本發(fā)明涉及根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分所述的氣體壓力彈簧以及一種用于生產(chǎn)氣體壓力彈簧的方法。

背景技術(shù)：

0、現(xiàn)有技術(shù)

1、從現(xiàn)有技術(shù)中已知?dú)怏w壓力彈簧，其中彈簧力的溫度依賴性將通過(guò)補(bǔ)償介質(zhì)來(lái)補(bǔ)償。

2、公布ep?1?795?777?a2描述了一種具有工作缸的氣體彈簧，工作活塞在該工作缸中被可移動(dòng)地引導(dǎo)。形成在工作缸與補(bǔ)償缸之間的環(huán)形空間填充有補(bǔ)償介質(zhì)，該補(bǔ)償介質(zhì)在溫度升高時(shí)膨脹。工作缸的與活塞出口端相對(duì)的開(kāi)放端由罐形補(bǔ)償活塞封閉。當(dāng)補(bǔ)償介質(zhì)膨脹時(shí)，該補(bǔ)償介質(zhì)使補(bǔ)償活塞移動(dòng)，使得工作缸的容積增加。

3、公布de?31?41?295?a1涉及一種氣體彈簧，該氣體彈簧由容器組成，連接到活塞桿的活塞在該容器的內(nèi)壁上滑動(dòng)。填充有膨脹材料的空間位于容器固定的分隔壁與圓盤活塞之間，其中此圓盤活塞表示針對(duì)填充有膨脹材料的空間的可移動(dòng)分隔壁。氣體彈簧還包括具有加壓氣體填充物的工作室。當(dāng)溫度升高時(shí)，膨脹材料膨脹并且使得圓盤活塞進(jìn)一步遠(yuǎn)離容器固定分隔壁移動(dòng)，從而增加工作室的大小。

4、具有溫度補(bǔ)償?shù)囊阎獨(dú)怏w彈簧通常在設(shè)計(jì)上較復(fù)雜，需要比沒(méi)有溫度補(bǔ)償?shù)臍怏w壓力彈簧顯著更大的安裝空間，或者不能在整個(gè)應(yīng)用相關(guān)的溫度范圍內(nèi)補(bǔ)償溫度依賴性。

5、技術(shù)目標(biāo)

6、本發(fā)明的目標(biāo)是創(chuàng)造一種經(jīng)濟(jì)且構(gòu)造簡(jiǎn)單的氣體壓力彈簧以及一種用于生產(chǎn)該氣體壓力彈簧的經(jīng)濟(jì)且可靠的方法，其中氣體壓力彈簧的彈簧力在最寬的可能溫度范圍內(nèi)獨(dú)立于溫度。

7、技術(shù)方案

8、本發(fā)明提供了一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣體壓力彈簧，該氣體壓力彈簧實(shí)現(xiàn)了技術(shù)目標(biāo)。該目標(biāo)還通過(guò)根據(jù)權(quán)利要求13所述的用于生產(chǎn)氣體壓力彈簧的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。由從屬權(quán)利要求得到有利的實(shí)施方案。

9、該氣體壓力彈簧包括工作活塞，該工作活塞在工作缸中在行程區(qū)內(nèi)沿行程軸線被可移動(dòng)地引導(dǎo)。該工作活塞優(yōu)選地可沿行程軸線相對(duì)于工作缸移動(dòng)。該工作缸優(yōu)選地為中空?qǐng)A柱形形狀并且/或者與行程軸線同軸地布置。

10、該氣體壓力彈簧包括徑向于行程軸線包圍工作缸的補(bǔ)償缸。該補(bǔ)償缸優(yōu)選地為中空?qǐng)A柱形形狀并且/或者與行程軸線同軸地布置。該補(bǔ)償缸優(yōu)選地剛性地附接到工作缸。

11、該氣體壓力彈簧包括補(bǔ)償活塞，該補(bǔ)償活塞為中空?qǐng)A柱形形狀并且在補(bǔ)償缸中沿行程軸線被可移動(dòng)地引導(dǎo)。該補(bǔ)償活塞優(yōu)選地與行程軸線同軸地布置。該補(bǔ)償活塞優(yōu)選地可沿行程軸線相對(duì)于補(bǔ)償缸和工作缸移動(dòng)。

12、該工作缸具有沿行程軸線的開(kāi)放端。

13、“開(kāi)放”至少意味著氣體可以自由地從工作缸離開(kāi)并且通過(guò)開(kāi)放端進(jìn)入工作缸。優(yōu)選地，該開(kāi)放端是完全開(kāi)放的。

14、在工作缸的沿行程軸線與開(kāi)放端相對(duì)的活塞桿端部處，附接到工作活塞的活塞桿優(yōu)選地通過(guò)密封裝置從工作缸中引出。該密封裝置優(yōu)選地對(duì)氣體封閉活塞桿端部?！胺忾]”意味著沒(méi)有氣體可以在活塞桿端部處從工作缸中逸出或者進(jìn)入到工作缸中。

15、根據(jù)工作缸的獨(dú)立于本發(fā)明的其他特征地對(duì)于通用氣體壓力彈簧同樣有利的實(shí)施方案，該工作缸優(yōu)選地在工作缸的行程區(qū)與活塞桿離開(kāi)工作缸的活塞桿端部之間的密封區(qū)中具有徑向于行程軸線測(cè)量的密封區(qū)外徑，該密封區(qū)外徑大于工作缸的行程區(qū)外徑。該密封區(qū)外徑為例如18mm至21mm并且優(yōu)選地跨密封區(qū)恒定。

16、由于增大的密封區(qū)外徑，即使在活塞桿的直徑較大（例如10mm）的情況下，密封裝置也可以布置并保持在工作缸中，特別是完全布置并保持在工作缸中。這意味著不需要單獨(dú)的保持元件來(lái)保持密封裝置。該保持元件例如可以是插入到工作缸的活塞桿端部中的套筒，特別是鋁套筒。因此，該氣體彈簧的制造非常容易且經(jīng)濟(jì)。

17、該補(bǔ)償缸沿行程軸線在開(kāi)放端處在工作缸上方形成具有封閉端的突出部。

18、在補(bǔ)償缸的沿行程軸線與封閉端相對(duì)的活塞桿端部處，氣體壓力彈簧的活塞桿優(yōu)選地通過(guò)密封裝置從補(bǔ)償缸中引出。該密封裝置優(yōu)選地對(duì)氣體封閉活塞桿端部。

19、該補(bǔ)償活塞將布置在工作缸中的工作室、布置在工作缸與補(bǔ)償缸之間的補(bǔ)償室以及優(yōu)選地氣密地布置在突出部中的復(fù)位室彼此分離。

20、補(bǔ)償活塞優(yōu)選地在補(bǔ)償活塞的面向復(fù)位室的下側(cè)上具有缸底部。該缸底部?jī)?yōu)選地垂直于行程軸線對(duì)準(zhǔn)并且/或者封閉。

21、該補(bǔ)償活塞優(yōu)選地包括分段地布置在工作缸與補(bǔ)償缸之間的缸套。該缸套優(yōu)選地圍繞行程軸線延行并且/或者封閉。缸套分段地布置在工作缸與補(bǔ)償缸之間的優(yōu)點(diǎn)在于減小了氣體壓力彈簧的安裝長(zhǎng)度。

22、該補(bǔ)償活塞在補(bǔ)償活塞的面向工作室的上側(cè)處是開(kāi)放的。這得到的優(yōu)點(diǎn)是，補(bǔ)償活塞的內(nèi)部用作工作室的一部分，使得氣體壓力彈簧被特別緊湊地設(shè)計(jì)。

23、該補(bǔ)償活塞優(yōu)選地為罐形，其中缸底部對(duì)應(yīng)于罐底部并且缸套對(duì)應(yīng)于罐壁。

24、中空?qǐng)A柱形或罐形的補(bǔ)償活塞的優(yōu)點(diǎn)在于，它可以以特別低的材料需求將工作室、補(bǔ)償室和復(fù)位室分離。

25、補(bǔ)償介質(zhì)優(yōu)選地布置在補(bǔ)償室中，當(dāng)補(bǔ)償介質(zhì)被加熱時(shí)，該補(bǔ)償介質(zhì)使補(bǔ)償活塞朝向封閉端移動(dòng)。

26、該補(bǔ)償介質(zhì)優(yōu)選地包括膨脹材料，特別是膨脹蠟，特別優(yōu)選地膨脹蠟與油的混合物。該補(bǔ)償介質(zhì)特別是可以由膨脹材料、膨脹蠟或者膨脹蠟與油的混合物組成。補(bǔ)償介質(zhì)例如可以像在文件ep?1?795?777?a2中描述的補(bǔ)償介質(zhì)那樣進(jìn)行設(shè)計(jì)。膨脹蠟例如可以像在申請(qǐng)de?10?2020?113?749中描述的膨脹蠟?zāi)菢舆M(jìn)行設(shè)計(jì)。補(bǔ)償介質(zhì)的壓力為例如70巴至350巴。

27、復(fù)位構(gòu)件優(yōu)選地布置在復(fù)位室中，該復(fù)位構(gòu)件在補(bǔ)償介質(zhì)冷卻時(shí)使補(bǔ)償活塞遠(yuǎn)離封閉端移位。

28、該復(fù)位構(gòu)件優(yōu)選地包括或者是復(fù)位氣體，其中該復(fù)位氣體優(yōu)選地是與工作氣體相同的填充工作室的氣體。復(fù)位氣體和/或工作氣體為例如氮?dú)狻?fù)位構(gòu)件可以包括機(jī)械復(fù)位元件或者由機(jī)械復(fù)位元件形成，該機(jī)械復(fù)位元件例如彈簧，特別是螺旋壓縮彈簧。

29、工作氣體的氣體壓力為例如20巴至250巴。復(fù)位氣體的氣體壓力為例如20巴至350巴。

30、該氣體壓力彈簧包括密封件，特別是恰好一個(gè)密封件，該密封件布置在補(bǔ)償活塞的上側(cè)處，特別是布置在該上側(cè)上，優(yōu)選地可與補(bǔ)償活塞一起沿行程軸線移動(dòng)，該密封件將補(bǔ)償活塞與工作缸和補(bǔ)償缸密封隔離，特別是氣密地密封補(bǔ)償活塞。

31、在具有溫度補(bǔ)償?shù)南惹耙阎臍怏w壓力彈簧中，例如根據(jù)ep?1?795?777?a2，需要至少兩個(gè)密封件以將補(bǔ)償活塞與工作缸和補(bǔ)償缸密封隔離。利用單個(gè)密封件來(lái)密封根據(jù)本發(fā)明的工作缸和補(bǔ)償缸使得明顯更簡(jiǎn)單且更經(jīng)濟(jì)地生產(chǎn)氣體壓力彈簧并且減少了可能的泄漏點(diǎn)，使得氣體壓力彈簧在較長(zhǎng)使用壽命內(nèi)的可靠操作是可能的。

32、為了使密封件能夠密封工作缸和補(bǔ)償缸兩者，密封件必須位于補(bǔ)償缸的頂側(cè)上?；诂F(xiàn)有技術(shù)，密封件在補(bǔ)償活塞的上側(cè)上的布置看起來(lái)并不是有前景的，因?yàn)樵陂_(kāi)放的上側(cè)上僅較窄的接觸表面可用于將密封件附接到補(bǔ)償活塞。

33、然而，測(cè)試已令人驚訝地表明，不必將密封件附接到補(bǔ)償活塞。事實(shí)上，在氣體彈簧的操作期間，密封件通過(guò)補(bǔ)償介質(zhì)的壓力被足夠強(qiáng)地壓靠于補(bǔ)償活塞，使得該密封件可靠地履行其密封功能。

34、有利地，該密封件不附接到補(bǔ)償活塞，特別是既不附接到補(bǔ)償活塞，也不附接到補(bǔ)償缸或工作缸。這允許非常容易且經(jīng)濟(jì)地制造氣體彈簧。

35、實(shí)施方案類型的描述

36、補(bǔ)償活塞優(yōu)選地僅通過(guò)密封件與工作缸和補(bǔ)償缸密封隔離。因此，氣體壓力彈簧不包括位于工作缸、補(bǔ)償活塞和補(bǔ)償缸之間的任何附加密封件并且因此在設(shè)計(jì)上特別簡(jiǎn)單。密封件優(yōu)選地呈一體式。

37、密封件優(yōu)選地包括圍繞行程軸線延伸的密封環(huán)，例如o形環(huán)。特別優(yōu)選地，密封件是圍繞行程軸線延行的密封環(huán)。

38、密封件優(yōu)選地包括聚氨酯和/或丙烯腈丁二烯橡膠或者由聚氨酯和/或丙烯腈丁二烯橡膠組成。丙烯腈丁二烯橡膠具有特殊優(yōu)點(diǎn)，即在密封件與補(bǔ)償缸之間僅存在較小摩擦力。

39、補(bǔ)償活塞優(yōu)選地呈一體式并且例如可以通過(guò)由補(bǔ)償活塞坯料形成來(lái)獲得。一體式補(bǔ)償活塞的優(yōu)點(diǎn)在于簡(jiǎn)化了氣體彈簧的生產(chǎn)，并且補(bǔ)償活塞不包含可能導(dǎo)致泄漏的任何連接點(diǎn)。

40、補(bǔ)償活塞優(yōu)選地包括鋁或塑料或者由鋁或塑料制成?？梢杂伤霾牧现圃斐鎏貏e輕且經(jīng)濟(jì)的補(bǔ)償活塞。由于根據(jù)本發(fā)明的補(bǔ)償活塞的形狀和布置，該補(bǔ)償活塞即使在使用所述材料時(shí)也是穩(wěn)定的，而不管在氣體壓力彈簧中是否存在較高壓力。

41、氣體壓力彈簧優(yōu)選地包括引導(dǎo)元件，該引導(dǎo)元件沿行程軸線相對(duì)于補(bǔ)償缸可移動(dòng)地引導(dǎo)補(bǔ)償活塞，其中該引導(dǎo)元件優(yōu)選地包括引導(dǎo)套筒，該引導(dǎo)套筒特別是與行程軸線同軸地在補(bǔ)償缸與補(bǔ)償活塞之間布置在突出部中。引導(dǎo)元件可以附接到補(bǔ)償活塞或補(bǔ)償缸。引導(dǎo)元件例如可以與補(bǔ)償活塞或補(bǔ)償缸成一體。引導(dǎo)元件例如可以包括特別是由塑料制成的引導(dǎo)環(huán)，該引導(dǎo)環(huán)可以特別是利用鎖定連接而緊固到補(bǔ)償活塞。引導(dǎo)元件有利地防止補(bǔ)償活塞相對(duì)于工作缸和補(bǔ)償缸傾斜。傾斜可能會(huì)損害密封件對(duì)補(bǔ)償活塞的密封功能。

42、補(bǔ)償活塞優(yōu)選地包括徑向于行程軸線突出超過(guò)缸套、優(yōu)選地與上側(cè)相鄰的缸邊緣，其中密封件布置在缸邊緣上。缸邊緣在密封件與補(bǔ)償活塞之間提供增大的接觸面積，使得密封件特別可靠地履行其密封功能。另外，密封件可以與補(bǔ)償活塞一起沿行程軸線更可靠地移動(dòng)并且在必要時(shí)附接到補(bǔ)償活塞。

43、優(yōu)選地，缸邊緣徑向向外突出超過(guò)缸套。因此，在缸套與補(bǔ)償缸之間向復(fù)位室開(kāi)放的中間空間可供復(fù)位構(gòu)件使用，使得復(fù)位室對(duì)于給定安裝長(zhǎng)度增大。由于復(fù)位構(gòu)件的由此產(chǎn)生的較低壓力，氣體彈簧更容易密封。為了即使在徑向向外突出的缸邊緣的情況下也防止補(bǔ)償活塞卡在補(bǔ)償缸中，氣體壓力彈簧在此實(shí)施方案中優(yōu)選地包括先前描述的引導(dǎo)元件。引導(dǎo)元件優(yōu)選地附接到補(bǔ)償活塞或者與補(bǔ)償活塞成一體地設(shè)計(jì)，使得引導(dǎo)元件和缸邊緣不會(huì)彼此干擾。

44、補(bǔ)償缸與工作缸的徑向于行程軸線測(cè)量的距離優(yōu)選地在行程區(qū)中比在工作缸的位于行程區(qū)與工作缸的開(kāi)放端之間的端部區(qū)中大。

45、端部區(qū)中的較小距離使得補(bǔ)償室在端部區(qū)中垂直于行程軸線的橫截面面積較小。因此，在給定溫度升高的情況下，補(bǔ)償活塞通過(guò)補(bǔ)償介質(zhì)的膨脹而進(jìn)一步朝向補(bǔ)償缸的封閉端移位，使得工作室進(jìn)一步增大，并且氣體壓力彈簧的彈簧力的溫度依賴性得到較大補(bǔ)償。

46、因?yàn)楣ぷ骰钊男谐虆^(qū)中的距離沒(méi)有減小，所以補(bǔ)償室仍然可以容納充足量的補(bǔ)償介質(zhì)以用于有效溫度補(bǔ)償。

47、例如，在端部區(qū)中的距離比在行程區(qū)中小10%至50%、優(yōu)選地小20%至40%、特別優(yōu)選地小30%。端部區(qū)中的距離為例如1mm至8mm、優(yōu)選地2mm至4mm、特別優(yōu)選地2.5mm。行程區(qū)中的距離為例如2mm至12mm、優(yōu)選地3mm至6mm、特別優(yōu)選地3mm至3.5mm。利用距離的所述值，可以在氣體壓力彈簧的典型操作溫度范圍（例如-10℃至+60℃）內(nèi)實(shí)現(xiàn)對(duì)氣體壓力彈簧的彈簧力的溫度依賴性的較大（特別是完全）補(bǔ)償。

48、優(yōu)選地，補(bǔ)償缸與工作缸在端部區(qū)中以及/或者在行程區(qū)中的距離獨(dú)立于沿行程軸線的定位。在此實(shí)施方案中，該距離在端部區(qū)中以及/或者在行程區(qū)中沿行程軸線恒定，這使得氣體壓力彈簧非常容易制造。

49、在工作缸的端部區(qū)中工作缸的徑向于行程軸線測(cè)量的端部區(qū)外徑優(yōu)選地大于在行程區(qū)中工作缸的徑向于行程軸線測(cè)量的行程區(qū)外徑。工作缸在端部區(qū)中的這種膨脹使得工作缸與補(bǔ)償缸之間的距離減小，而不改變補(bǔ)償缸或者工作缸在行程區(qū)中的形狀。因此，與來(lái)自現(xiàn)有技術(shù)的氣體壓力彈簧相比，以盡可能少的改變實(shí)現(xiàn)了減小的距離。因此，氣體壓力彈簧可以特別容易且經(jīng)濟(jì)地制造，尤其是使用已知的部件和方法來(lái)制造。

50、工作缸的端部區(qū)外徑優(yōu)選地為工作缸的行程區(qū)外徑的101%至150%、優(yōu)選地105%至130%、特別優(yōu)選地110%至120%、最優(yōu)選地112%至113%。端部區(qū)外徑為例如15mm至25mm、優(yōu)選地16mm至22mm、特別優(yōu)選地18mm至21mm。行程區(qū)外徑為例如10mm至20mm、優(yōu)選地15mm至19mm、特別優(yōu)選地17mm至18mm。利用外徑的所述值，可以在氣體壓力彈簧的典型操作溫度范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)對(duì)氣體壓力彈簧的彈簧力的溫度依賴性的大規(guī)模補(bǔ)償。

51、優(yōu)選地，工作缸在端部區(qū)中以及/或者在行程區(qū)中的外徑獨(dú)立于沿行程軸線的定位。在此實(shí)施方案中，該距離在端部區(qū)中以及/或者在行程區(qū)中沿行程軸線恒定，這使得氣體壓力彈簧非常容易制造。

52、補(bǔ)償缸的徑向于行程軸線測(cè)量的補(bǔ)償缸內(nèi)徑優(yōu)選地為工作缸的行程區(qū)外徑的110%至200%、優(yōu)選地140%至170%、特別優(yōu)選地150%至160%、最優(yōu)選地155%至157%。補(bǔ)償缸內(nèi)徑為例如20mm至30mm，優(yōu)選地23mm至27mm，特別優(yōu)選地25mm。利用補(bǔ)償缸內(nèi)徑的所述值，可以在氣體壓力彈簧的典型操作溫度范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)對(duì)氣體壓力彈簧的彈簧力的溫度依賴性的大規(guī)模補(bǔ)償。

53、優(yōu)選地，補(bǔ)償缸的內(nèi)徑獨(dú)立于沿行程軸線的定位。在此實(shí)施方案中，補(bǔ)償缸的內(nèi)徑沿行程軸線恒定，這使得氣體壓力彈簧非常容易制造。

54、工作缸的行程區(qū)和端部區(qū)優(yōu)選地彼此一體地連接。行程區(qū)和端部區(qū)例如可以利用材料粘結(jié)而彼此連接，特別是彼此焊接、釬焊以及/或者粘接。行程區(qū)和端部區(qū)例如可以以型面配合和/或力配合方式彼此連接，特別是彼此螺紋連接、卡鎖以及/或者夾緊。

55、工作缸例如可以包括金屬（特別是鋼和/或塑料）或者由該金屬組成。

56、特別是除了由工作缸在端部區(qū)中的膨脹引起的壁厚度減?。ɡ缰炼鄿p小直至0.2mm）之外，工作缸的徑向于行程軸線的壁厚度優(yōu)選地在工作缸的行程區(qū)中以及在工作缸的端部區(qū)中基本相同，并且優(yōu)選地獨(dú)立于沿行程軸線的定位。在此實(shí)施方案中，工作缸的壁厚度沿行程軸線恒定，這使得氣體壓力彈簧特別容易制造。

57、補(bǔ)償缸的徑向于行程軸線的壁厚度優(yōu)選地獨(dú)立于沿行程軸線的定位。在此實(shí)施方案中，補(bǔ)償缸的壁厚度沿行程軸線恒定，這使得氣體壓力彈簧特別容易制造。

58、工作缸和/或補(bǔ)償缸優(yōu)選地包括非均勻拉制管，例如沿行程軸線具有焊縫的管。

59、用于生產(chǎn)氣體壓力彈簧的方法包括將補(bǔ)償活塞坯料成形為或者加工成補(bǔ)償活塞。補(bǔ)償活塞例如可以通過(guò)對(duì)鋁補(bǔ)償活塞坯料進(jìn)行深拉來(lái)制造。

60、該方法優(yōu)選地包括提供優(yōu)選地呈非均勻拉制管形式的工作缸坯料，其中該工作缸坯料塑形為中空?qǐng)A柱體并且具有橫向于該工作缸坯料的縱向軸線的外徑，該外徑獨(dú)立于沿其縱向軸線的定位。因此，外徑沿行程軸線恒定。工作缸坯料特別是可以為已知?dú)怏w壓力彈簧的工作缸。工作缸坯料優(yōu)選地例如通過(guò)沿該工作缸坯料的縱向軸線的焊縫而具有取決于相對(duì)于縱向軸線的方位的材料特性。這種工作缸坯料可以非常簡(jiǎn)單且成本低廉地制造，例如該工作缸坯料由鋼拉制并焊接。

61、該方法優(yōu)選地包括將工作缸坯料成形為氣體壓力彈簧的工作缸，其中該成形包括在工作缸坯料的至少一個(gè)端部區(qū)中加寬工作缸坯料的外徑。

62、該膨脹優(yōu)選地包括將心軸插入到至少一個(gè)端部區(qū)中，以及優(yōu)選地在插入心軸之前圍繞工作缸坯料的端部區(qū)布置圍繞縱向軸線延行的套筒，使得端部區(qū)在膨脹之后抵靠套筒。這有利地允許工作缸坯料的直徑膨脹至獨(dú)立于方位的直徑，該工作缸坯料的材料特性取決于相對(duì)于該工作缸坯料的縱向軸線的方位。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路