Kolben-Zylinderaggregat

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein längenverstellbares Kolben-Zylinderaggregat, welches einen mit einem unter Druck stehenden Fluid gefüllten Zylinder aufweist und bei dem eine einen in dem Zylinder verschiebbar geführten Kolben aufweisende Kolbenstange mittels einer Kolbenstangenführung und einer Kolbenstangendichtung axial beweglich nach außen geführt und nach außen abgedichtet ist und an die Kolbenstangendichtung angrenzend im Innenraum des Zylinders ein Stützteil angeordnet ist, an dem der Kolben, eine Ausfahrlänge der Kolbenstange begrenzend, in Anlage gelangt.

Derartige Gasfedern werden insbesondere zur Kraftunterstützung und zum Gewichtsausgleich, aber auch zur Dämpfung und zum Arretieren eingesetzt Sie werden immer dann verwendet, wenn es in der Anwendung auf eine komfortable und funktionssichere Verstellfunktion ankommt.

Aus der DE 295 21 309 U1 ist beispielsweise eine Gasfeder bekannt, bei der die Ausfahrbewegung der Anordnung aus Kolben und Kolbenstange durch Anlage des Kolbens an das Stützteil begrenzt wird.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein längenverstellbares Kolben- Zylinderaggregat zu schaffen, dessen Einbaulänge kürzer sein soll, als seine komplett

ausgeschobene Länge. Nach dem Einbau soll durch einen einfachen Handgriff erreicht werden, dass der volle Hub zur Verfügung steht.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass bei Überschreitung einer bestimmten, an der Kolbenstange angreifenden Kraft in Ausfahrrichtung der Kolben den Begrenzungswiderstand des Stützteils bleibend überwindend und in eine größere Ausfahrlänge als der durch das Stützteil begrenzten Ausfahrlänge ausfahrbar ist. Eine derartige Anordnung ist auf die gleiche einfache Weise, wie bei bekannten Kolben- Zylinderaggregaten zu montieren. Eine zusätzliche außerhalb des Kolben- Zylinderaggre'gats angeordnete Vorrichtung, die bei der Herstellung mit angebracht und nach dem Einbau wieder entfernt werden muss, ist nicht notwendig.

Gemäß einem Merkmal der Erfindung weist das Stützteil einen im Wesentlichen zylindrischen Grundkörper und einen im wesentlichen zylindrischen Verschiebekörper auf, wodurch auf optimale Weise der Einbau in eine Kolben-Zylindereinrichtung, wie einem Dämpfer oder einer Gasfeder, möglich wird.

Merkmalsgemäß wird das Stützteil am zylindrischen Grundkörper durch wenigstens eine Sicke oder einer Knagge im Zylinder an der Zylinderinnenwand fixiert. Dabei werden in vorteilhafter Weise auch Kolbenstangenführung, Kolbenstangendichtung und Stützteil in axialer Richtung festgelegt.

Ein weiteres erfindungsgemäßes Merkmal besteht darin, dass der Verschiebekörper in den Grundkörper einschiebbar ist, wodurch im eingebauten Zustand die volle Hublänge zur Verfügung steht.

Dass in vorteilhafter Weise der in den Grundkörper eingeschobene Verschiebekörper in einer reib- oder kraft- oder formschlüssigen Verbindung im Grundkörper verbleibt, stellt nach dem Einschieben des Verschiebekörpers in den Grundkörper sicher, dass die volle Funktionsfähigkeit des Kolben-Zylinderaggregats erhalten bleibt.

In vorteilhafter Weise umfasst das Stützteil wenigstens zwei Anschlagsstufen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist der Verschiebekörper einen Bereich mit Rippen auf, die beim Einschieben in den Grundkörper diesen und den Verschiebekörper gegeneinander verspannen. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass der Verschiebekörper während des Betriebs des Kolben-Zylinderaggregats in dem Grundkörper dauerhaft verbleibt. Außerdem wird dadurch der Verschiebekörper koaxial zu dem .Grundkörper angeordnet.

Bei einer speziellen Ausführungsform weist dabei der Verschiebekörper einen Bereich mit radial umlaufenden Rippen auf.

Alternativ weist der Verschiebekörper einen Bereich mit vorzugsweise drei sichln axialer Richtung des Verschiebekörpers erstreckende Rippen auf.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform ist dadurch gegeben, dass der Grundkörper Nuten aufweist und dass der Verschiebekörper einen Bereich mit radial umlaufenden Rippen aufweist, die beim Einschieben in den Grundkörper in dafür vorgesehene Nuten des Grundkörpers einrasten. Auf diese Weise wird ebenfalls sichergestellt, dass der Verschiebekörper während des Betriebs des Kolben-Zylinderaggregats in. dem Grundkörper dauerhaft verbleibt und koaxial zu diesem angeordnet ist.

In vorteilhafter Weise ist der Verschiebekörper an seinem kolbennahen Ende durch einen umlaufenden Flansch begrenzt, der möglicherweise abbrechende Teile in einem Ringraum gefangen hält. Dadurch wird ein Verstopfen von eventuell in dem Kolben ausgebildeten Düsenbohrungen oder einer im Zylinder angeordneten Nut verhindert.

Bei einer weiteren Ausführungsform weist der Grundkörper an seinem Außenumfang vorzugsweise drei Rippen auf, die bei der Montage des Stützteils den Gründkörper gegen den Zylinder verspannen. Dies verhindert beim Einsetzen des Stützteils in. den Zylinder, dass das Stützteil ganz durch den Zylinder durchrutscht oder wieder herausfällt.

Der Grundkörper umfasst bei einer weiteren Ausführungsform an seinem Außenumfang Nuten, die ein Umströmen des Grundkörpers durch das beim Einschieben des Verschiebekörpers _. verdrängte Fluid ermöglichen. Auf diese Art wird sichergestellt, dass der

Verschiebekörper relativ schnell und mit geringer Kraft in den Grundkörper einschiebbar ist.

In weiterer konstruktiver Ausgestaltung sind Grundkörper und Verschiebekörper eiήstückig miteinander verbunden, wodurch eine einfache Montage gewährleistet ist.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der Verschiebekörper an den. Grundkörper angespritzt. Wodurch in einem Arbeitsgang Grund- und Verschiebekörper hergestellt werden können.

Alternativ sind Grundkörper und Verschiebekörper miteinander verklebt.

Bei einer weiteren speziellen Ausführungsform sind Grundkörper und Verschiebekörper miteinander verklipst.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist das Stützteil aus Kunststoff, hergestellt, was einer einfachen und somit preiswerten Herstellung Rechnung trägt.

Des Weiteren kann eine Herstellung des Stützteils aus Sinterwerkstoff vorgesehen sein.

Eine weitere kostengünstige Alternative ergibt sich durch die Herstellung des Stützteils aus einem im Wesentlichen zylinderförmigen Blech.

Die Erfindung wird anhand der nachstehenden Zeichnungen beschrieben. Es zeigen: ^{' •}

Figur 1 . ein mit einem erfindungsgemäßen Stützteil versehenes Kolben- ^• Zylinderaggregat im Längsschnitt

Figur 2 eine detaillierte Ansicht einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stützteils

Figur 3 eine detaillierte Ansicht einer zweiten Ausführungsform des. . erfindungsgemäßen Stützteils

Figur 4 eine detaillierte Ansicht einer dritten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stützteils

Figur 5 eine perspektivische Ansicht der Ausführungsform aus Figur 4

Figur 6 eine detaillierte Ansicht einer vierten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stützteils

Das in Fig. 1 gezeigte Kolben-Zylinder-Aggregat weist einen Zylinder 1 auf, der eine unter hohem Druck stehende Fluid-Füllung besitzt, Eine mit einem Kolben 3 verbundene Kolbenstange 2 ist am kolbenstangenseitigen Ende des Zylinders 1 mittels einer Kolbenstangenführung 4 und einer Kolbenstangendichtung 5 axial beweglich geführt und nach außen abgedichtet. An die Kolbenstangendichtung 5 angrenzend ist im Zylinderinnenraum 6 ein rohrähnliches Stützteil 7 angeordnet. Durch wenigstens eine Sicke 1 a im Zylinder 1 und ein in Richtung Zylinderinnenraum 6 geformtes Wandende 1 b des Zylinders 1 werden Kolbenstangenführung 4, Kolbenstangendichtung 5 und Stützteil 7 in axialer Richtung festgelegt. Der Kolben 3 trennt mit Hilfe einer Kolbendichtung 3a den Zylinderinnenraum 6 in zwei Arbeitskammern 6a und 6b. Damit das Fluid in bestimmten Bereichen des Zylinderinnenraumes 6 von der ersten Arbeitskammer 6a in die zweite Arbeitskammer 6b oder umgekehrt strömen kann, umfasst der Zylinder 1 eine Überströmnut 1 c und/oder nicht gezeigte Überströmkanäle im Kolben 3.

Üblicherweise befindet sich an der geschlossenen Seite des Zylinders 1 ein erstes nicht gezeigtes Anschlussstück und an der Kolbenstange 2 ein zweites, ebenfalls nicht gezeigtes Anschlussstück zum Anschließen des Kolben-Zylinder-Aggregates an ein ortsfestes Teil, z.B. an eine Fahrzeugkarosserie, beziehungsweise an ein relativ dazu verschwenkbares Teil, beispielsweise an eine Heckklappe eines Kraftfahrzeugs.

Das Stützteil 7 umfasst einen Grundkörper 7a sowie einen Verschiebekörper 7b, wobei sich der Verschiebekörper 7b über den Grundkörper 7a hinaus in die zweite

Arbeitskammer 6b erstreckt. Für den Einbau, z. B. in ein Kraftfahrzeug, wird der Kolben 3 in Anlage mit dem Verschiebekörper 7b gebracht, Ist das Fluid ein unter Druck stehendes Gas, werden Kolben 3 und Kolbenstange 2 automatisch durch das Umströmen des Gases von der zweiten Arbeitskammer 6b zur ersten Arbeitskammer 6a in Anlage mit dem

Verschiebekörper 7b gebracht. Liegt der Kolben 3 am Verschiebekörper 7b an, kann das Kolben-Zylinderaggregat an seinen vorgesehenen Platz eingebaut werden. Damit das Kolben-Zylinderaggregat seinen vollen Hub ausnutzen kann, wird an dem relativ zum ortsfesten Teil verschwenkbaren Teil eine Kraft derart angelegt, dass die Kolbenstange 2 aus dem Kolben-Zylinderaggregat herausgezogen und der Verschiebekörper 7b irreversibel in den Grundkörper 7a eingeschoben wird. Dabei bleibt die Funktionsfähigkeit des Kolben-Zylinderaggregats vollständig erhalten.

Fig. 2 zeigt eine detaillierte Darstellung des erfindungsgemäßen Stützteils 7 in einem Teilschnitt. An dem freien Ende des Verschiebekörpers 7b befindet sich ein Flansch 10. Des Weiteren sind Rippen 8 radial umlaufend an dem Verschiebekörper 7b angeordnet. Am Übergang vom Verschiebekörper 7b zum Grundkörper 7a befindet sich eine Sollbruchstelle 1 1. Wie aus der Zeichnung ersichtlich, ist der Außenumfang der Rippen 8 _a um einen definierten Wert größer als der Innenradius des Grundkörpers 7a. Beim Einschieben des Verschiebekörpers 7b in den Grundkörper 7a werden die beiden Teile durch die Rippen 8 gegeneinander verspannt. Die Rippen 8 sind derart ausgebildet, dass sie beim Einschieben flexibel nachgeben und nicht brechen. Falls sich dennoch Partikel lösen, verschließt der Flansch 10 einen Ringraum, der durch Bezugszeichen 12 angedeutet ist, zwischen dem Grundkörper 7a und dem Verschiebekörper 7b.

Fig. 3 zeigt eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform des Stützteils 7, welches wiederum im Teilschnitt dargestellt ist. Die Ausführungsform in Fig. 3 entspricht im Wesentlichen der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform, mit der Ausnahme, dass auf der Innenseite des rohrartigen Grundkörpers 7a radial umlaufende Nuten 13 angeordnet sind, in welche die Rippen 8 einrasten können. Ferner sind Rippen 8 und Nuten 13 derart angeordnet, dass der Flansch 10 den Ringraum 12 zwischen dem Grundkörper 7a und dem Verschiebkörper 7b verschließt.

Fig. 4 und 5 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel des Stützteils 7. Bei dieser Ausführungsform weist das Stützteil 7 wiederum an der Übergangsstelle vom Grundkörper 7a zum Verschiebekörper 7b eine Sollbruchstelle 11 auf, wobei der Verschiebekörper 7b vom Grundkörper 7a durch das Herausbewegen der Kolbenstange 2 abgelöst wird und in den Grundkörper 7a eingeschoben werden kann.

Damit der Verschiebekörper 7b während des Betriebs des Kolben-Zylinder-Aggregates sicher in dem Grundkörper 7a gehalten wird, weist der Verschiebekörper 7b eine Rippe 9 auf, die sich am Außenumfang des Verschiebekörpers 7b in axialer Richtung erstreckt. In vorteilhafter Weise erstreckt sich die Rippe 9 bis zum freien Ende des Verschiebekörpers 7b. Dadurch wird zusätzlich sichergestellt, dass sich in einem Förderer die Stützteile nicht auffädeln. Vorzugsweise sind drei dieser Rippen 9 am Außenumfang des Verschiebekörpers 7b angeordnet, wodurch im eingeschobenen Zustand erreicht wird, dass Grundkörper 7a und Verschiebekörper 7b konzentrisch zueinander angeordnet sind.

Der Grundkörper 7a weist an seinem Außenumfang vorzugsweise drei Rippen 14 auf, die es bei der Montage des Stützteils 7 in den Zylinder 1 ermöglichen, dass das Stützteil konzentrisch zum Zylinder angeordnet ist und dass das Stützteil 7 einen festen Sitz im Zylinderinnenraum 6 hat.

Der Grundkörper 7a weist ferner an seinem Außenumfang wenigstens eine Nut 15 auf, die ein Umströmen des Grundkörpers 7a durch das Fluid ermöglicht, wenn der Verschiebekörper 7b in den Grundkörper 7a eingeschoben wird und eine gewisse Menge des Fluids verdrängt.

Aus dem gleichen Grund sind an dem Verschiebekörper 7b Aussparungen 16 angeordnet, die ein Durchströmen des Fluids ermöglichen, wenn der Kolben 3 an dem Verschiebekörper 7b anliegt und diesen in den Grundkörper 7a einschiebt.

Fig. 6 zeigt ein aus Blech gebildetes Stützteil 7, bei dem durch das Herausbewegen der Kolbenstange 2 der Verschiebekörper 7b in den Grundkörper 7a eingestülpt wird. Hierzu kann es vorteilhaft sein, dass die Materialstärke des Verschiebekörpers 7b schwächer ausgelegt ist, als die des Grundkörpers 7a. In dem in Fig. 6 dargestellten Stützteil 7 können ebenfalls nicht explizit gezeigte Rippen angeordnet sein, wie sie in Fig. 5 unter dem Bezugszeichen 14 dargestellt sind, die es bei der Montage des Stützteils 7 in den Zylinder 1 ermöglichen, dass das Stützteil 7 konzentrisch zum Zylinder 1 angeordnet ist und dass das Stützteil 7 einen festen Sitz im Zylinderinnenraum 6 hat. Femer können ebenfalls nicht gezeigte Bohrungen oder Nuten in dem Grundkörper vorhanden sein, welche die gleiche Funktion übernehmen, wie die in Fig. 5 dargestellten Nuten 15.

Bezuαszeichenliste

Zylinder a Sicke b Wandende c Überströmnut

Kolbenstange

Kolben a Kolbendichtung

Kolbenstangenführung

Kolbenstangendichtung

Zylinderinnenraum a erste Arbeitskammer b zweite Arbeitskammer

Stützteil a Grundkörper b Verschiebekörper

Rippe

Rippe 0 Flansch 1 Sollbruchstelle 2 Ringraum 3 Nut 4 Rippe 5 Nut 6 Aussparung