DE19520192C2 - Einstellbare Gasfeder - Google Patents

Description

Aus der Praxis sind Gasfedern bekannt, die werkseitig mit einem üblicherweise unter hohem Druck stehenden Gas gefüllt werden. Der Gasdruck innerhalb der Gasfeder be­ stimmt deren Härte; d. h. die Axialkraft, die von der Kol­ benstange der Gasfeder aufgebracht werden kann.

Bei einer Reihe von Anwendungsfällen, bei denen der Anwender Gasfedern mit gleicher Federkennlinie und gleichen äußeren Abmessungen, jedoch unterschiedlicher Federhärte benötigt, ist es deshalb wünschenswert, den Innendruck der Gasfeder einstellen zu können. Bspw. kann es bei der Ver­ wendung von Gasfedern vorkommen, dass sich erst bei der Montage des durch die Gasfeder abzustützenden Bauteiles herausstellt, welche Federhärte benötigt wird. Grundsätz­ lich ähnlich ist die Problemstellung bei Reparaturen, wenn Gasfedern ausgetauscht werden sollen. Um sich in solchen Fällen nicht mit einem erheblichen Vorrat verschieden har­ ter Gasfedern versehen zu müssen, sind Gasfedern entwickelt worden, die werkseitig mit einem maximalen Arbeitsdruck gefüllt werden, der vom Anwender reduziert werden kann.

Eine derartig justierbare Gasfeder ist aus der DE 34 46 407 A1 bekannt. Die Gasfeder weist ein Zylinderrohr auf, das beidends mit Endstücken gasdicht verschlossen ist. Ei­ nes der Endstücke weist eine zentrale Öffnung auf, durch die eine Kolbenstange längsverschiebbar und abgedichtet geführt ist, die mit einem Ende in den von dem Zylinderrohr umschlossenen Innenraum ragt. Dieses Ende ist mit einem durchbohrten Kolben versehen, der als Führungs- und An­ schlagmittel dient. Das andere Endstück weist einen Kanal auf, der von außen in den Innenraum der Gasfeder führt. Der Kanal ist durch eine zylindrische Öffnung geringen Durch­ messers gebildet, der in eine zylinderförmige, in dem End­ stück vorgesehene Kammer mündet. Seine Mündung ist von ei­ ner planen Ringfläche umgeben, die als Ventilsitz dient. In dem Kanal und in der Kammer ist ein Ventilverschlussglied vorgesehen, dessen scheibenförmiger Kopf in der zylindri­ schen Kammer sitzt.

Von dem Kopf ausgehend, erstreckt sich ein etwa zylin­ drischer Schaft in den Kanal. An seinem freien Ende ist der Fortsatz mit einem Abschnitt vergrößerten Durchmessers ver­ sehen, der mit dem Kanal einen engen Ringspalt begrenzt. Zwischen dem Kopf und der den Ventilsitz bildenden Ringflä­ che ist eine im Querschnitt rechteckige, scheibenförmige Flachdichtung angeordnet, die eine zentrale Öffnung auf­ weist. Mit dem Schaft des Ventilverschlussgliedes begrenzt die Dichtung einen Ringspalt. Der Außendurchmesser der Flachdichtung ist so bemessen, dass zwischen der sich an die Sitzfläche anschließenden Zylinderwandung und der Flachdichtung ein Spalt verbleibt. Das Ventilverschluss­ glied wird durch den in der Gasfeder herrschenden Druck an seinen Ventilsitz angepresst. Die den Kopf des Ventilver­ schlussgliedes aufnehmende Kammer ist zu dem Innenraum der Gasfeder hin durch eine eingepresste Lochscheibe verschlos­ sen.

Diese Gasfeder wird werkseitig mit einem unter Maxi­ maldruck stehenden Gas gefüllt, das auf dem Kopf des Ven­ tilverschlussgliedes lastet und somit nicht ausströmen kann. Zum Einstellen eines gewünschten Druckes, der gerin­ ger ist als der Maximaldruck, wird ein entsprechendes Werk­ zeug in den Kanal des Endstückes eingeführt und eine Axial­ kraft auf den Schaft des Ventilverschlussgliedes ausgeübt. Das unter sehr hohem Druck stehende Gas kann dadurch zwi­ schen dem Kopf und der Dichtung oder zwischen der Dichtung und der Sitzfläche durchströmen und gelangt über den Kanal ins Freie. Dabei werden in dem zwischen der Dichtung und der Sitzfläche bzw. zwischen der Dichtung und dem Kopf des Ventilverschlussgliedes entstehenden Spalt extrem hohe Strömungsgeschwindigkeiten erreicht, was zu heftigen Bewe­ gungen der Dichtung führen kann. Wird der Schaft des Ven­ tilverschlussgliedes freigegeben, schließt das Ventilver­ schlussglied aufgrund des hohen Gasdruckes praktisch augen­ blicklich, wobei es die Dichtung an die Sitzfläche an­ presst. Dabei kann es dazu kommen, dass die Dichtung zwi­ schen dem Kopf des Ventilverschlussgliedes und der Sitzflä­ che in einer anderen Lage eingeklemmt wird als der, die sie ursprünglich inne hatte. Dies kann zu Undichtigkeiten füh­ ren, was häufig erst dann bemerkt wird, wenn die Gasfeder in ihrer Kraft so weit nachgelassen hat, dass sie die Funk­ tion, für die sie vorgesehen ist, nicht mehr erfüllen kann.

Aus dem Katalog Nr. 300 der Fa. SIMRIT, Ausgabe Mai 1972, ist die Abdichtung eines kegeligen Ventilverschluss­ gliedes auf einem kegeligen Ventilsitz mittels O-Ring be­ kannt. Dazu enthält das Ventilverschlussglied in der Kegel­ mantelfläche eine eingestochene Ringnut, in der O-Ring an­ geordnet ist. Es wird allerdings im Katalog darauf hinge­ wiesen, dass die O-Ringe bei hohen Strömungsgeschwindig­ keiten aus der Nut herausgerissen werden können. Um dies zu verhindern ist eine spezielle Verankerung des O-Rings er­ forderlich, der hierzu gemäß Katalog eine spezielle von der Kreisform abweichende Querschnittsgestalt hat.

Die DE 23 52 418 A zeigt die Anordnung eines O-ringför­ migen Dichtrings zwischen zwei miteinander verbundenen Tei­ len, durch die ein Kanal hindurchführt. Der Kanal wird an der Stoßstelle der beiden Teile mittels des O-Rings abge­ dichtet. Hierzu enthält jedes der Teile eine Ausdrehung. Die Ausdrehungen sind so geformt, dass sich ein trapezför­ miger Querschnitt einstellt, der in Richtung von der Kanal­ achse weiter wird. Beim Zusammenspannen wird dadurch der O- Ring nach außen gepresst.

Schließlich ist aus der GB 1 047 764 eine Rohrver­ schraubung bekannt. Die Rohrverschraubung besteht aus einer auf dem anzuschließenden Rohr sitzenden Muffe mit kegelför­ miger Erweiterung. Das Rohr ist im Inneren der Muffe eben­ falls kegelförmig erweitert, damit es an der Kegelfläche der Muffe anliegen kann. Von der entgegengesetzten Seite wird ein Gewindenippel eingedreht, dessen kegelförmige Spitze mit in Umfangsrichtung verlaufenden Rillen versehen ist. Die Rillen sollen abdichten und gleichzeitig das Rohr fixieren.

Davon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, eine Gasfeder zu schaffen, deren Federhärte einstellbar und langzeitkonstant ist.

Diese Aufgabe wird durch eine Gasfeder mit den Merkma­ len eines der Ansprüche 1 und 3 sowie durch eine Gasfeder gelöst, die eine Kombination der Merkmale zweier oder meh­ rerer der Ansprüche 1 bis 4 aufweist.

Die Gasfeder ist mit einem Ventil versehen, über das in dem Druckbehälter gespeichertes, unter Druck stehendes Gas abgelassen werden kann. Das Ventil sitzt in dem Kanal zum Ablassen des Gases und ist durch den Gasdruck auf seine Schließstellung zu belastet. Das Ventilverschlussglied liegt an dem Ventilsitz über einen O-Ring an. Der O-Ring wird von der kegelstumpfförmig ausgebildeten Dichtschulter beim Schließen des Ventilgliedes, d. h. beim Überführen in seine jeweiligen Verschlussstellung, weitgehend zentriert und findet an dem Ventilsitz eine definierte Anlage. Da­ durch wird ein sauberes Abdichten unter Vermeidung unge­ wollter Gasverluste ermöglicht. Auch wenn der O-Ring beim Ablassen von Gasportionen aus dem Druckbehälter heftige Bewegungen und Schwingungen ausführt, bei denen er sowohl axial als auch radial schwingen kann, wird er durch die konische Dichtschulter während der Schließbewegung des Ven­ tilverschlussgliedes augenblicklich in eine definierte Lage überführt.

Ein Langzeit dichter Abschluss und eine definierte Lage des O-Ringes beim Schließen des Ventils werden auch erreicht, wenn der Ventilsitz eine ringförmige Ventilsitz­ fläche aufweist, die in Radialrichtung mit einer an dem Ventilglied vorgesehenen ringförmigen Dichtschulter einen spitzen Winkel einschließt. Dieser spitze Winkel ist vor­ zugsweise nach außen geöffnet und bewirkt, dass eine auf das Ventilverschlussglied wirkende und dieses gegen den Ventilsitz drückende Axialkraft in eine den O-Ring zentrie­ rende und spannende Radialkraft umgesetzt wird.

Eine besonders gute Dichtigkeit des Ventils wird er­ reicht, wenn an der an dem Ventilglied vorgesehenen Dicht­ schulter wenigstens eine in sich geschlossene, kreuzungs­ freie Rille vorgesehen ist, die im wesentlichen konzen­ trisch zu dem O-Ring angeordnet ist und auf der der O-Ring liegt. Bedarfsweise können mehrere solcher Rillen vorgese­ hen sein, die sich gegenseitig nicht kreuzen oder schneiden und die jeweils in sich geschlossen sind. Unabhängig von der genauen Zuordnung zu der Lage des O-Ringes erleichtern die Rillen die Abdichtung. Die Rillen können sowohl durch Bearbeitungsspuren wie konzentrische Nuten oder Riefen, die von einem Drehbearbeitungsschritt herrühren, als auch gesondert ausgeformte Verformungen sein. Dabei kommt es jedoch darauf an, dass die Rillen in Umfangsrichtung im wesentlichen ohne Radialkomponente verlaufen. Ungeeignet sind bspw. spiralförmige Rillen.

Die vorgenannten Maßnahmen können sowohl einzeln als auch in ihrer Gesamtheit an einer Gasfeder verwirklicht werden.

Eine fertigungstechnisch günstige Variante wird erhal­ ten, wenn die kegelstumpfförmige Dichtfläche einen Kegel­ winkel von 90°, die Ventilsitzfläche einen Kegelwinkel von 120° und somit der von den Flächen eingeschlossene Winkel 15° beträgt. Das Ventilverschlussglied kann dann als Dreh­ teil hergestellt werden, wobei die von der Drehbearbeitung herrührenden Bearbeitungsspuren die Dichtwirkung des O-Rin­ ges unterstützen. Der 90°-Konus des Ventilverschlussgliedes hat einen Böschungswinkel, der eine ausreichende Zentrie­ rung und Anpressung des O-Ringes bewirkt, ohne diesen ein­ zuklemmen oder zu quetschen. Von den vorgenannten Maßen kann jedoch abgewichen werden, wobei es ausreichend ist, dass der spitze Winkel zwischen der Ventilsitzfläche und der Dichtschulter zwischen 5° und 30° liegt.

Das Ventilverschlussglied ist vorzugsweise rotations­ symmetrisch ausgebildet und weist einen in einem engen Ka­ nalabschnitt sitzenden Schaft und einen in einem durchmes­ servergrößerten Kanalabschnitt sitzenden Kopf auf, wobei das Ventilglied mit einem seitlichen Spiel axial auf den Ventilsitz zu und von diesem wegbewegbar ist. Durch eine axiale Bewegung wird es von seiner Verschlussstellung in die Offenstellung und umgekehrt überführt. In der Ver­ schlussstellung wird das Ventilverschlussglied durch den Ventilsitz zentriert.

Das Ventilverschlussglied ist vorzugsweise nicht federbelastet sondern lediglich durch den in dem Druckbe­ hälter herrschenden Gasdruck auf seine Verschlussstellung zu gespannt.

Im Anschluss an den Kopf kann das Ventilverschluss­ glied mit einem Schaftabschnitt versehen sein, dessen Durchmesser geringer ist als der Durchmesser des übrigen Schaftes. Dadurch wird ein ausreichender Abstand des O-Rin­ ges von dem Schaft erreicht, so dass zwischen dem Schaft­ abschnitt und dem O-Ring ein ringförmiger Luftspalt ver­ bleibt. Damit wird die Beweglichkeit des O-Ringes sicher­ gestellt, was zur Folge hat, dass der an der Ventilsitzfläche anliegende O-Ring die seitliche Lage des Ventilverschlussgliedes in der Verschlussstellung bestimmt. Eine Überbestimmung der Lage des Ventilverschlussgliedes, die zu ungleicher Druckverteilung auf den O-Ring und zu Undichtigkeiten führen könnte, wird somit vermieden.

Um eine freie seitliche Einstellung des Ventilver­ schlussgliedes zu dem Kanal zu erreichen, ist der O-Ring mit dem Ventilverschlussglied unverbunden. Der O-Ring ist darüber hinaus vorzugsweise auch mit dem Ventilsitz unver­ bunden. Das bedeutet, dass der O-Ring auch nicht in eine Ringnut oder ähnliches eingelegt ist. Der O-Ring ist seit­ lich, d. h. radial oder parallel zu der jeweiligen Dichtflä­ che frei, d. h. nicht arretiert. Bei geöffnetem Ventil, d. h. wenn das Ventilverschlussglied von dem Ventilsitz wegbewegt ist, ist die Lage des O-Ringes nicht definiert.

Wenn der O-Ring mit seitlichem Spiel sowohl in dem Kanal als auch auf den Ventilverschlussglied sitzt, wird ein Einklemmen des O-Ringes beim Schließen des Ventils si­ cher ausgeschlossen. Ein solches Klemmen könnte zu bleiben­ den Verformungen des O-Ringes oder zum Festklemmen des Ven­ tilverschlussgliedes führen.

Sowohl die Dichtfläche des Ventilverschlussgliedes als auch die Ventilsitzfläche weisen vorzugsweise gerade Man­ tellinien auf, d. h. im Längsschnitt sind sie gerade. Dies vermeidet Deformationen des O-Ringes, die ansonsten zu Un­ dichtigkeiten führen können.

Weitere Merkmale sind Gegenstand von Unteransprüchen.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Er­ findung dargestellt, es zeigen:

Fig. 1 eine mit einem Ablassventil versehene Gasfeder in geschnittener und schematisierter Darstellung,

Fig. 2 das Ablassventil nach Fig. 1 in teilweise ge­ schnittener Darstellung und in vergrößertem Maßstab,

Fig. 3 ein zu dem Ablassventil nach Fig. 2 gehöriges Ventilverschlussglied, in perspektivischer Dar­ stellung und in einem anderen Maßstab,

Fig. 4 eine andere Ausführungsform des Ablassventils für eine Gasfeder nach Fig. 1, in teilweise geschnit­ tener Darstellung und

Fig. 5 ein Ablassventil, dessen Ventilglied einen Kopf mit plan ausgebildeter Dichtfläche aufweist.

In Fig. 1 ist eine Gasfeder 1 dargestellt, die als Druckfeder arbeitet. Die Gasfeder 1 weist ein verhältnis­ mäßig dünnwandiges Zylinderrohr 3 auf, das an seinen beiden Enden mit Endstücken 5, 6, in Fig. 1 an seiner linken Seite mit dem Endstück 5 und an seiner rechten Seite mit dem End­ stück 6, verschlossen ist. Das Endstück 5 kann mit Befesti­ gungseinrichtungen wie Laschen, Ösen oder dergleichen ver­ sehen sein, die nicht weiter dargestellt sind. Das Endstück 5 ist mittels einer in eine Umfangsnut 8 greifenden Sicke 9 an dem Zylinderrohr gehalten, wobei ein in der Umfangsnut 8 liegender O-Ring 11 eine Abdichtung des Zylinderrohres 3 bewirkt.

Das ebenfalls dicht mit dem Zylinderrohr 3 verbundene Endstück 6 weist eine zentrale Bohrung 13 auf, durch die eine Kolbenstange 15 abgedichtet und gleitend verschiebbar geführt ist. Die Kolbenstange 15 ragt mit einem Ende aus dem Zylinderrohr 3 und dem Endstück 6, während es mit sei­ nem anderen Ende in dem Zylinderrohr 3 sitzt. Die Endstücke 5, 6 und das Zylinderrohr 3 umschließen einen Innenraum 17, der mit unter Druck stehendem Gas gefüllt ist. Der stirn­ seitig auf die Kolbenstange 15 einwirkende Gasdruck erzeugt eine die Kolbenstange 15 aus dem Zylinderrohr 3 treibende Axialkraft. Um ein Hinausschießen der Kolbenstange 15 aus dem Zylinderrohr 3 in lastfreiem Zustand zu vermeiden, ist sie an ihrem in dem Innenraum 17 liegenden Ende mit einem Kolben 19 versehen, der eine von einer Kolbenseite auf die andere Kolbenseite führende Durchgangsbohrung 20 aufweist und lediglich als Führungs- und Anschlagmittel dient.

Zur Abdichtung der Kolbenstange 15 nach außen sind in der Bohrung 13 zwei Umfangsnuten vorgesehen, in denen O- Ringe 21, 22 angeordnet sind. Das Endstück 6 ist außerdem mittels einer an dem Zylinderrohr 3 vorgesehenen Sicke 9' an dem Zylinderrohr 3 gehalten. Die Sicke 9' greift in eine in dem Endstück 6 vorgesehene Umfangsnut 8', in die zur Abdichtung ein O-Ring 11' eingelegt ist.

Das Endstück 6 weist einen stirnseitig mündenden Kanal 23 auf, über den das in dem Innenraum 17 gespeicherte, un­ ter Druck stehende Gas portionsweise oder völlig abgelassen werden kann. In dem den Innenraum 17 mit der Umgebung ver­ bindenden Kanal 23 ist ein Ventil 25 angeordnet, das in Fig. 2 vergrößert dargestellt ist. Der Kanal 23 weist einen von der Umgebung in Richtung auf den Innenraum 17 zu füh­ renden zylindrischen Kanalabschnitt 27 mit einem relativ geringen Durchmesser von einem oder wenigen Millimetern und einen durchmesservergrößerten Kanalabschnitt 29 auf, der ebenfalls zylindrisch ist und an den Kanalabschnitt 27 an­ schließt.

Den Übergang von dem Kanalabschnitt 27 zu dem Kanalab­ schnitt 29 bildet eine einen Ventilsitz 31 bildende Schrägschulter, die eine auf einem Kegelmantel liegende, ringförmige Ventilsitzfläche 33 aufweist. Gegen die Längs­ mittelachse 34 des Kanales 23 ist die Ventilsitzfläche 31 mit 60° geneigt, d. h. der Öffnungswinkel des von der Ventilsitzfläche definierten Kegels beträgt 120°.

In dem Kanal 23 sitzt ein Ventilverschlussglied 35, das einen in dem Kanalabschnitt 27 angeordneten Schaft 37 sowie einen Kopf 39 aufweist, der in dem durchmesserver­ größerten Kanalabschnitt 29 des Kanales 23 angeordnet ist. Der Schaft 37 ist in einen sich an den Kopf 39 anschließen­ den Schaftabschnitt 41 mit deutlich geringerem Durchmesser als der Kanal 23 und einen Schaftabschnitt 42 unterteilt, der mit geringem Spiel in dem Kanalabschnitt 27 des Kanales 23 sitzt.

Sowohl der Kanal 23 als auch das Ventilverschlussglied 35 sind jeweils rotationssymmetrisch ausgebildet, so dass die Längsmittelachse 34 bei zentriertem Ventilverschluss­ glied zugleich die Längsmittelachse desselben bildet.

Im Anschluss an den Schaftabschnitt 41 weist der Kopf 39 des Ventilverschlussgliedes 35 eine konisch ausgebildete Dichtschulter 42 auf, die einen Konus definiert. Der Konus hat einen Öffnungswinkel von 90° und schließt deshalb mit der Ventilsitzfläche 33 einen Winkel von 15° ein.

Zwischen der Dichtschulter 42 und der Ventilsitzfläche 33 ist ein O-Ring 45 angeordnet, der weder mit dem Ventil­ verschlussglied 35, noch mit dem Ventilsitz 31 oder übrigen Teilen des Endstückes 6 verbunden ist. Der O-Ring 45 liegt mit radialem Spiel in der von dem Abschnitt 29 des Kanales 23 gebildeten Öffnung. Außerdem sitzt der O-Ring mit Spiel auf dem Ventilverschlussglied 35. In zentrierter Lage ist sowohl zwischen dem Schaftabschnitt 41 und dem O-Ring 45 als auch zwischen der Wandung des Kanalabschnittes 29 und dem O-Ring 45 jeweils ein Ringspalt vorhanden.

Um das Ventilverschlussglied 35 in dem Kanal 23 unver­ lierbar zu halten, ist der Kanal 23 bei seiner in den In­ nenraum 17 führenden Mündung nach dem Einsetzen des Ventil­ verschlussgliedes 35 verstemmt, so dass die Mündung einen Durchmesser aufweist, der geringer ist als der Außendurch­ messer des Kopfes 39 des Ventilverschlussgliedes 35. Um zu vermeiden, dass das in seine Offenstellung überführte Ventilverschlussglied 35 mit seinem Kopf 39 die Mündung des Kanales 23 verschließt, ist der Kopf 39 stirnseitig mit einer Quernut 46 versehen, die nach Art eines Schraubendre­ herschlitzes ausgebildet ist.

Sowohl die Dichtschulter 42 als auch die Ventilsitz­ fläche 33 weisen zueinander konzentrische Riefen auf, die der Verbesserung der Dichtungswirkung des O-Ringes 45 die­ nen. Insbesondere die Dichtschulter 42 weist, wie in Fig. 3 veranschaulicht ist, Riefen 48 auf, die in sich geschlosse­ ne, konzentrisch zu der Längsmittelachse 34 liegende Kreise bilden. Die Riefen 48 sind Bearbeitungsspuren einer Dreh­ bearbeitung des Ventilverschlussgliedes 35. Die Tiefe der Riefen liegt im Bereich von etwa 1/10 mm. Die Anzahl ist nicht genau bestimmt und schwankt. Die Reifen sind im we­ sentlichen gleichmäßig über die Dichtfläche verteilt, so dass der O-Ring 45 in jeder Stellung auf Reifen 48 trifft.

Die insoweit beschriebene Gasfeder 1 und insbesondere das Einstellen der Federhärte funktioniert wie folgt:
Die in Fig. 1 dargestellte Gasfeder 1 wird bei ihrer Herstellung mit einer Gasfüllung versehen, die einem maxi­ malen Arbeitsdruck entspricht. Die Füllung kann sowohl vor dem endgültigen Verschließen des Zylinderrohres 3 mittels der Endstücke 5, 6 als auch durch den Kanal 23 in den In­ nenraum 17 eingebracht werden. Die Gasfüllung drückt auf den Kopf 39 des Ventilverschlussgliedes 35 und belastet dieses auf seine Verschlussstellung zu. Die Dichtschulter 42 zentriert den O-Ring 45 und presst diesen gegen die Ven­ tilsitzfläche 33. Das Ventil 25 ist damit dicht und die Gasfüllung bleibt dauerhaft in dem Innenraum 17 gespei­ chert. Die Gasfeder 1 arbeitet deshalb mit Maximaldruck und mit größtmöglicher Federhärte.

Zum Einstellen einer geringeren Federhärte wird ein entsprechender Dorn oder ein anderweitiges spitzes Werkzeug in den Kanal 23 derart eingeführt, dass es stirnseitig an dem Schaft 37 anliegt. Ein kurzer Druck oder Schlag auf die Stirnfläche des Schaftes 37 bewegt das Ventilverschluss­ glied wenigstens kurzzeitig gegen die Kraft des auf dem Kopf 35 lastenden Gases in den Kanal 23 hinein, wobei das Ventilverschlussglied 35 von dem Ventilsitz 31 abhebt. Der O-Ring 45 kann dadurch nicht mehr abdichten und ein Teil der in dem Innenraum 17 gespeicherten Gasfüllung strömt an dem O-Ring 45 vorbei in den Abschnitt 27 des Kanales 23 und ins Freie. Der enge, von dem Abschnitt 27 des Kanales 23 und dem Abschnitt 42 des Schaftes 37 begrenzte Ringspalt begrenzt die Ausströmgeschwindigkeit soweit, dass mit ein­ zelnen Auslassvorgängen lediglich kleinere Gasportionen ausgelassen werden und das Ablassen dosiert erfolgen kann.

Steht das Ventilverschlussglied 35 in seiner Offen­ stellung, die sich bspw. lediglich um einen Axialversatz von wenigen 1/10 mm von der Schließstellung unterscheiden kann, ist die Lage des O-Ringes 45 nicht weiter definiert. Das ausströmende Gas weist eine erhebliche Geschwindigkeit auf und erzeugt insbesondere an engeren Spalten, die der O- Ring 45 mit dem Ventilsitz 31 oder mit dem Verschlussglied 35 begrenzt, Unterdrücke, die den O-Ring 45 zu heftigen Schwingungen anregen können, so dass dessen Lage in jedem Zeitpunkt anders sein kann. Wird der Schaft 37 jedoch frei­ gegeben, drückt das auf den Kopf 39 des Ventilverschluss­ gliades 35 lastende Gas das Ventilverschlussglied 35 sofort in seine Schließstellung, wobei der von der Dichtschulter 42 gebildete Konus den O-Ring 45 aufnimmt, zentriert und gegen die Sitzfläche 33 drückt. Die seitliche Lage des Ven­ tilverschlussgliedes 35 zu dem Kanal 23 ist dabei durch den an der Ventilsitzfläche 33 anliegenden O-Ring 45 bestimmt. Der auf den O-Ring 45 ausgeübte Druck ist deshalb entlang seines Umfanges im wesentlichen konstant, wodurch sich auch eine gleichmäßige Deformierung ergibt.

Sowohl die Dichtschulter als auch die Ventilfläche liegen flächig an dem O-Ring an. Das Eindrücken von schar­ fen Kanten in den O-Ring 45 oder das Hineintreiben dessel­ ben in enge Winkel wird vermieden. Dadurch werden Beschädi­ gungen des O-Ringes 45 oder ein Verklemmen des Ventilver­ schlussgliedes vermieden.

Der vorstehend beschriebene Ablassvorgang kann so lan­ ge wiederholt werden, bis der Innendruck der Gasfeder 1 auf einen unteren Grenzwert abgesunken ist, bei dem die Gasfe­ der 1 gerade noch mit geringster Federhärte betriebsfähig ist. Soll wiederum eine größere Härte eingestellt werden, kann durch den Kanal 23 eine neue Gasfüllung in den Innen­ raum 17 eingebracht werden.

Die Dichtwirkung des Ventils 25 ist unabhängig von der Anzahl der Arbeitsspiele und der Zeit, die das Ventil 25 in seiner Geschlossenstellung verblieben ist, gleichbleibend gut. Selbst wenn der O-Ring 45 ganz oder teilweise an der Dichtschulter 42 oder der Ventilsitzfläche 33 angeklebt ist, findet das Ventilverschlussglied 35 beim Schließen in seine zentrierte Lage, wobei der O-Ring 45 die Dichtschul­ ter 42 zu der Ventilsitzfläche 33 zentriert.

Der O-Ring 45 liegt etwa koaxial zu den an dem Kopf 39 vorhandenen Riefen 48 und dichtet an diesen ab. Die Riefen weisen stumpfwinklige Kanten auf, die die Dichtwirkung an dem O-Ring verbessern, ohne diesen zu beschädigen.

Eine Ausführungsform, bei der eine Zentrierwirkung auf den O-Ring 45 lediglich von der Dichtschulter 42 des Ven­ tilverschlussgliedes 35 aufgebracht wird, ist in Fig. 4 dargestellt. Die Ventilsitzfläche 33 ist hier als Planflä­ che ausgebildet, die mit der Dichtschulter 42 einen Winkel von etwa 15° einschließen. Sowohl die Dichtschulter 42 als auch die Ventilsitzfläche 33 sind mit konzentrischen Riefen versehen, die die Dichtwirkung des O-Ringes 45 unterstüt­ zen.

Eine weitere Ausführungsform des Ventils 25 ist in Fig. 5 dargestellt. Bei diesem Ventil 25 ist das Ventilver­ schlussglied 35 mit einem Kopf 39 versehen, dessen Dicht­ schulter 42 als Planfläche ausgebildet ist. Die Ventilsitz­ fläche 33 ist um 15° gegen die Radiale und damit gegen die Dichtschulter 42 geneigt. Die Zentrierwirkung für den O- Ring 45 geht hier allein von der Ventilsitzfläche 33 aus. Ansonsten stimmt das in Fig. 5 dargestellte Ventil 25 mit den vorstehend beschriebenen in Funktion und Wirkungsweise überein.

Bei allen Ausführungsformen bewirkt der zwischen der Dichtschulter 42 und der Ventilsitzfläche eingeschlossene, spitze, sich nach außen öffnende Winkel eine Übersetzung der erheblichen, auf dem Ventilverschlussglied 35 lastenden Kraft in eine Radialkraft für den O-Ring 45, der dadurch gespannt wird.

Wie sich aus den vorstehenden Ausführungen ergibt, ist den in den Fig. 2, 4 und 5 dargestellten Ausführungsformen des Ventils 25 gemeinsam, dass das Ventilverschlussglied 35 durch das Dichtmittel, nämlich den O-Ring, in seiner Ver­ schlussstellung seitlich, d. h. radial ausgerichtet wird, wobei sich der O-Ring dabei selbst zentriert. Dies wird erreicht, indem entweder die an dem Ventilverschlussglied vorhandene Dichtschulter oder die Ventilsitzfläche oder beide Flächen konisch ausgebildet werden. Die Riefen 48 verbessern die Abdichtung.

Das vorstehend in Varianten beschriebene Ventil 25 kann bedarfsweise in das Endstück 5, in die Kolbenstange 15 oder das Zylinderrohr 3 eingebaut werden.

Bei einer einstellbaren Gasfeder ist ein Kanal vor­ gesehen, der einen gasgefüllten Innenraum mit der Umgebung verbindet. In dem Kanal ist ein Ventil angeordnet, das ein willkürlich betätigbares Ventilverschlussglied aufweist. Dieses ist durch die in dem Druckbehälter vorhandene Gas­ füllung auf seine Verschlussstellung zu belastet. Das Ven­ til weist einen Kopf auf, der unter Zwischenlage eines O- Ringes gegen einen Ventilsitz gepresst ist. Der O-Ring ist weder mit dem Kopf, noch mit dem Ventilsitz verbunden. Die an dem Kopf des Ventilverschlussgliedes vorhandene Dicht­ schulter und die an dem Ventilsitz vorgesehene, ringförmige Ventilsitzfläche sind zueinander geneigt. Dies bedeutet, dass wenigstens eine der genannten Flächen konisch ausge­ bildet ist, d. h. auf einem Kegelmantel liegt. Die Zentrie­ rung des Ventilverschlussgliedes und des O-Ringes erfolgt beim Schließen des Ventils selbsttätig ohne zusätzliche Hilfsmittel.

Claims (16)

1. Gasfeder (1)
mit einem Druckbehälter (3), der mit einer unter Druck stehenden Gasfüllung versehbar ist,
mit einem in den Druckbehälter (3) führenden Kanal (23),
mit einem beweglich gelagerten Ventilverschlussglied (35), das in dem Kanal (23) angeordnet und dem ein in dem Kanal (23) ausgebildeter Ventilsitz (31) zugeordnet ist,
mit einer an dem Ventilverschlussglied (35) vorgese­ henen Dichtschulter (42), die eine ringförmige, dem Ventil­ sitz (31) zugekehrte Dichtfläche aufweist, die mit wenigs­ tens einer in sich geschlossenen kreuzungsfreien Rille (48) versehen ist, und
mit einem zwischen der Dichtschulter (42) und dem Ventilsitz (31) angeordneten O-Ring (45).

2. Gasfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtfläche mit wenigstens zwei jeweils kreuzungs­ freien, in sich geschlossenen und einander nicht kreuzenden Rillen (48) versehen ist.

3. Gasfeder (1)
mit einem Druckbehälter (3), der mit einer unter Druck stehenden Gasfüllung versehbar ist,
mit einem in den Druckbehälter (3) führenden Kanal (23),
mit einem beweglich gelagerten Ventilverschlussglied (35), das in dem Kanal (23) angeordnet und dem eine in dem Kanal (23) als Ringfläche ausgebildete Ventilsitzfläche (33) zugeordnet ist,
mit einer an dem Ventilverschlussglied (35) vorgese­ henen ringförmigen Dichtschulter (42), die der Ventilsitz­ fläche (33) zugekehrt ist und die mit der Ventilsitzfläche (33) einen spitzen Winkel einschließt, und
mit einem zwischen der Dichtschulter (42) und der Ventilsitzfläche (33) angeordneten O-Ring (45), der weder mit dem Ventilverschlussglied (35) noch mit dem Ventilsitz (33) verbunden ist, so dass der O-Ring (45) seitlich frei ist.

4. Gasfeder nach Anspruch 1 oder 3 dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Dichtschulter (42) kegelstumpfförmig ausgebildet ist.

5. Gasfeder nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, dass der Ventilsitz kegelstumpfförmig ausgebildet ist.

6. Gasfeder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die kegelstumpfförmige Dichtschulter (42) einen Kegel­ winkel von 80° bis 95° aufweist.

7. Gasfeder nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilsitzfläche (33) die Mantelfläche eines Kegelstumpfes ist, der einen Kegelwinkel von 110° bis 130° aufweist.

8. Gasfeder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
dass das Ventilverschlussglied (35) im wesentlichen rota­ tionssymmetrisch zu einer Längsachse (34) ausgebildet ist
und dass sich der zwischen der Ventilsitzfläche (33) und der Dichtschulter (42) eingeschlossene spitze Winkel bezo­ gen auf die Längsachse (34) radial nach außen öffnet.

9. Gasfeder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der zwischen der Ventilsitzfläche (33) und der Dicht­ schulter (42) eingeschlossene spitze Winkel zwischen 5° und 30° liegt.

10. Gasfeder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der zwischen der Ventilsitzfläche (33) und der Dicht­ schulter eingeschlossene spitze Winkel 15° beträgt.

11. Gasfeder nach Anspruch 1 oder 3, dadurch ge­ kennzeichnet, dass das Ventilverschlussglied (35) einen Schaft (37), der in einem engen Kanalabschnitt (27) sitzt, und einen Kopf (39) aufweist, der in einem durchmes­ servergrößerten Kanalabschnitt (29) angeordnet ist, und dass das Ventilverschlussglied (35) mit Spiel axial auf den Ventilsitz (31) zu und von diesem weg bewegbar ist.

12. Gasfeder nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaft (37) im Anschluss an den Kopf (39) einen Abschnitt (41) mit einem Durchmesser aufweist, der geringer als der Durchmesser des übrigen Schaftes (37) ist.

13. Gasfeder nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, dass das Ventilverschlussglied (35) durch das in der Gasfeder (1) vorhandene, unter Druck stehende Gas auf seine Verschlussstellung zu belastet ist.

14. Gasfeder nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, dass das Ventilverschlussglied (35) willkürlich von seiner Verschlussstellung in seine Offenstellung über­ führbar ist.

15. Gasfeder nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, dass der Ventilsitz (31) an seiner ringförmigen Ventilsitzfläche (33) wenigstens eine in sich geschlossene, um den Kanal (23) herumführende Rille aufweist.

16. Gasfeder nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, dass der Ventilsitz (31) an seiner ringförmigen Ventilsitzfläche (33) konzentrisch zueinander sowie konzen­ trisch zu dem Kanal (23) angeordnete Rillen aufweist.