CN114165551A - 气动撑杆、用于制造气动撑杆的方法、用于具有气动撑杆的襟翼的驱动器 - Google Patents

气动撑杆、用于制造气动撑杆的方法、用于具有气动撑杆的襟翼的驱动器 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种气动撑杆，包括：在工作气缸和平衡气缸之间径向布置至行程轴的外部工作空间，外部工作空间以导气方式连接至内部工作空间；沿行程轴径向包围工作气缸的平衡活塞，平衡活塞沿行程轴可移动地安装，在横向于行程轴的一侧限定外部工作空间，并承受工作介质压力和平衡介质压力，以增加外部工作空间的体积；以及复位介质，所述复位介质布置在工作气缸和平衡气缸之间的、与行程轴呈径向的复位空间中，平衡活塞承受复位介质的压力，以减小外部工作空间的体积。本发明还涉及一种用于制造气动撑杆的方法以及用于具有气动撑杆的襟翼的驱动器。

Description

气动撑杆、用于制造气动撑杆的方法、用于具有气动撑杆的襟 翼的驱动器
技术领域
本发明涉及一种气动撑杆，所述气动撑杆具有工作气缸，所述工作气缸包围充满工作气体的内部工作空间；工作活塞，沿所述内部工作空间中的行程轴可移动地安装；平衡气缸，所述平衡气缸沿行程轴至少在工作气缸的一部分长度上包围所述工作气缸，以及当温度升高时膨胀的平衡介质，其布置在与工作气缸和平衡缸之间的行程轴呈径向的平衡空间中。
本发明还涉及一种用于制造气动撑杆的方法以及用于具有所述气动撑杆的襟翼(flap)的驱动器。
背景技术
气动撑杆中包含的气体随着温度T的升高而膨胀，随着温度T的降低而收缩，或者如果体积V恒定，则气体压力p升高或降低(对于符合以下要求的理想气体：p×V＝n×R×T)。因此，气动撑杆提供的弹簧力也与温度有关。在许多应用中，这会导致一些问题，这就是为什么补偿这种影响是有利的。
例如，当在车辆尾门中使用时，弹簧力的温度依赖性导致气动撑杆的配置必须比大多数温度下所需的更强大，以便即使在低温(例如-30℃至0℃)下也能提供足够的弹簧力，以保持尾门可靠打开。然而，这平均增加了自动驱动装置的必要电机功率，所述自动驱动装置旨在关闭抵靠在气动撑杆上的尾门，因为气动撑杆通常在中等温度(例如，从0℃到25℃)下运行，并且其弹簧力高于必要的弹簧力。高电机功率需要一个不希望的大而重的电机，并导致电机的功率消耗不希望的高。此外，由于手动操作中弹簧力的温度依赖性，在中高温(如25℃以上)下操作的容易性降低，因为关闭尾门时压缩气动撑杆需要很大的力。
专利申请EP 1 795 777 A1描述了一种气动撑杆，所述气动撑杆包括工作气缸，所述工作气缸与平衡活塞装置一起限定了充满工作介质的工作空间。平衡活塞装置由工作介质的压力和平衡介质的压力加压，所述平衡介质随温度升高而膨胀，所述平衡介质布置在平衡空间中，以增加工作空间的体积。因此，平衡介质可根据温度调整工作介质的可用体积，从而降低气动撑杆弹簧力的温度依赖性。
目前，现有技术中提供了几种非最佳解决方案，以补偿气动撑杆弹簧力的温度依赖性：
a.当温度较低时，通过提供额外的体积进行温度补偿，例如通过DE 11 2006 000335 T5中所述的回火驱动阀，
b.弹簧撑杆的使用，特别是气动撑杆和机械弹簧的组合，以及
c.如EP 1 795 777 A1所述，使用平衡介质以降低温度依赖性。
方案a的温度补偿程度有限，由于提供了额外的容量，弹簧速率也发生了变化。此外，总长度远大于使用简单气动撑杆时的长度。
方案b的缺点是，尺寸足够大的弹簧撑杆生产成本非常高，而且很重，并且弹簧刚度不理想。此外，温度依赖性无法完全克服。
方案c在技术上非常复杂，最重要的是，在装配方面无法经济地实施。此外，在某些操作条件下，平衡空间中可能会出现非常高的压力，这会对气动撑杆的密封元件和管道产生很大的应力。此外，气动撑杆的总长度通过延长工作空间实现的温度补偿而延长，这与未补偿气动撑杆相比是相当可观的，后者明显限制了可能的应用。
发明内容
本发明的目的是提供一种廉价、耐用的气动撑杆，所述气动撑杆在使用中用途广泛，并且具有尽可能低的弹簧力温度依赖性。此外，本发明的目的是创造一种尽可能便宜和可靠的用于气动撑杆的生产方法。
本发明的主题提供了一种根据权利要求1所述的气动撑杆，其实现了所述技术目的。同样，所述目标通过根据权利要求8的生产方法和根据权利要求10的驱动系统实现。有利的配置在从属权利要求中将会显而易见。
根据本发明的气动撑杆包括至少一个工作气缸，其包围充满工作气体的内部工作空间。例如，工作气缸基本上呈空心圆柱状形成和/或与下面进一步定义的行程轴同轴布置，和/或以气密方式封闭工作空间，除了与工作气体外部工作空间的多个连接(下文将进一步描述)外。例如，工作气体为氮气或另一种已知用于填充气动撑杆的气体。工作气缸优选是一体式的，以便尽可能容易地生产气动撑杆。
所述气动撑杆包括至少一个工作活塞，所述工作活塞沿所述内部工作空间中的行程轴可移动地安装。与气动撑杆的传统方式一样，工作活塞可以将工作空间分成两个腔室和/或连接到活塞杆，所述活塞杆将连接到气动撑杆的部件相对于工作气缸的运动传递到工作活塞。
气动撑杆包括至少一个平衡气缸，所述平衡气缸沿行程轴至少在工作气缸的部分长度上包围工作气缸，尤其是以工作气体的气密方式。平衡气缸例如与行程轴旋转对称和/或沿行程轴或甚至更远的整个长度包围工作气缸，以便平衡气缸沿行程轴在工作气缸上形成至少一个额外长度。平衡气缸例如基本上呈空心圆柱状形成。平衡气缸优选是一体式的，以便尽可能容易地生产气动撑杆。
气动撑杆包括至少一种在温度升高时膨胀的平衡介质，所述平衡介质布置在至少一个平衡空间中，所述平衡空间至少径向位于工作气缸和平衡气缸之间的行程轴上。平衡介质优选地填充平衡空间。
平衡介质优选为膨胀物质，例如膨胀蜡，尤其是石蜡和/或烷烃的混合物、油或两相介质，平衡介质可能特别如EP 1 795 777 A1或DE 10 2020 113 749 A1中所述配置，其中所述优点由此显现。
气动撑杆包括至少一个外部工作空间，所述外部工作空间至少径向地布置在工作气缸和平衡气缸之间的行程轴上，所述外部工作空间以导气方式连接到内部工作空间。外部工作空间例如形成为基本上中空的圆柱形和/或与行程轴同轴布置。外部工作空间通过若干开口，特别是通过工作气缸侧壁径向至行程轴的孔，以导气方式连接至内部工作空间。侧壁优选围绕行程轴运行。通过侧壁连接外部工作空间和内部工作空间的优点是，外部工作空间可以完全沿着内部工作空间布置，或者相对于行程轴包围内部工作空间。这有利地导致气动撑杆沿行程轴的长度特别短。与行程轴横向对齐的工作气缸端壁优选与工作气体闭合。
气动撑杆包括至少一个平衡活塞，所述平衡活塞沿行程轴径向包围工作气缸，所述平衡活塞沿行程轴可移动地安装，至少在与行程轴横向的一侧限定外部工作空间，并受到工作介质压力和平衡介质压力的加压，以增加外部工作空间的体积。
平衡活塞例如形成空心圆柱和/或与行程轴同轴布置。平衡活塞优选是一体式的，以便尽可能容易地生产气动撑杆。平衡活塞优选完全布置在平衡气缸中。这样做的优点是，当平衡活塞沿行程轴移动时，沿行程轴测量的气动撑杆长度不会改变。因此，长度与温度无关。
在温度升高的情况下，平衡介质膨胀，从而沿行程轴移动平衡活塞，从而增加外部工作空间。因此，内部和外部工作空间中可供工作气体使用的体积增大，这抵消了工作气体因温度升高而产生的压力升高。通过适当选择平衡介质和/或气动撑杆的几何结构，工作气体压力的温度依赖性和气动撑杆的合成弹簧力因此可以降低甚至完全补偿。特别是，与弹簧支柱相比，可以实现更好的补偿。
根据本发明，在工作气缸和平衡气缸之间沿行程轴径向布置外部工作空间，其特殊优点是，与没有外部工作空间的气动撑杆相比，气动撑杆沿行程轴的总长度无需延长。因此，与EP 1 795 777 A2相比，气动撑杆的总长度可以大大降低，因此气动撑杆可以以更通用的方式使用。
气动撑杆优选地包括至少一个布置在至少一个复位空间中的复位介质，所述复位空间至少径向地布置在工作气缸和平衡气缸之间的行程轴上，平衡活塞由复位介质的压力加压，以减少外部工作空间的体积。复位介质优选地填充复位空间。
复位空间例如相对于行程轴旋转对称地配置。所述外部工作空间优选地沿所述平衡空间和所述复位空间之间的行程轴布置。复位空间优选地布置在气动撑杆的一端，平衡空间沿行程轴布置在气动撑杆的另一端。通过将外部工作空间布置在平衡空间和复位空间之间，平衡介质和复位介质可以以特别简单的方式以彼此相反的方向作用于外部工作空间的体积，因此，在加热和冷却过程中，气动撑杆弹簧力的温度依赖性得到补偿。
复位介质有利地确保，如果平衡介质在温度下降时收缩，平衡活塞移动，从而减少外部工作空间。因此，内部和外部工作空间中工作气体的可用体积较小，这抵消了由于温度下降导致的工作气体压力降低。理想情况下，在温度波动的情况下，平衡活塞由平衡介质、工作气体和复位介质可逆移动，从而永久补偿气弹簧弹簧力的温度依赖性。
根据本发明的在工作气缸和平衡气缸之间径向至行程轴的复位空间的布置具有特定的优点，即与没有复位空间的气动撑杆相比，气动撑杆沿行程轴的总长度无需延长。因此，与EP 1 795 777 A2相比，气动撑杆的总长度可以大大降低，因此气动撑杆可以以更通用的方式使用。
气动撑杆优选包括至少一个挺杆，所述挺杆可通过平衡介质的压力沿行程轴朝平衡活塞排出平衡空间。
挺杆可例如形成空心圆柱和/或与行程轴同轴布置。与平衡活塞相比，挺杆横向于行程轴的横截面积优选更小。因此，与没有挺杆的情况相比，平衡介质体积的给定变化会导致平衡活塞的进一步位移，因此可以更有效地补偿气动撑杆弹簧力的温度依赖性。
如果平衡活塞布置在外部工作空间远离平衡空间的那一侧，挺杆可以有利地将平衡活塞连接到平衡介质上。因此，平衡介质的扩展可以以一种特别简单的方式带来外层工作空间的增加。
平衡气缸优选地沿行程轴在工作气缸上形成至少一个额外长度，所述至少一个额外长度包含平衡空间和/或复位空间的部分区域。
通过将平衡空间和/或复位空间的部分区域布置在额外长度中，气动撑杆可以包含更多的平衡介质和/或复位介质，而无需横向增加气动撑杆至行程轴的直径。因此，气动撑杆可根据平衡介质和/或复位介质施加的压力以及气动撑杆可用的安装空间的不同要求进行调整。
对于气动撑杆在车辆制造中的实际应用，已证明在额外长度中布置复位空间的部分区域特别有利。因此，复位空间可具有足够大的尺寸，以便在气动撑杆操作期间，复位介质的压力限制在对平衡气缸和工作气缸的常规密封装置和材料不关键的值，例如低于250bar。
气动撑杆优选地包括固定在工作活塞上的活塞杆，所述活塞杆可沿工作气缸中的行程轴可移动地安装，额外长度布置在工作气缸的端部，所述端部沿行程轴远离活塞杆。这样做的优点是，活塞杆的行程移动以及活塞杆与其他部件的连接不会受到额外长度的阻碍。
气动撑杆优选地包括固定在工作活塞上的活塞杆，所述活塞杆沿着工作气缸中的行程轴可移动地安装，复位空间布置在工作气缸的端部，所述端部沿着行程轴远离活塞杆。
通常，通过将工作活塞与远离活塞杆的一侧向前插入工作气缸，并从活塞杆伸出工作气缸的一侧将工作气体注入工作气缸来产生气动撑杆。如果平衡空间布置在远离活塞杆的工作气缸一侧，则可将特定气体复位介质和特定蜡状平衡介质的填充特别简单地集成到所述工作流程中。
外部工作空间优选地横向于行程轴，其直径小于平衡空间和/或复位空间。因此，在平衡空间和/或复位空间中有足够大的平衡介质和/或复位介质的体积，以确保在使用气动撑杆的典型条件下可靠运行，并广泛补偿弹簧力的温度依赖性。同时，沿行程轴测量的气动撑杆长度应尽可能小。
平衡气缸优选地围绕与行程轴呈径向的平衡空间、外部工作空间和复位空间，其中，相对于外部工作空间的区域，在平衡空间和/或复位空间的区域内，横向于行程轴测量的平衡气缸的直径加宽。在所述实施例中，外部工作空间和平衡空间和/或复位空间的不同直径特别容易产生。
特别是，足够大的复位空间可确保复位介质的压力保持在对平衡气缸和工作气缸的常规密封装置和材料不关键的值，例如低于250bar。足够大的平衡空间确保平衡介质在温度升高时充分膨胀，以增加外部工作空间，使工作气体的压力不会显著升高。
在一个实施例中，复位介质是气体，尤其是工作气体。与质量较小且无噪音运行的机械弹簧相比，气体具有优势。使用工作气体作为复位介质简化了气动撑杆的生产，因为只使用一种气体。作为气体复位介质的附加或替代，复位介质可包括复位空间中的机械复位弹簧。
复位空间优选包含沿行程轴可移动地安装的倍增活塞，倍增活塞将复位空间划分为与平衡活塞接触的液体空间和以气密方式与平衡活塞分离的气体空间。
液体空间填充有液压流体，特别是液压油，气体空间填充有复位介质，复位介质的形式为气体，特别是工作气体。
倍增活塞横向于行程轴的横截面积优选地比平衡活塞横向于行程轴的横截面积大，例如两倍至十倍，特别是五倍。因此，倍增活塞和平衡活塞以及位于两者之间的液压油充当液压倍增。因此，使用液压倍增时，复位空间中的压力需要比没有液压倍增时更低，以便在冷却时压缩平衡介质。这有助于保护分隔复位空间的密封件和壁。
倍增活塞横向于行程轴的外径大于或小于平衡活塞，或与平衡活塞的外径相同。
倍增活塞优选为盘形结构，盘平面横向朝向行程轴和/或沿行程轴布置在远离活塞杆的工作气缸端部之前。与工作气缸周围环形布置的平衡活塞相比，当平衡活塞的外径不大于平衡活塞时，盘形倍增活塞的横截面积也可能更大。
本发明涉及一种根据本发明的制造气动撑杆的方法。所述方法至少包括以下步骤：
a.将气动撑杆的工作气缸布置在气动撑杆的平衡气缸中；
b.排列完成后，将复位介质、平衡活塞和气动撑杆的平衡介质填充在工作气缸和平衡气缸之间的空间内；
c.在布置步骤后，将工作活塞和气动撑杆的工作气体引入工作气缸，以及
d.填充和引入步骤后，工作气缸和平衡气缸气密关闭。
所述方法优选地包括同时将工作气体引入内部和外部工作空间，并将工作气体作为复位介质填充到气动撑杆的复位空间中，尤其是通过从工作空间到复位空间的止回阀，以及在引入和填充后从内部和外部工作空间排出部分工作介质。
同时引入和填充的优点是可以加快和简化气动撑杆的装配。从工作空间排出部分工作介质，确保在复位空间中用作复位介质的工作介质的压力高于内外工作空间中的工作介质的压力。因此，复位介质可在与工作介质和平衡介质压力相反的低温下将平衡活塞复位到外部工作空间最小的位置。
所述方法优选地包括相对于外部工作空间的区域在平衡空间和/或复位空间的区域中横向地测量平衡圆柱体的直径。
本发明涉及一种用于具有以下结构的襟翼的驱动系统：
a.根据本发明的用于支撑襟翼的气动撑杆，以及
b.用于驱动襟翼的机电驱动器，例如线性驱动器，尤其是主轴驱动器。
例如，襟翼可以是车辆的襟翼，特别是发动机罩、行李箱盖、行李箱门或翼子板门。
现有技术中已知用于具有用于支撑襟翼的气动撑杆的襟翼的驱动系统和用于驱动襟翼的机电驱动。除了使用根据本发明的气动撑杆而不是通用撑杆外，根据本发明的驱动系统可构造为类似于现有技术的相应驱动系统，例如来自DE 103 13 440 A1或DE 102008 045 903 A1的驱动系统。
驱动系统的气动撑杆用于将襟翼固定在任何与重力相反的位置，而机电驱动用于打开和关闭襟翼。此外，如DE 103 13 440 A1和DE 10 2008 045 903 A1中所述，可规定手动操作襟翼。
气动撑杆的弹簧力必须足够大，即使在较低的环境温度下也能固定住襟翼。由于传统气动撑杆中的弹簧力随着温度的升高而增加，这导致机电驱动器或操作员必须在高温下施加非常大的力才能关闭襟翼。因此，驱动系统必须包括一个非常强大的机电驱动器，所述驱动器价格昂贵，占用大量安装空间，并且在运行过程中消耗大量能源。此外，机电驱动装置和与襟翼机械连接的其他部件(例如铰链)会发生大量磨损。
在现有技术中，通过使用弹簧支柱代替气动撑杆避免了这些问题(例如，DE 102008 045 903 A1，第[0021]段)。虽然弹簧支柱具有与温度无关的弹簧力，但它比具有同等弹簧力的气动撑杆更大、更重、更昂贵。
由于使用了根据本发明的温度补偿气动撑杆而不是本领域惯用的气动撑杆，因此创建了一种特别便宜、耐用、紧凑和节能的驱动系统，所述驱动系统易于为襟翼制造和操作。
附图说明
将参考以下描述和附图讨论本发明的进一步优点、目的和特性，其中通过示例说明了根据本发明的主题。在附图中至少基本上与其功能对应的特征可以在这里用相同的附图标记：不必在所有附图中指示和讨论这些特征。
图1示出了根据本发明的穿过气动撑杆的纵截面示意图。
图2示出了根据本发明的另一气动撑杆沿其行程轴的纵截面示意图。
具体实施方式
图1
图1示出了根据本发明的气动撑杆50沿其行程轴H的纵截面示意图。
气动撑杆50包括工作气缸1，所述工作气缸包围内部工作空间1a，所述内部工作空间充满工作气体(未图示)，例如氮气。例如，工作气缸1基本上呈空心圆柱状形成，并与行程轴H同轴布置。例如，工作气缸1沿行程轴H的长度为230mm，横向于行程轴的内径为16mm，外径为19mm。
气动撑杆50包括工作活塞2，所述工作活塞2沿行程轴H可移动地安装在内部工作空间1a中。工作活塞2例如基本上呈圆柱形形成，并与行程轴H同轴布置。
工作活塞2将工作气缸1的内部1a优选地细分为第一工作腔3和第二工作腔4，沿行程轴H一个接一个地布置。工作活塞2可具有特别的环形密封件9，所述密封件与工作气缸1的内侧面相接，以便在工作活塞2沿行程轴H移动时，工作介质不能绕工作活塞2流动。
工作活塞2可能有节流孔5，所述节流孔将第一工作腔3连接到第二工作腔4，以便在第一工作腔3和第二工作腔4之间实现受控的压力平衡成为可能。
最好将活塞杆6固定在工作活塞2上，所述活塞杆6沿行程轴H穿过第二工作腔4，例如通过关闭工作气缸1的封闭元件14，从气动撑杆50中取出。
气动撑杆50包括平衡气缸12，所述平衡缸沿行程轴H在工作气缸1的部分长度上包围工作气缸1。平衡气缸12可基本上与行程轴H对称地旋转形成。平衡气缸12可沿行程轴H在工作气缸1的整个长度上并且另外沿着行程轴线H包围工作气缸1，特别是在工作气缸1的末端(远离活塞杆6)形成工作气缸1的额外长度12b。例如，额外长度可沿纵轴具有20mm的长度。
气动撑杆50包括平衡介质(未示出)，所述平衡介质布置在平衡空间16a中，所述平衡空间与工作气缸1和平衡气缸12之间的行程轴H呈径向，所述平衡介质随温度升高而膨胀。平衡介质优选地填充平衡空间。平衡介质例如为膨胀蜡。平衡空间16a例如与行程轴H基本上旋转对称地形成。平衡空间16a例如沿行程轴具有113mm的长度。
气动撑杆50包括外部工作空间12a，所述外部工作空间12a径向布置在工作气缸1和平衡气缸12之间的行程轴H上，所述外部工作空间12a以导气方式连接到内部工作空间1a，尤其是第一工作腔3，例如，通过工作气缸1侧壁的多个开口1b。外部工作空间12a例如与行程轴H基本上旋转对称地形成。
气动撑杆50包括平衡活塞10，所述平衡活塞10沿行程轴H径向包围工作气缸1，平衡活塞10沿行程轴H可移动地安装，将外部工作空间12a限定在与行程轴H横向的一侧，并受到工作介质压力和平衡介质压力的压力，以增加外部工作空间12a的体积。平衡活塞10例如基本上呈空心圆柱状形成，并与行程轴H同轴布置。例如，平衡活塞沿行程轴H可移动84mm的平衡距离。
气动撑杆50包括复位介质(未图示)，所述复位介质布置在工作气缸1和平衡气缸12之间的径向至行程轴H的复位空间15a中，平衡活塞10由复位介质的压力加压，以减小外部工作空间12a的体积。复位介质例如是气体，尤其是工作气体。
复位空间15a例如与行程轴H基本上旋转对称地形成。复位空间15a可沿工作气缸1之外的行程轴H部分布置在平衡气缸12的额外长度12b中。例如，在平衡活塞10朝向复位空间15a的最大位移处，复位空间15a沿行程轴H的最小长度为60mm。
优选地，平衡空间16a、外部工作空间12a和复位空间15a沿行程轴H一个接一个地布置，尤其是复位空间15a可能布置在远离活塞杆6的气动撑杆50的一端，气动撑杆50一端的平衡空间16a，活塞杆6从气动撑杆50中取出，以及复位空间15a和平衡空间16a之间的外部工作空间12a。
平衡空间16a和复位空间15a横向于行程轴的直径可大于外部工作空间12a。例如，平衡空间16a的外径为30mm，复位空间15a的外径为25mm至30mm，外部工作空间12a的外径为25mm。
平衡空间16a和复位空间15a可在每种情况下使用至少一个密封件9(例如，在每种情况下使用至少一个O形圈)与外部工作空间12a密封。
平衡空间16a可在远离外部工作空间12a的一端用封闭元件14，特别是用封闭盘封闭。工作气缸1和平衡空间16a尤其可以使用公共封闭元件14闭合。
气动撑杆50优选包括挺杆110，所述挺杆110可通过平衡介质的压力沿行程轴H朝平衡活塞10排出平衡空间16a。挺杆110例如基本上形成空心圆柱，并与行程轴H同轴布置。挺杆110可通过外部工作空间12a从平衡空间16a引出，直至平衡活塞10，尤其是固定在平衡活塞10上或与之形成一体。
在图1中，气动撑杆50显示在低温下，此时外部工作空间12a的体积较小。在加热气动撑杆50时，平衡介质在平衡空间16a中膨胀，从而沿行程轴H移动平衡活塞10，从而增加外部工作空间12a的体积(图1中向下)。结果，可以补偿由内部工作空间1a和外部工作空间12a中的工作气体的升温引起的压力升高。
当气动撑杆50冷却时，平衡介质在平衡空间16a中收缩，从而复位空间15a中的复位介质压力移动平衡活塞10，从而减小外部工作空间12a的体积(图1中向上)。结果，可以补偿由内部工作空间1a和外部工作空间12a中的工作气体的冷却所带来的压力降低。
图2
图2示出了根据本发明的另一气动撑杆50沿其行程轴H的纵截面示意图。
图1中已经示出的气动撑杆50的特征具有与图1中相同的参考号，并且可以按照与图1相关的描述进行配置。
图2所示气动撑杆50的复位空间15a包含沿行程轴H可移动地安装的倍增活塞17，倍增活塞17例如借助密封件9将复位空间15a分开，进入与平衡活塞10接触的液体空间18a和以气密方式与平衡活塞10分离的气体空间19a。
在所述配置中，液体空间18a填充有液压流体，气体空间19a填充有以气体形式存在的复位介质。
横向于行程轴H的倍增活塞17的横截面积大于横向于行程轴H的平衡活塞10的横截面积，从而具有平衡活塞10的倍增活塞17和布置在其间的液压流体形成液压倍增。
例如，倍增活塞17横向于行程轴H的外径大于平衡活塞10。
倍增活塞17例如优选为盘形结构，盘平面横向朝向行程轴H，并沿行程轴H布置在远离活塞杆6的工作气缸1的一端之前。
附图标记清单
1 工作气缸 12 平衡气缸
1a 内部工作空间 12a 外部工作空间
1b 开口 12b 额外长度
2 工作活塞 14 封闭元件
3 第一工作腔 15a 复位空间
4 第二工作腔 16a 平衡空间
5 节流孔 17 倍增活塞
6 活塞杆 18a 液体空间
9 密封件 19a 气体空间
10 平衡活塞 50 气动撑杆
110 挺杆
H 行程轴

Claims (14)

1.气动撑杆(50)，包括
a.工作气缸(1)，其包围充满工作气体的内部工作空间(1a)，
b.工作活塞(2)，其沿所述内部工作空间(1a)中的行程轴(H)可移动地安装，
c.平衡气缸(12)，其沿行程轴(H)至少在工作气缸(1)的部分长度上包围工作气缸(1)，
d.一种平衡介质，其在温度升高时膨胀，所述平衡介质布置在工作气缸(1)和平衡气缸(12)之间的与行程轴(H)呈径向的平衡空间(16a)中，
其特征在于
e.在工作气缸(1)和平衡气缸(12)之间径向布置至行程轴(H)的外部工作空间(12a)，
i.其中，外部工作空间(12a)通过多个开口(1b)通过工作气缸(1)的侧壁以导气方式连接到内部工作空间(1a)，
f.平衡活塞(10)，其径向地围绕工作气缸(1)至行程轴(H)，其中平衡活塞(10)
i.沿行程轴(H)可移动安装，
ii.在与行程轴(H)横向的一侧限定外部工作空间(12a)，以及
iii.通过工作介质压力和平衡介质压力进行加压，以增加外部工作空间(12a)的体积，以及
g.在工作气缸(1)和平衡气缸(12)之间的行程轴(H)径向的复位空间(15a)中布置的复位介质，其中平衡活塞(10)由复位介质的压力加压，以减小外部工作空间(12a)的体积。
2.根据权利要求1所述的气动撑杆(50)，
其特征在于
平衡活塞(10)完全安装在平衡气缸(12)中。
3.根据权利要求1或2所述的气动撑杆(50)，
其特征在于
外部工作空间(12a)沿行程轴(H)布置在平衡空间(16a)和复位空间(15a)之间。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的气动撑杆(50)，
其特征在于
一种挺杆(110)，其可通过平衡介质的压力沿行程轴(H)朝着平衡活塞(10)排出平衡空间(16a)，其中挺杆(110)横向于行程轴(H)的横截面积小于平衡活塞(10)。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的气动撑杆(50)，
其特征在于
平衡气缸(12)沿行程轴(H)在工作气缸(1)上形成至少一个额外长度(12b)，其中至少一个额外长度(12b)包含部分复位空间(15a)。
6.根据权利要求4所述的气动撑杆(50)，
其特征在于
活塞杆(6)，固定在工作活塞(2)上，并沿工作气缸(1)中的行程轴(H)可移动地安装，其中额外长度(12b)布置在工作气缸(1)的端部，所述端部沿行程轴(H)远离活塞杆(6)。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的气动撑杆(50)，
其特征在于
外部工作空间(12a)横向于行程轴(H)的直径小于平衡空间(16a)和/或复位空间(15a)。
8.根据权利要求7所述的气动撑杆(50)，
其特征在于
平衡气缸(12)围绕平衡空间(16a)、外部工作空间(12a)和复位空间(15a)，这些空间与行程轴(H)呈径向，其中，相对于外部工作空间(12a)的区域，在平衡空间(16a)和/或复位空间(15a)的区域内，横向于行程轴(H)测量的平衡气缸(12)的直径加宽。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的气动撑杆(50)，
其特征在于
复位介质为气体，优选工作气体。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的气动撑杆(50)，
其特征在于
a.复位空间(15a)包含沿行程轴(H)可移动地安装的倍增活塞(17)，
b.其中倍增活塞(17)将复位空间(15a)分为与平衡活塞(10)接触的液体空间(18a)和以气密方式与平衡活塞(10)分离的气体空间(19a)，
c.其中，所述液体空间(18a)填充有液压流体，所述气体空间(19a)填充有以气体形式存在的复位介质，以及
d.其中，倍增活塞(17)横向于行程轴(H)的横截面积大于平衡活塞(10)横向于行程轴(H)的横截面积。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的气动撑杆(50)的制造方法，
其特征在于下列步骤：
a.将气动撑杆(50)的工作气缸(1)布置在气动撑杆(50)的平衡气缸(12)中，
b.布置后，将复位介质、平衡活塞(10)和气动撑杆(50)的平衡介质填充在工作气缸(1)和平衡气缸(12)之间的空间中，
c.在布置步骤后，将工作活塞(2)和气动撑杆(50)的工作气体引入工作气缸(1)，以及
d.填充和引入步骤后，工作气缸(1)和平衡气缸(12)气密关闭。
12.根据权利要求11所述的方法，
其特征在于下列步骤：
a.同时将工作气体引入内部和外部工作空间(1a，12a)，并将工作气体作为复位介质填充到气动撑杆(50)的复位空间(15a)，最好通过止回阀从工作空间(1a)填充到复位空间(15a)，以及
b.引入和填充后，从内部和外部工作空间(1a、12a)排出部分工作介质。
13.根据权利要求11或12所述的方法，
其特征在于下列步骤：
相对于外部工作空间(12a)的区域，在平衡空间(16a)和/或复位空间(15a)的区域内，加宽相对于行程轴(H)横向测量的平衡气缸(12)的直径。
14.用于襟翼的驱动系统，包括
a.根据权利要求1至10中任一项所述的用于支撑所述襟翼的气动撑杆(50)，以及
b.机电驱动器，优选为主轴驱动器，用于驱动襟翼。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4377146A2 (en) 2021-07-29 2024-06-05 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Kinetic seat assemblies having dampers for fixed components and movable components including lateral damping mechanisms and fluid reservoirs
DE102022103750A1 (de) 2022-02-17 2023-08-17 Stabilus Gmbh Gasdruckfeder mit Überdrucksicherung, Verfahren zur Herstellung der Gasdruckfeder
DE102022104997A1 (de) 2022-03-03 2023-09-07 Stabilus Gmbh Gasdruckfeder mit Temperaturausgleich, Verfahren zur Herstellung der Gasdruckfeder

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3444830A (en) * 1965-12-10 1969-05-20 Stabilus Ind Handels Gmbh Adjustable gas spring supported drawing table
DE3141295A1 (de) 1981-10-17 1983-04-28 Stabilus Gmbh, 5400 Koblenz Gasfeder mit temperaturabhngig gesteuerter ausschubkraft
JPS5913735U (ja) * 1982-07-16 1984-01-27 トヨタ自動車株式会社 ガススプリング
US4513953A (en) * 1983-04-14 1985-04-30 Gas Spring Company, Division Of Fichtel & Sachs Industries, Inc. Gas spring with extension force controlled as a function of temperature
JPS6372931A (ja) 1986-09-12 1988-04-02 Toyota Motor Corp ガスダンパステ−
DE19812750A1 (de) * 1998-03-24 1999-10-07 Stabilus Gmbh Behälter mit einer temperaturkompensierten Gasfüllung
DE10313440A1 (de) 2003-03-26 2004-10-07 Valeo Sicherheitssysteme Gmbh Vorrichtung zum automatischen Verschwenken einer auch manuell betätigbaren Fahrzeugtür
US6974001B2 (en) * 2003-11-19 2005-12-13 Arvinmeritor Technology, Llc. Temperature compensating gas spring
US7484720B2 (en) 2005-02-07 2009-02-03 Stabilus, Inc. Temperature compensating valve assembly
DE102005038115A1 (de) 2005-06-16 2006-12-28 Stabilus Gmbh Gasfeder
DE102008045903B4 (de) 2008-09-04 2013-10-31 Audi Ag Kraftfahrzeug mit Mechanismus zum Bewegen einer Klappe
JP6894774B2 (ja) * 2017-06-20 2021-06-30 Ｋｙｂモーターサイクルサスペンション株式会社 緩衝器
DE102020113750A1 (de) * 2020-05-20 2021-11-25 Stabilus Gmbh Gasdruckfeder und Herstellungsverfahren der Gasdruckfeder
DE102020113749A1 (de) 2020-05-20 2021-11-25 Stabilus Gmbh Gasdruckfeder mit einem Dehnwachs, Antriebssystem mit der Gasdruckfeder
US11378150B1 (en) * 2021-01-12 2022-07-05 Safran Landing Systems Canada Inc. Temperature compensated shock absorber

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