43 auf. Das Ringelement 31 ist bei dieser Ausführungsform sowohl in den Nuten 30 der Klemmelemente 29 als auch in den Nuten 43 der Stützarme 40 angeordnet.
Wie in 10 dargestellt, sind die Lagerelemente 37 als Rollen ausgebildet und das erste Sicherungselement 23' weist in dem Bereich, wo es mit dem zweiten Sicherungselement 24' zusammenwirkt, einen Querschnitt auf, der im Wesentlichen der Form eines Dreiecks mit abgerundeten Ecken entspricht. Falls das sich im Zylinder 2 befindende Gas entweicht bewegt das Federelement 16 das erste Sicherungselement 23' entlang der Mittellängsachse A in Richtung erstes Ende 3 des Zylinders 2, wie in 9 gezeigt. Gleichzeitig wird noch mehr Gas aus dem Zylinder 2 in die Außenumgebung freigesetzt und der Kolben 7 bewegt sich mit der Kolbenstange 5 aufgrund des Gasverlustes in den Zylinder 2 hinein und die Klemmelemente 29 über die Lagerelemente 37 radial nach außen gegen die Innenwand 28 des Zylinders 2. Dabei wird eine selbstverstärkende Klemmung über die mit dem Kolben 7 in Zugrichtung über das Halteelement 42 verbundenen Klemmelemente 29 an der Innenwand 28 herbeigeführt.
Die 11 zeigt die Detailansicht einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. Die erste Öffnung 11, welche die im Kolben 7 ausgebildete Kolbenkammer 10 mit der Bohrung 12 in der Kolbenstange 5 verbindet, weist drei Abschnitte mit unterschiedlichen Innendurchmessern auf. Der erste Abschnitt 44, welcher der Kolbenkammer 10 abgewandt ist, weist einen Innendurchmesser auf, der im Wesentlichen dem Außendurchmesser der Kolbenstange 5 entspricht. In dem ersten Abschnitt 44 ist das eine Ende der hohlen Kolbenstange 5 eingesetzt, wobei Material des Kolbens 7 in eine in der Kolbenstange angeordneten radial umlaufenden Nut 45 eingeknautscht ist, um den Kolben 7 mit der Kolbenstange 5 zu verbinden. An den ersten Abschnitt 44 schließt sich ein zweiter Abschnitt 46 mit einem geringeren Innendurchmesser an, in dem ein Stützring 47 und eine O-Ringdichtung 48 angeordnet sind. An den zweiten Abschnitt 46 schließt sich ein dritter Abschnitt 49 mit einem weiter reduzierten Innendurchmesser an, der direkt mit der Kolbenkammer 10 in Verbindung steht. Durch die unterschiedlichen Innendurchmesser der drei Abschnitte 44, 46 und 49 entsteht ein stufenförmiger Aufbau, durch den der Stützring 47 und die O-Ringdichtung 48 in axialer Richtung fixiert sind.
Die der ersten Öffnung 11 gegenüberliegende zweite Öffnung 13 weist einen Durchmesser auf, der dem Durchmesser der Kolbenkammer 10 entspricht. An die Kolbenkammer 10 schließt sich ein koaxial zur Mittellängslinie A ausgebildeter kreisförmiger Raum 50 an, in dem der Schieber 17 angeordnet ist. Der Raum 50 weist einen größeren Durchmesser als die Kolbenkammer 10 auf, so dass am Übergang von Raum 50 zur Kolbenkammer 10 eine Stufe 51 entsteht, an welcher der Schieber 17 im Normalbetrieb anliegt. Es ist jedoch ersichtlich, dass der Schieber 17 einteilig mit dem Keilelement 22 ausgebildet sein kann. Von einer den Raum 50 umgebenden Ringwand 52 erstrecken sich die Stützarme 40 in die erste Arbeitskammer 8. An den freien Enden der Stützarme 40 sind in weiterer Ausgestaltung Vorsprünge 53 vorgesehen, die als Anschläge für die Klemmelemente 29 dienen, wenn die Kolbenstange 5 aus den Zylinder 2 bewegt wird.
Der an dem Keilelement 22 ausgebildete Ventilstift 18' erstreckt sich durch den Schieber 17, die Kolbenkammer 10 und die drei Abschnitte 44, 46 und 49 der ersten Öffnung 11 in Richtung Kolbenstange 5. Das der Kolbenstange 5 zugewandte Ende des Ventilstiftes 18' weist eine Axialnut oder Abflachung 54 auf, die sich im Normalbetrieb in dem ersten Abschnitt 44 der ersten Öffnung 11 befindet.
Bei Druckverlust bewegt das Federelement 16 den Schieber 17 und somit das erste Sicherungselement 23' entlang der Mittellängsachse A in Richtung erste Arbeitskammer 8. Die Nut oder die Abflachung 54 des Ventilstiftes 18' gelangt in den zweiten Abschnitt 46 der ersten Öffnung 11 und noch mehr Gas kann entweichen. Gleichzeitig bewegt sich der Kolben 7 mit der Kolbenstange 5 aufgrund des Gasverlustes in den Zylinder 2 hinein und die Klemmelemente 29 über die Lagerelemente 37 radial nach außen gegen die Innenwand 28 des Zylinders 2. Dabei wird eine selbstverstärkende Klemmung über die mit dem Kolben 7 in Zugrichtung über die Vorsprünge 53 verbundenen Klemmelemente 29 an der Innenwand 28 herbeigeführt.
Die 12 zeigt den in 11 dargestellten Kolben in einer dreidimensionalen Ansicht, aus der die Anordnung der Vorsprünge 53 an den Stützarmen 40 klar zu erkennen ist.

1: Gasfeder
2: Zylinder
3: erstes Ende
4: zweites Ende
5: Kolbenstange
6: Dichtungs- und Führungseinrichtung
7: Kolben
7a: Kolbenring
8: erste Arbeitskammer
9: zweite Arbeitskammer
10: Kolbenkammer
11: erste Öffnung
12: Bohrung
13: zweite Öffnung
14: Durchmessererweiterung
15: Dichtungselement
16: Federelement
17: Schieber
18: Ventilstift
18': Ventilstift
19: Erster Abschnitt
20: Zweiter Abschnitt
22: Keilelement
23: erstes Sicherungselement
23': erstes Sicherungselement
24: zweites Sicherungselement
24': zweites Sicherungselement
25: Arm
26: Vorsprung
27: Schrägfläche
28: Innenwand
29: Klemmelement
30: Nut
31: Ringelement
32: Draht
33: Schrägfläche
34: Klemmhülse
35: Schrägfläche
36: Zwischenraum
37: Lagerelement
38: Kragen
39: Innenkonus
40: Stützarm
41: freies Ende
42: Halteelement
43: Nut
44: erster Abschnitt
45: Nut
46: zweiter Abschnitt
47: Stützring
48: O-Ringdichtung
49: dritter Abschnitt
50: Raum
51: Stufe
52: Ringwand
53: Vorsprung
54: Abflachung
A: Mittellängsachse

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 2855560 C2 [0002]
- DE 3617726 C2 [0003]

Claims

Gasfeder mit einer Mittellängsachse und einem geschlossenen ersten Ende, einem mit einem unter Druck stehenden Fluid gefüllten Zylinder, einem in dem Zylinder verschiebbar angeordneten Kolben, der den Zylinder in eine dem geschlossenen Ende nahe erste Arbeitskammer und eine dem geschlossenen Ende ferne zweite Arbeitskammer unterteilt und einer einseitig an dem Kolben angeordneten Kolbenstange, die die zweite Arbeitskammer durchragt und durch eine Führungs- und Dichtungseinrichtung abgedichtet aus dem Zylinder herausgeführt ist und einer vom Innendruck abhängig wirkenden, mechanischen Blockiervorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (7) eine mit der Außenumgebung des Zylinders (2) verbundene oder verbindbare Kolbenkammer (10) aufweist und ein erstes Sicherungselement (23, 23') und ein zweites Sicherungselement (24, 24') die mechanische Blockiervorrichtung bilden, wobei das erste Sicherungselement (23, 23') bei zu niedrigem Druck innerhalb des Zylinders (2) die erste Arbeitskammer (8) über die Kolbenkammer (10) mit der Außenumgebung verbindet und das zweite Sicherungselement (24, 24') in Anlage an die Innenwand (28) des Zylinder (2) bringt.
Gasfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenkammer (10) eine erste Öffnung (11) aufweist, die in eine Bohrung (12) in der Kolbenstange (5) mündet.
Gasfeder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kolbenkammer (10) eine der ersten Öffnung (11) gegenüberliegende zweite Öffnung (13) vorgesehen ist, welche die Kolbenkammer (10) mit der ersten Arbeitskammer (8) verbindet.
Gasfeder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Federelement (16) in der Kolbenkammer (10) angeordnet ist, welches das erste Sicherungselement (23, 23') über einen Schieber (17) axial in Richtung erste Arbeitskammer (8) vorspannt.
Gasfeder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Sicherungselement (23, 23') einen Ventilstift (18, 18') umfasst.
Gasfeder nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass an der zweiten Öffnung (13) ein Dichtungselement (15) angeordnet ist, über das der Ventilstift (18) die zweite Öffnung (13) zur ersten Arbeitskammer (8) hin öffenbar verschließt.
Gasfeder nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass an der ersten Öffnung (11) wenigstens ein Dichtungselement (48) angeordnet ist, über das der Ventilstift (18') die erste Öffnung (11) zur Bohrung (12) der Kolbenstange (5) hin öffenbar verschließt.
Gasfeder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Sicherungselement (24) sich vom Kolben (7) in die erste Arbeitskammer (8) erstreckende Arme (25) umfasst.
Gasfeder nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Arm (25) an seinem dem Kolben (7) abgewandten Ende einen Vorsprung (26) aufweist, der sich zum Kolben (7) hin verjüngt, so dass eine Schrägfläche (27) entsteht, die mit dem ersten Sicherungselement (23) in Wirkverbindung steht.
Gasfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Sicherungselement (24') ein Klemmelement (29) umfasst.
Gasfeder nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Sicherungselement (24') mehrere Klemmelemente (29) umfasst.
Gasfeder nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Klemmelement (29) an der der Innenwand (28) zugewandten Seite eine Nut (30) aufweist, in die ein die Klemmelemente (29) radial zur Mittellängsachse (A) vorspannendes elastisches Ringelement (31) eingelegt ist.
Gasfeder nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmelemente (29) mittels Drähten (32) an dem Kolben (7) befestigt sind.
Gasfeder nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass an der der Mittellängsachse (A) zugewandten Seite sind in axialer Richtung eine oder mehrere umlaufende Schrägflächen (33) hintereinander ausgebildet sind.
Gasfeder nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass den Schrägflächen (33) gegenüberliegend konzentrisch zur Mittellängsachse (A) eine Klemmhülse (34) angeordnet ist, die komplementär zu den Schrägflächen (33) ausgebildete Schrägflächen (35) aufweist.
Gasfeder nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Schrägflächen (33) und (35) in einem definierten Abstand zueinander angeordnet sind und einen ringraumähnlichen Zwischenraum (36), in dem Lagerelemente (37) in Form von Kugeln oder Rollen angeordnet sind, bilden.
Gasfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 7, 10 bis 12 oder 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass sich vom Kolben (7) sich in Richtung erstes Ende (3) des Zylinders (2) wenigstens ein Stützarm (40) erstreckt, an dessen freiem Ende (41) ein Halteelement (42, 42') angeordnet ist, das wiederum als Axialanschlag für die Klemmelemente (29) vorgesehen ist, wenn sich der Kolben (7) bzw. die Kolbenstange (5) in Ausfahrrichtung bewegen, wobei der Stützarm (40) an der der Innenwand (28) zugewandten Seite eine Nut (43) aufweist in der das Ringelement (31) angeordnet ist.
Gasfeder nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die die im Kolben (7) ausgebildete Kolbenkammer (10) mit der zweiten Arbeitskammer (9) verbindende erste Öffnung (11) drei Abschnitte mit unterschiedlichen Innendurchmessern aufweist.
Gasfeder nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der der Kolbenkammer (10) abgewandte erste Abschnitt (44) einen Innendurchmesser aufweist, der im Wesentlichen dem Außendurchmesser der Kolbenstange (5) entspricht, wobei im ersten Abschnitt (44) das eine Ende der hohlen Kolbenstange (5) eingesetzt ist, und Material des Kolbens (7) in eine in der Kolbenstange (5) angeordneten radial umlaufenden Nut (45) eingeknautscht ist, um den Kolben (7) mit der Kolbenstange (5) zu verbinden.
Gasfeder nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass sich an den ersten Abschnitt (44) ein zweiter Abschnitt (46) mit einem geringeren Innendurchmesser anschließt, in dem ein Stützring (47) und eine O-Ringdichtung (48) angeordnet sind und dass sich an den zweiten Abschnitt (46) ein dritter Abschnitt (49) mit einem weiter reduzierten Innendurchmesser anschließt, der direkt mit der Kolbenkammer (10) in Verbindung steht, wobei durch die unterschiedlichen Innendurchmesser der drei Abschnitte (44, 46 und 49) ein stufenförmiger Aufbau entsteht.
Gasfeder nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Öffnung (13) einen Durchmesser aufweist, der dem Durchmesser der Kolbenkammer (10) entspricht, wobei sich an die Kolbenkammer (10) ein koaxial zur Mittellängslinie (A) in Richtung erste Arbeitskammer (8) ausgebildeter kreisförmiger Raum (50) anschließt, in dem der Schieber (17) angeordnet ist
Gasfeder nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Raum (50) einen größeren Durchmesser als die Kolbenkammer (10) aufweist, so dass am Übergang von Raum (50) zur Kolbenkammer (10) eine Stufe (51) entsteht, an welcher der Schieber (17) im Normalbetrieb anliegt.
Gasfeder nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass sich von einer den Raum (50) umgebenden Ringwand (52) ein oder mehrere Stützarme (40) in die zweite Arbeitskammer (9) erstrecken, wobei an den freien Enden der Stützarme (40) Vorsprünge (53) vorgesehen sind.
Gasfeder nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass sich der an dem Keilelement (22) ausgebildete Ventilstift (18') durch den Schieber (17), die Kolbenkammer (10) und die drei Abschnitte (44, 46 und 49) der ersten Öffnung (11) in Richtung Kolbenstange (5) erstreckt, wobei das der Kolbenstange (5) zugewandte Ende des Ventilstiftes (18') eine Axialnut oder Abflachung (54) aufweist, die sich im Normalbetrieb in dem ersten Abschnitt (44) der ersten Öffnung (11) befindet.