PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE10041264A1 21.03.2002
Titel Temperaturgesteuerte Verstelleinrichtung
Anmelder Stabilus GmbH, 56070 Koblenz, DE
Erfinder Mintgen, Rolf, Dipl.-Ing., 56743 Thür, DE
Vertreter Krampf, N., Dipl.-Ing. (FH), 97424 Schweinfurt
DE-Anmeldedatum 23.08.2000
DE-Aktenzeichen 10041264
Offenlegungstag 21.03.2002
Veröffentlichungstag im Patentblatt 21.03.2002
IPC-Hauptklasse G05G 15/08
IPC-Nebenklasse G05G 15/00   F16F 9/02   
Zusammenfassung Verstelleinrichtung, umfassend mindestens ein Kolben-Zylinderaggregat, das ein mit einem Gas gefülltes Druckrohr als erste Baugruppe aufweist, in dem eine Kolbenstange als zweite Baugruppe axial beweglich geführt ist, wobei die Verstelleinrichtung ein Schaltwerk aufweist, das eine Anzahl von Baugruppen freischaltet, um eine Gesamtverstellkraft zu erzeugen, wobei das Schaltwerk eine temperaturabhängige Auslöseeinrichtung für die Freischaltung der Baugruppen aufweist.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine temperaturgesteuerte Verstelleinrichtung entsprechend dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.

Kolben-Zylinderaggregate mit einer Gasfüllung unterliegen prinzipbedingt einer temperaturabhängigen Druckschwankung, die sich z. B. bei einer Gasfeder auf die Verstellkraft auswirkt. Bei hohen Temperaturen verfügt die Gasfeder über eine deutlich größere Verstellkraft als bei niedrigen Temperaturen. Folglich muss die Gasfeder derart ausgelegt werden, dass die Verstellkraft bei allen Temperaturen den Anforderungen entspricht. Das kann dazu führen, dass die Verstellkraft bei hohen Temperaturen stark überhöht ist. Bei Anwendungen, bei denen per Handkraft die Gasfeder wieder eingeschoben werden muss, führt dieses Betriebsverhalten zu einer unerwünschten Komforteinbuße.

Um diesem Effekt entgegen wirken zu können, sind zahlreiche Maßnahmen bekannt. So werden z. B. Schraubenfedern mit Gasfedern kombiniert, wobei die Verstellkraft der Gasfeder um den Betrag der Federkraft der Schraubenfeder reduziert wird. Folglich ist der temperaturabhängige Kraftanteil geringer.

Aus der DE 197 44 306 C1 ist eine Verstelleinrichtung bekannt, bei der mehrere Gasfedern selektiv über ein Schaltwerk angesteuert werden und die Verstellkraft der Verstelleinrichtung von der Summe der Einzelkräfte der Gasfedern gebildet wird.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Verstelleinrichtung zu realisieren, die mit einfachen Mitteln eine geringere Temperaturabhängigkeit bezüglich der Vertstellkraft aufweist.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass das Schaltwerk eine temperaturabhängige Auslöseeinrichtung für die Freischaltung der Baugruppen aufweist.

Im Gegensatz zum genannten Stand der Technik muss ein Anwender der Verstelleinrichtung im Hinblick auf eine möglichst konstante Verstellkraft keinen weiteren Verstell- oder Justieraufwand betreiben. Die Temperaturabhängigkeit der Auslöseeinrichtung kann auch mittelbar erfolgen.

Es ist vorgesehen, dass eine der Baugruppen eine Sperrklinke aufweist, die temperaturabhängig in eine Eingriffsposition gebracht wird, so dass die Kolbenstange keine Vertstellbewegung ausführen kann. Wird eine Grenztemperatur unterschritten, so ist die Sperrklinke außer Eingriff.

Dazu wirkt die Sperrklinke mit einer temperaturabhängig wirksamen Feder zusammen, die die Schaltposition der Sperrklinke bestimmt.

Bei einem Ausführungsbeispiel werden mindestens zwei Kolben- Zylinderaggregate eingesetzt, von denen ein Kolben-Zylinderaggregat eine Grundverstellkraft bereitstellt und ein Kolben-Zylinderaggregat wird temperaturgesteuert zu- oder abgeschaltet.

Im Hinblick auf einen möglichst einfachen Aufbau des Kolben-Zylinderaggregates steht die Feder außenseitig mit dem Druckrohr in Wirkverbindung und zur Arretierung weist die Kolbenstange einen Absatz für die Sperrklinke auf.

Bei einer Alternativlösung weist das Kolben-Zylinderaggregat ein Blockierventil auf, das von der temperaturabhängigen Feder angesteuert wird.

Es kann sein, das die Verstelleinrichtung bei einer niedrigen Betriebstemperatur aktiviert wird und das Blockierventil in die Durchlassöffnung geschaltet ist, um eine Kolbenstangenbewegung zu ermöglichen. Zu einem späteren Zeitpunkt hat sich die Betriebstemperatur u. U. erhöht und das Blockierventil würde eine Kolbenstangenbewegung verhindern. Um die Blockfunktion zu überbrücken, ist das Blockierventil zusätzlich über eine willkürlich betätigbare Auslöseeinrichtung ansteuerbar.

Für einen möglichst kompakten Aufbau der Verstelleinrichtung weisen die Druckrohre der Kolben-Zylinderaggregate ein gemeinsames Anschlussorgan auf.

Bei einer weiteren Erfindungsform weist das Kolben-Zylinderaggregat mindestens zwei Kolbenstangen auf, wobei mindestens eine Kolbenstange von der Auslöseeinrichtung angesteuert wird.

Damit eine möglichst kompakte Verstelleinrichtung erreicht wird, sind die beiden Kolbenstangen koaxial zueinander angeordnet, wobei die zweite Kolbenstange rohrförmig ausgeführt ist.

Eine besonders einfache Ausgestaltung und Anordnung der Auslöseeinrichtung ergibt sich dann, wenn die Sperrklinke mit der zweiten Kolbenstange der Auslöseeinrichtung in Wirkverbindung steht. Ein Teil der Auslöseeinrichtung kann mit dem Druckrohr und ein Teil mit der zweiten Kolbenstange verbunden sein, so dass ein kurzer und direkter Schaltweg für die Sperrklinke möglich ist.

Anhand der folgenden Figurenbeschreibung soll die Erfindung näher beschrieben werden.

Es zeigt:

Fig. 1 u. 2 Verstelleinrichtung mit zwei Kolben-Zylinderaggregaten

Fig. 3 Verstelleinrichtung mit zwei Kolbenstangen

Fig. 4 u. 5 Schaltstellungen der Auslöseeinrichtung zur Fig. 3

Fig. 6 Abwandlung der Verstelleinrichtung nach Fig. 3

Die Fig. 1 zeigt eine Verstelleinrichtung 1, die zwei Kolben-Zylinderaggregate 3; 5 in der Bauform von Gasfedern umfasst, die eine Vertstellkraft in Ausschubrichtung aufweisen. Prinzipiell sind jedoch auch Verstelleinrichtungen mit in Einschubrichtung wirksamen Gasfedern denkbar. Innerhalb eines Druckrohres 7; 9 ist eine Kolbenstange 11; 13 axial verschiebbar angeordnet. Beide Druckrohre der Kolben-Zylinderaggregate verfügen über ein gemeinsames Anschlussorgan 15. Ein erstes Kolben-Zylinderaggregat 3 ist permanent mit einem stangenseitigen Anschlussorgan 17 verbunden. Ein zweites Kolben-Zylinderaggregat 5 verfügt über ein Schaltwerk 19 mit einer temperaturabhängigen Auslöseeinrichtung 21. Eine von einer Bimetallfeder 23 betätigte Sperrklinke 25 greift an einem Absatz 27 der Kolbenstange 13 an und verhindert in Abhängigkeit der Temperatur eine Ausfahrbewegung der Kolbenstange. Das Schaltwerk 19 ist außenseitig am Druckrohr 9 des zweiten Kolben-Zylinderaggregaes 5t angeordnet und damit gut zugänglich.

In der Fig. 1 ist ein Betriebszustand dargestellt, bei dem nur das erste Kolben- Zylinderaggregat 3 im Betrieb ist. Wenn die Sperrklinke 25 außer Eingriff ist, fährt die zweite Kolbenstange 13 aus und stützt sich mit ihrer Stirnfläche 29 am gemeinsamen Anschlussorgan 17 ab.

Die Fig. 2 beschreibt eine Alternativlösung für das zweite Kolben- Zylinderaggregat 5. Stangenseitig ist die temperaturabhängige Auslöseeinrichtung 21 in Form einer Bimetallfeder 23 angeordnet, die auf einen Ventilbetätigungsstößel 31 einwirkt. Der Ventilbetätigungsstößel 31 bewegt innerhalb eines Kolbens 33 einen Ventilstößel 35 eines Blockierventils, wodurch eine Strömungsverbindung 37 zwischen zwei Arbeitsräumen 39; 41 freigeben oder blockiert wird. Bei geöffneter Strömungsverbindung 37 fährt die Kolbenstange 5 aufgrund einer Gasfüllung in einem Druckraum aus, der von einem Trennkolben 45 zum Arbeitsraum 41 separiert ist.

Die temperaturabhängige Auslöseeinrichtung 21 unterliegt nicht einer willkürlichen Betätigung. Es kann der Fall eintreten, dass die Verstelleinrichtung 1 bei einer niedrigen Betriebstemperatur die Kolbenstangen 11; 13 beider Kolben- Zylinderaggregate 3; 5 ausfährt. Nach einer gewissen Zeit kann sich die Betriebstemperatur erhöht haben, beispielsweise durch eine erwärmte Umgebung. Dann könnte der Fall eintreten, dass die Auslöseeinrichtung 21 den Ventilstößel 35 in eine Sperrstellung bewegt. Damit der Anwender die Verstelleinrichtung 1 trotzdem bequem einfahren lassen kann, ist eine zusätzlich manuelle Betätigungseinrichtung 47 vorgesehen, die ebenfalls auf den Ventilbetätigungsstößel 31 wirkt und die Strömungsverbindung 35 zwischen den beiden Arbeitsräumen 39; 41 selektiv freigeben kann.

Bei einer Alternativlösung gemäß der Fig. 3 benötigt die Verstelleinrichtung nur ein Kolben-Zylinderaggregat 3 mit einem Druckrohr 7, aber einer ersten und einer zweiten Kolbenstange 11a; 11b. Die beiden Kolbenstangen sind koaxial zueinander angeordnet, wobei die erste Kolbenstange 11a innerhalb der zweiten rohrförmig ausgeführten Kolbenstange 11b geführt ist. An der ersten Kolbenstange 11a ist wiederum das Anschlussorgan 17 unlösbar befestigt. Die zweite Kolbenstange 11b kann sich teleskopisch zur ersten Kolbenstange 11a und zum Druckrohr verschieben. Dazu verfügt das Kolben-Zylinderaggregat über eine erste Kolbenstangenführung 49 zwischen den beiden Kolbenstangen 11a; 11b und einer zweiten Kolbenstangenführung 51 zwischen dem Druckrohr 7 und der zweiten Kolbenstange 11b. Die erste Kolbenstange 11a ist weniger als eine übliche Kolbenstange, sondern als Verstellstange anzusehen, da ein endseitiger Kolben keine Ventile oder sonstigen Drosseleinrichtungen tragen muss.

Zwischen der zweiten Kolbenstange 11b und dem Druckrohr 7 ist das Schaltwerk 19 angeordnet. Die Auslöseeinrichtung 19, siehe Fig. 4, befindet sich in einem Gehäuse 53, das am Druckrohr 7 axial befestigt ist. Die Sperrklinke 25 befindet sich im Gehäuse der Auslöseeinrichtung. Die Sperrklinke 25 wird von der temperaturabhängigen Feder 23 radial geschaltet, wobei die zweite Kolbenstange 11b über einen Steg 55 verfügt, der sich in Ausfahrrichtung der Kolbenstange 11b an der Sperrklinke abstützen kann, wodurch die Kolbenstange in Ausfahrrichtung blockiert ist.

In der Fig. 4 ist die unblockierte zweite Kolbenstange 11b dargestellt. Bei einer Ausfahrbewegung der beiden Kolbenstangen greift die Stirnseite 57 der Kolbenstangenführung 49 (siehe Fig. 3) zwischen der ersten und der zweiten Kolbenstange 11a; 11 b an der Unterseite des Anschlussorgans 17 der ersten Kolbenstange 11a an und übt eine zusätzlich Ausschubkraft aus. Funktional betrachtet wird mit den beiden Kolbenstangen 11a; 11b die nutzbare druckbeaufschlagte Fläche im Druckrohr temperaturabhängig verändert, wobei das Produkt aus druckbeaufschlagter Fläche und Momentandruck im Druckrohr die Verstellkraft der Verstelleinrichtung ergibt. Selbstverständlich kann man die Zahl der Kolbenstangen auch erhöhen, wobei sinnvollerweise eine Kolbenstange immer unblockierbar ist.

Bei höheren Temperaturen und einer entsprechend gespannten Bimetallfeder 23 wird die Sperrklinke 25 gemäß der Fig. 5 nach radial innen bewegt und greift am Steg 55 der zweiten Kolbenstange 11b an. Die Ausfahrbewegung der zweiten Kolbenstange 11b ist blockiert.

Mit der Fig. 6 soll verdeutlicht werden, dass die Auslöseeinrichtung 21 nicht zwangsläufig druckrohrseitig befestigt sein muss. Das Gehäuse 53 der Auslöseeinrichtung 21 ist mit der zweiten Kolbenstange 11b verbunden. Eine Sicke 57 im Druckrohr 7 dient als Ausschubsicherung der zweiten Kolbenstange 11b. Die Wirkung des temperaturabhängigen Federelements 23 entspricht der Ausführung nach der Fig. 5. Der Vorteil der Variante nach Fig. 6 besteht darin, dass die Führungslänge und damit die Führungsqualität beider Kolbenstangen 11a; 11b verbessert ist. Es besteht die Möglichkeit, dass sich das innerhalb des Druckrohres befindliche Ende der zweiten Kolbenstange 11b radial am Druckrohr abstützt und damit beide Kolbenstangen 11a; 11b zum Druckrohr 7 zentriert sind.


Anspruch[de]
  1. 1. Verstelleinrichtung, umfassend mindestens ein Kolben-Zylinderaggregat, das ein mit einem Gas gefülltes Druckrohr als erste Baugruppe aufweist, in dem eine Kolbenstange als zweite Baugruppe axial beweglich geführt ist, wobei die Verstelleinrichtung ein Schaltwerk aufweist, das eine Anzahl von Baugruppen freischaltet, um eine Gesamtverstellkraft zu erzeugen, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltwerk (19) eine temperaturabhängige Auslöseeinrichtung (21) für die Freischaltung der Baugruppen (11; 13) aufweist.
  2. 2. Verstelleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Baugruppe (7; 9; 11b; 13) eine Sperrklinke (25) aufweist, die temperaturabhängig in eine Eingriffsposition gebracht wird, so dass die Kolbenstange (11b; 13) keine Vertstellbewegung ausführen kann.
  3. 3. Verstelleinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperrklinke (25) mit einer temperaturabhängig wirksamen Feder (23) zusammenwirkt, die die Schaltposition der Sperrklinke (25) bestimmt.
  4. 4. Verstelleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, mindestens zwei Kolben-Zylinderaggregate (3; 5) eingesetzt werden, von denen ein Kolben-Zylinderaggregat (3) eine Grundverstellkraft bereitstellt
  5. 5. Verstelleinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (23) außenseitig mit dem Druckrohr (9) in Wirkverbindung steht und zur Arretierung die Kolbenstange (13) einen Absatz (17) für die Sperrklinke (25) aufweist.
  6. 6. Verstelleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kolben-Zylinderaggregat (5) ein Blockierventil (35; 37; 31) aufweist, das von einer temperaturabhängigen Feder (23) angesteuert wird.
  7. 7. Verstelleinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Blockierventil (31; 35; 37) zusätzlich über eine willkürlich betätigbare Auslöseeinrichtung (47) ansteuerbar ist.
  8. 8. Verstelleinrichtung nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckrohre (7; 9) der Kolben-Zylinderaggregate (3; 5) ein gemeinsames Anschlussorgan (15) aufweisen.
  9. 9. Verstelleinrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Kolben-Zylinderaggregat (3) mindestens zwei Kolbenstangen (11a; 11b) aufweist, wobei mindestens eine Kolbenstange (11b) von der Auslöseeinrichtung (21) angesteuert wird.
  10. 10. Verstelleinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Kolbenstangen (11a; 11b) koaxial zueinander angeordnet sind, wobei die zweite Kolbenstange (11b) rohrförmig ausgeführt ist.
  11. 11. Verstelleinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperrklinke (25) der Auslöseeinrichtung (21) mit der zweiten Kolbenstange (11b) in Wirkverbindung steht.






IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche

Patent Zeichnungen (PDF)

Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com