DE102008035971B3

DE102008035971B3 - Verstellelement

Info

Publication number: DE102008035971B3
Application number: DE102008035971A
Authority: DE
Inventors: Thomas Ehre
Original assignee: Stabilus GmbH
Current assignee: Stabilus GmbH
Priority date: 2008-08-01
Filing date: 2008-08-01
Publication date: 2009-09-24
Anticipated expiration: 2028-08-02
Also published as: US20100024638A1; US8365652B2

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verstellelement mit einem geschlossenen ersten Ende (2), einem Zylinder (3), einem in dem Zylinder (3) verschiebbar angeordneten Kolben (4), der den Zylinder (3) in einen dem ersten Ende (2) fernen ersten Arbeitsraum (5) und einen dem ersten Ende (2) nahen zweiten Arbeitsraum (6) unterteilt und einer einseitig an dem Kolben (4) angeordneten Kolbenstange (7), die den ersten Arbeitsraum (4) durchragt und konzentrisch zur Mittellängsachse (A) des Zylinders (3) an einem dem ersten Ende (2) gegenüberliegenden zweiten Ende (9) durch eine Führungs- und Dichtungseinrichtung (8) abgedichtet aus dem Zylinder (3) herausgeführt ist, wobei das Verstellelement eine Vorrichtung zur Erkennung der Kolbenstangenposition und/oder der Ausschublänge des Verstellelements aufweist dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur Erkennung der Kolbenstangenposition einen am Zylinder (3) angeordneten Mikroschalter (10) und wenigstens ein mit dem Mikroschalter (10) zusammenwirkendes Schaltelement (14, 16, 17) umfasst.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verstellelement nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Derartige Verstellelemente sind seit langem bekannt und finden ihre Anwendung an Klappen, Deckeln oder Hauben von Maschinenteilen oder Kraftfahrzeugen, um deren komfortables, automatisches oder manuelles Öffnen und Schließen zu unterstützen.
Insbesondere beim automatischen Öffnen und Schließen der Klappen kann es von Vorteil sein, das die Position des Kolbens und somit die Stellung der Kolbenstange zum Zylinder erfassbar ist, um bestimmte Funktionen an festgelegten Punkten entlang des Hubweges des Kolbenzylinderaggregats zu erfüllen.
Aus der DE 67 52 056 U ist ein Arbeitszylinder bekannt, der an den Endpositionen des axial verschiebbaren Kolbens durch Bohrungen in den Zylinder hineinragende Schalter aufweist, die zur Umsteuerung der Kolbenbewegung dienen. Dabei ist nachteilig, dass zusätzliche potentielle Leckagestellen geschaffen werden. Die Herstellung des Arbeitszylinders wird darüber hinaus noch durch Durchmessererweiterungen im Zylinder, an den Stellen, an denen die Schalter angeordnet sind, verteuert.
Die DE 91 10 208 U1 offenbart eine Spannvorrichtung mit einer Kolben-Zylindereinheit, wobei an der Kolbenstange eine Schaltstange angeordnet ist, die an der dem Zylinder abgewandten Seite einen Schaltnocken aufweist, der einen Mikroschalter betätigen kann. Ungünstig ist dabei, dass Schaltnocken und Schalter ungeschützt gegen Verschmutzungen und mechanische Beanspruchungen sind.
Eine Kniehebelspannvorrichtung für den Karosseriebau wird in der DE 91 04 532 U1 gezeigt. Bei diesem Konstruktionsvorschlag ist an der Kolbenstange eine Schaltfahne angebracht, die mit zwei Endschaltern zusammenwirkt, um die Endstellungen des Kolbens bzw. der Kolbenstange zu ermitteln. Dadurch muss die Kolbenstange länger ausgebildet sein, was sich ungünstig auf den Bauraum auswirkt. Zudem sind Schaltfahne und Schalter ungeschützt gegen Verschmutzungen und mechanische Beanspruchungen.
Des Weiteren ist aus der DE 84 35 666 U1 ein Hydraulikzylinder bekannt, der eine in einer hohlen Kolbenstange drehbar angeordnete Spindel aufweist, die in einem von der Arbeitskammer getrennten Messraum eine mit einem Mikroschalter zusammenwirkende Nockenscheibe trägt. Zum Ein- und Ausfahren der Kolbenstange sind nahe den Enden des Zylinders Hydraulikanschlüsse vorgesehen, über die das Fluid in den Zylinder hinein oder aus diesem heraus strömen kann, wodurch der Kolben in Axialrichtung verschoben und die Spindel in eine Drehbewegung versetzt wird. Über die sich mit der Spindel drehende Nockenscheibe und den Mikroschalter ist die Position der Kolbenstange ermittelbar. Eine derartige Bauweise ist sehr kompliziert und somit kostenintensiv.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verstellelement zu schaffen, welches die vorstehend genannten Funktionen durch Bauraum sparende und kostengünstige Maßnahmen erfüllt.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass ein Schutzrohr mit einem ersten Ende an dem dem Kolben gegenüberliegenden Ende der Kolbenstange angeordnet ist und gegenüber der Kolbenstange und dem Zylinder in eine erste Schaltposition und eine zweite Schaltposition verdrehbar gelagert ist, wobei an der Innenwand des Schutzrohrs nahe dem ersten Ende des Schutzrohres ein erstes Schaltelement und nahe dem dem ersten Ende gegenüberliegenden zweiten Ende ein zweites Schaltelement angeordnet und zwischen dem ersten Schaltelement und dem zweiten Schaltelement ein drittes Schaltelement angeordnet ist, das in der ersten Schaltposition des Schutzrohres den Mikroschalter bei axialer Verschiebung des Kolbens betätigt.
In weiterer Ausgestaltung ist der Mikroschalter über wenigstens eine Leitung mit einer Energieversorgungseinrichtung oder einem Steuergerät verbunden.
Wie ein weiteres Merkmal der Erfindung zeigt, ragen die beiden Schaltelemente etwas in den Innenraum des Schutzrohres hinein und sind fest mit dem Schutzrohr verbunden.
Vorzugsweise sind die beiden Schaltelemente Teil des Schutzrohres, wodurch ein sehr einfach herzustellendes Bauteil entsteht.
Um eine komfortable Bedienung des Verstellelements zu erreichen, ist zwischen dem ersten Schaltelement und dem zweiten Schaltelement ein drittes Schaltelement angeordnet, wobei das dritte Schaltelement axial verschiebbar an dem Schutzrohr angeordnet ist und mittels einer Fixierschraube feststellbar ist.
Damit eine genaue Einstellung des dritten Schaltelements zu ermöglichen, ist an der Außenseite des Schutzrohres eine Skala angebracht.
Die Skala ist vorzugsweise so ausgelegt, dass sie die Höhe der nicht vollständig geöffneten Klappe bzw. die Höhe eines in der Klappe ausgebildeten Griffes wiedergibt.
Erfindungsgemäß weist das erste Schaltelement und das zweite Schaltelement in radialer Richtung die gleiche Größe auf, während das dritte Schaltelement eine geringere radiale Erstreckung auf der Innenmantelfläche des Schutzrohres aufweist.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
1 eine erfindungsgemäße Ausführungsform eines Verstellelements im Längsschnitt in einer ersten axialen Position
2 eine Detailansicht des in 1 gezeigten Verstellelements
3 das in 1 gezeigte Verstellelement im Querschnitt
4 eine zu 4 ähnliche Darstellung des Verstellelements bei geänderter radialer Position des Schutzrohres
5 eine weitere Detailansicht des in 1 gezeigten Verstellelements
6 eine zu 1 ähnliche Darstellung des Verstellelements in geänderter axialer Position
7 eine zu 1 ähnliche Darstellung des Verstellelements in einer weiteren geänderten axialen Position
1 zeigt ein Verstellelement 1 mit einem an einem ersten Ende 2 geschlossenen, hohlen Zylinder 3, der mit einem unter Druck stehenden Fluid gefüllt ist, mit einem in dem Zylinder 3 axial verschiebbaren Kolben 4, der den Zylinder 3 in einen ersten und einen zweiten Arbeitsraum 5 bzw. 6 unterteilt und einer einseitig an dem Kolben 4 angeordneten Kolbenstange 7, die durch den ersten Arbeitsraum 5 hindurch über eine Dichtungs- und Führungseinrichtung 8 abgedichtet aus einem zweiten Ende 9 des Zylinders 3 herausgeführt ist. Der Kolben 4 weist ferner ein nicht dargestelltes Magnetventil auf, welches durch elektrische Ansteuerung geöffnet oder geschlossen werden kann, um einen Fluidenfluss durch den Kolben 4 zu ermöglichen oder zu verhindern. Ist das Magnetventil offen, wird ein Fluidenfluss von einer Arbeitskammer zur anderen ermöglicht und der Kolben 4 bzw. die Kolbenstange 7 können sich in axialer Richtung in dem Zylinder 3 entlang einer Mittellängsachse A des Zylinders 3 bewegen. Ist das Magnetventil verschlossen wird ein Fluidenfluss von einer Arbeitskammer zur anderen verhindert und der Kolben 4 wird blockiert.
Am ersten Ende 2 des Zylinders 3 und an dem dem Kolben 4 gegenüberliegenden Ende sind üblicherweise, jedoch hier nicht dargestellte, Anschlussvorrichtungen angeordnet, beispielsweise in Form von Kugelpfannen oder Gelenkaugen.
Außen am Zylinder 3, nahe dem zweiten Ende 9, ist ein Schalter in Form eines Mikroschalters 10 angeordnet, der über wenigstens eine Leitung 11 beispielsweise mit einer nicht gezeigten Energieversorgungseinrichtung oder einem Steuergerät verbunden ist.
Ein Schutzrohr 12 ist mit einem ersten Ende 13 an dem dem Kolben 4 gegenüberliegenden Ende der Kolbenstange 7 angeordnet, wobei das Schutzrohr 12 gegenüber der Kolbenstange 7 und somit auch gegenüber dem Zylinder 3 verdrehbar gelagert ist. Das Schutzrohr 12 erstreckt sich in Axialrichtung größtenteils über den Zylinder 3, wenn der Kolben 4 bis zum ersten Ende 2 des Zylinders 3 eingeschoben ist.
An der Innenwand des Schutzrohrs 12 ist nahe dem ersten Ende 13 des Schutzrohres 12 ein erstes Schaltelement 14 und nahe dem dem ersten Ende 13 gegenüberliegenden zweiten Ende 15 ein zweites Schaltelement 16 angeordnet. Die beiden Schaltelemente 14 und 16 ragen etwas in den Innenraum des Schutzrohres 12 hinein und sind fest mit dem Schutzrohr 12 verbunden. Vorzugsweise sind die beiden Schaltelemente 14, 16 auch Teil des Schutzrohres.
Zwischen dem ersten Schaltelement 14 und dem zweiten Schaltelement 16 ist ein drittes Schaltelement 17 angeordnet. Das dritte Schaltelement 17 ist axial verschiebbar an dem Schutzrohr 12 angeordnet und kann mittels einer Fixierschraube 18 festgestellt werden. An der Außenseite des Schutzrohres 12 kann eine Skala 19 angebracht sein, wie sie beispielhaft in 2 gezeigt wird.
Das Ausschieben der Gasdruckfeder wird, wie vorstehend schon beschrieben über ein Magnetventil gesteuert. Wird dem Magnetventil elektrische Energie zugeführt, öffnet es sich und es kommt zur Ausschubbewegung des Kolbens 4 zusammen mit der Kolbenstange 7. Wird das Magnetventil stromlos geschaltet, schließt es sich und die Bewegung wird gestoppt. Die Aufgabe des Mikroschalters 10 besteht darin, das Magnetventil im betätigten Zustand des Mikroschalters 10 stromlos zu schalten und im unbetätigten Zustand zu bestromen.
Das zweite Schaltelement 16 und das dritte Schaltelement 17 sollen den Mikroschalter 10 betätigen und die Bewegung der Gasfeder stoppen. Das erste Schaltelement 14 und das zweite Schaltelement 16 betätigen den Mikroschalter 10 im Wesentlichen in der jeweiligen Endposition des Kolbens 4, d. h. im Wesentlichen dann, wenn sich der Kolben 4 nahe beim ersten Ende 2 oder nahe der Dichtungs- und Führungseinrichtung 8 befindet.
Durch die variable Einstellung des dritten Schaltelements 17 mittels der Fixierschraube 18 ist ein längenabhängiges Einstellen der Position des Kolbens 4 und somit der Öffnungsposition eines zu verstellenden Bauteils, beispielsweise eine Klappe eines Fahrzeugs, möglich.
Wie aus den 3, 4 und 5 ersichtlich, kann durch das Drehen des Schutzrohres 12 in eine erste Schaltposition a und eine zweite Schaltposition b vom Benutzer die Auswahl getroffen werden, ob sich die Gasfeder in die längenabhängigen Zwischenposition oder in die Endposition öffnen lässt. Die Zwischenposition wird durch die Lage vom dritten Schaltelement 17 bestimmt.
Aus der 4 geht hervor, dass das erste Schaltelement 14 und das zweite Schaltelement 16 in radialer Richtung die gleiche Größe aufweisen, während das dritte Schaltelement 17 eine geringere radiale Erstreckung auf der Innenmantelfläche des Schutzrohres 12 aufweist.
Wird die erste Schaltposition a gewählt, wie in der 4 veranschaulicht, schiebt die Kolbenstange 7 solange aus, bis der Mikroschalter 10 vom dritten Schaltelement 17 betätigt wird, wie in 5 gezeigt. Das Magnetventil wird stromlos geschaltet und schließt die Durchflusskanäle, wodurch die Bewegung des Kolbens 4 blockiert wird. Die Bedienungsperson kann entscheiden, ob durch manuelles Drücken in Schließrichtung der Fahrzeugklappe diese schließt oder ob durch Überdrücken in Öffnungsrichtung die Klappe bis in die Endposition öffnet.
Durch Drehen Schutzrohrs 12 in den Schaltbereich b fährt der Kolben bzw. die Kolbenstange 7 solange aus, bis der Mikroschalter 10 vom zweiten Schaltelement 16 betätigt wird, wie in 6 dargestellt, was im Wesentlichen der vollständig geöffneten Position der Klappe entspricht.
Das erste Schaltelement 16 dient dazu, bei vollständig geschlossener Klappe, also dann, wenn sich der Kolben 4 nahe dem ersten Ende 2 des Zylinders 3 befindet, das Magnetventil stromlos zu schalten.
Die Skala 19 kann so aufgebaut sein, dass sie die Höhe der nicht vollständig geöffneten Klappe bzw. die Höhe eines in der Klappe ausgebildeten Griffes widerspiegelt, wodurch eine direkte Einstellung ermöglicht, wie sie der Benutzer auch benötigt. Durch variieren der Fixierschraube 18 und somit des dritten Schaltelements 17 kann der Verstellweg der Klappe sehr genau und auf die Körpergröße der Bedienungsperson eingestellt werden.

1: Verstellelement
2: erstes Ende des Zylinders
3: Zylinder
4: Kolben
5: erster Arbeitsraum
6: zweiter Arbeitsraum
7: Kolbenstange
8: Dichtungs- und Führungseinrichtung
9: zweites Ende des Zylinders
10: Mikroschalter
11: Leitung
12: Schutzrohr
13: erstes Ende des Schutzrohres
14: erstes Schaltelement
15: zweites Ende des Schutzrohres
16: zweites Schaltelement
17: drittes Schaltelement
18: Fixierschraube
19: Skala

Claims

Verstellelement mit einem geschlossenen ersten Ende, einem Zylinder, einem in dem Zylinder verschiebbar angeordneten Kolben, der den Zylinder in eine dem ersten Ende fernen ersten Arbeitsraum und einen dem ersten Ende nahen zweiten Arbeitsraum unterteilt und einer einseitig an dem Kolben angeordneten Kolbenstange, die den ersten Arbeitsraum durchragt und konzentrisch zur Mittellängsachse des Zylinders an einem dem ersten Ende gegenüberliegenden zweiten Ende durch eine Führungs- und Dichtungseinrichtung abgedichtet aus dem Zylinder herausgeführt ist, wobei das Verstellelement eine Vorrichtung zur Erkennung der Kolbenstangenposition und/oder der Ausschublänge des Verstellelements aufweist und die Vorrichtung zur Erkennung der Kolbenstangenposition einen am Zylinder angeordneten Mikroschalter und wenigstens ein mit dem Mikroschalter zusammenwirkendes Schaltelement umfasst dadurch gekennzeichnet, dass ein Schutzrohr (12) mit einem ersten Ende (13) an dem dem Kolben (4) gegenüberliegenden Ende der Kolbenstange (7) angeordnet ist und gegenüber der Kolbenstange (7) und dem Zylinder (3) in eine erste Schaltposition (a) und eine zweite Schaltposition (b) verdrehbar gelagert ist, wobei an der Innenwand des Schutzrohrs (12) nahe dem ersten Ende (13) des Schutzrohres 12 ein erstes Schaltelement (14) und nahe dem dem ersten Ende (13) gegenüberliegenden zweiten Ende (15) ein zweites Schaltelement (16) angeordnet und zwischen dem ersten Schaltelement (14) und dem zweiten Schaltelement (16) ein drittes Schaltelement (17) angeordnet ist, das in der ersten Schaltposition (a) des Schutzrohres (12) den Mikroschalter (10) bei axialer Verschiebung des Kolbens (4) betätigt.
Verstellelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroschalter über wenigstens eine Leitung (11) mit einer Energieversorgungseinrichtung oder einem Steuergerät verbunden ist.
Verstellelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Schaltelemente (14, 16) etwas in den Innenraum des Schutzrohres (12) hinein ragen und fest mit dem Schutzrohr (12) verbunden sind.
Verstellelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Schaltelemente (14, 16) Teil des Schutzrohres (12) sind.
Verstellelement nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das dritte Schaltelement (17) axial verschiebbar an dem Schutzrohr (12) angeordnet ist und mittels einer Fixierschraube (18) feststellbar ist.
Verstellelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Außenseite des Schutzrohres (12) eine Skala (19) angebracht ist.
Verstellelement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Skala (19) die Höhe der nicht vollständig geöffneten Klappe bzw. die Höhe eines in der Klappe ausgebildeten Griffes wiedergibt.
Verstellelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Schaltelement (14) und das zweite Schaltelement (16) in radialer Richtung die gleiche Größe aufweisen, während das dritte Schaltelement (17) eine geringere radiale Erstreckung auf der Innenmantelfläche des Schutzrohres (12) aufweist.