DE102009042196A1

DE102009042196A1 - Gasfeder mit einer Drucküberwachungseinrichtung

Info

Publication number: DE102009042196A1
Application number: DE200910042196
Authority: DE
Inventors: Ulrich Koestler; Michael Kelm; Andreas Übelacker
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2009-09-18
Filing date: 2009-09-18
Publication date: 2011-04-14

Abstract

Gasfeder mit einer Drucküberwachungseinrichtung, mit einem an einem Bauteil (7) abgestützten Zylinder (1), in dem ein Kolben axial verstellbar ist, der zumindest einen druckbelasteten, mit einem gasförmigen Medium gefüllten Arbeitsraum im Zylinder (1) begrenzt und mit zumindest einer Kolbenstange (2) verbunden ist, die durch eine axiale Zylinderöffnung (3) nach außen ragt und an einem Bauelement (4) abgestützt ist. Das Bauteil (7) oder Bauelement stützt ein Kontaktelement (13) und weist eine Aufnahmeöffnung (6) auf. Die normale Druckkraft des Arbeitsraumes belastet zumindest einen Bereich des Zylinders (1) oder der Kolbenstange in die Aufnahmeöffnung (6) zu einem Kontaktelement (13). Ein vorgespanntes Federelement (14) belastet den Zylinder (1) oder die Kolbenstange mit einer Vorspannkraft von dem Kontaktelement (13) weg, die kleiner als die entgegenwirkende normale Druckkraft des Arbeitsraumes ist. Das Kontaktelement (13) signalisiert einen Störfall, wenn ein vorgegebener Bereich des Zylinders (1) oder der Kolbenstange zumindest in einer vorgegebenen Lage der Gasfeder nicht in Anlage mit dem Kontaktelement (13) kommt oder nicht ausreichend an das Kontaktelement (13) angenähert ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Gasfeder mit einer Drucküberwachungseinrichtung, mit den im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmalen.
Eine derartige Gasfeder weist in der DE 10 2007 034 416 A1 eine Drucküberwachungseinrichtung mit wenigstens einem Messmittel auf, das zur kontinuierlichen Überwachung zumindest einer innerhalb und/oder an der Gasfeder auftretenden physikalischen Messgröße vorgesehen ist. Die Messgröße kann beispielsweise der Druck oder die Temperatur in der Gasfeder sein. Durch eine Auswertung der Messgröße in einer Auswerteeinheit können Störfälle oder Beschädigungen, beispielsweise Leckagen der Gasfeder erfasst werden. Mit einer derartigen Drucküberwachungseinrichtung ist die Gasfeder aufwändig und teuer zu fertigen. Die vielen Bauelemente der Drucküberwachungseinrichtung erhöhen die Gefahr, dass wenigstens ein Bauelement ausfällt und dadurch die Drucküberwachungseinrichtung einen Störfall der Gasfeder nicht erfassen kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Gasfeder mit einer Drucküberwachungseinrichtung mit den Merkmalen im Oberbegriff des Patentanspruches 1 anzugeben, die wenige einfache, zuverlässig funktionierende Bauelemente aufweist.
Diese Aufgabe ist durch die Merkmale im Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen entnehmbar.
Die erfindungsgemäße Gasfeder mit einer Drucküberwachungseinrichtung weist einen an einem Bauteil abgestützten Zylinder auf, in dem ein Kolben axial verstellbar ist, der zumindest einen druckbelasteten, mit einem gasförmigen Medium gefüllten Arbeitsraum im Zylinder begrenzt und mit zumindest einer Kolbenstange verbunden ist. Die Kolbenstange ragt durch eine axiale Zylinderöffnung nach außen und ist an seinem vorstehenden Bereich an einem Bauelement abgestützt. Das Bauteil oder das Bauelement stützt ein Kontaktelement und weist eine Aufnahmeöffnung auf. Die normale Druckkraft des Arbeitsraumes belastet zumindest einen Bereich des Zylinders oder der Kolbenstange in die Aufnahmeöffnung, wodurch der Zylinder bzw. die Kolbenstange gegen das Kontaktelement belastet ist und zumindest bereichsweise an diesem anliegt. Ein vorgespanntes Federelement dagegen belastet den betreffenden Bereich des Zylinders oder der Kolbenstange mit einer Vorspannkraft von dem Kontaktelement weg, die kleiner als die entgegen wirkende normale Druckkraft des Arbeitsraumes ist. Das Kontaktelement bewirkt eine Signalübertragung, wenn der mit dem Kontaktelement in Anlage kommende Bereich des Zylinders oder der Kolbenstange entweder an dem Kontaktelement anliegt oder nicht anliegt, wodurch ein Störfall der Gasfeder erkennbar ist, bei dem die Gasfeder nicht oder nicht ausreichend wirksam ist. Die in ihrer Funktion beeinträchtigte Gasfeder kann dann rechtzeitig vor einem Gebrauch repariert oder gegen eine funktionierende Gasfeder ausgetauscht werden. Die Gasfeder ist dadurch funktionssicher und kann auch für Sicherheitseinrichtungen verwendet werden, bei denen beispielsweise die Gasfeder allein oder mit weiteren Bauteilen ein Hochstellen einer Frontklappe eines Kraftfahrzeugs in eine Fußgängerschutzlage bewirkt, wenn eine Sensoreinrichtung einen eingetretenen oder bevorstehenden Aufprall eines Fußgängers auf die Frontklappe erfasst hat.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand einer Zeichnung mit einer einzigen 1 näher erläutert, die in einer perspektivischen Prinzipskizze die Gasfeder und ihre Drucküberwachungseinrichtung darstellt.
In der einzigen 1 ist eine Gasfeder mit Drucküberwachungseinrichtung dargestellt, die einen Zylinder 1 aufweist, in dem ein nicht dargestellter Kolben axial verstellbar ist, der zumindest einen druckbelasteten, mit einem gasförmigen Medium gefüllten Arbeitsraum im Zylinder 1 begrenzt. Der Kolben ist mit zumindest einer Kolbenstange 2 verbunden, die durch eine axiale Zylinderöffnung 3 nach außen ragt und an einem bereichsweise dargestellten Bauelement 4 beispielsweise um eine Achse 5 schwenkbar oder auf andere Weise gelenkig abgestützt ist.
Der Zylinder 1 ist zumindest bereichsweise axial in eine Aufnahmeöffnung 6 eingesteckt, die durch eine radial innere Öffnung eines rohr- oder zylinderförmig ausgebildeten Bereiches eines Außenrohres 7 gebildet ist. Das Außenrohr 7 weist einen Kopfbereich 10 auf, der an einem bereichsweise dargestellten Baukörper 11 beispielsweise um eine Achse 12 schwenkbar oder auf andere Weise gelenkig abgestützt ist.
Zwischen dem geschlossenen Stirnbereich 8 des Zylinders 1 und einer Stützwand 9 in der Aufnahmeöffnung 6 ist ein elektrisches Kontaktelement 13 angeordnet, das beispielsweise an dem Außenrohr 7 fixiert ist.
Nach der Montage der Gasfeder belastet die normale Druckkraft des Arbeitsraumes den Zylinder 1 in die Aufnahmeöffnung 6 in Richtung zudem elektrischen Kontaktelement 13, an dem normal ein Bereich des Zylinders 1 ständig oder alternativ zumindest in einer vorgegebenen Lage des Bauelements 4 in Bezug auf den Baukörper 11 anliegt.
Ein vorgespanntes Federelement 14, das bei dem Ausführungsbeispiel eine einerseits an dem Außenrohr 7 und andererseits stirnseitig an dem Zylinder 1 abgestützte Druckfeder ist, belastet den Zylinder 1 mit seiner Vorspannkraft von dem elektrischen Kontaktelement 13 weg aus der Aufnahmeöffnung 6 im Außenrohr 7. Die Vorspannkraft des Federelements 14 ist normal kleiner als die entgegen wirkende Druckkraft des Arbeitsraumes, die den Zylinder 1 in die Aufnahmeöffnung 6 belastet, so dass normal ein Bereich des Zylinders 1 ständig oder zumindest in einer vorgegebenen Lage des Bauelements 4 in Bezug auf den Baukörper 11 in Anlage mit dem elektrischen Kontaktelement 13 ist.
Das elektrische Kontaktelement 13 bewirkt eine Signalübertragung, wenn der mit dem Kontaktelement 13 in Anlage kommende Bereich des Zylinders 1 entweder an dem Kontaktelement anliegt oder nicht anliegt.
Dadurch ist ein Störfall der Gasfeder erkennbar, bei dem die Gasfeder durch einen nicht ausreichenden Druck in der Arbeitskammer nicht oder nicht ausreichend wirksam sein kann. In diesem Störfall kann das elektrische Kontaktelement 13 nicht mehr in einen Kontakt mit dem Zylinder 1 oder einem damit verbundenen Teilkommen, da die dann gegenüber der Druckkraft im Arbeitsraum größere Vorspannkraft des Federelements 14 dies verhindert. Das elektrische Kontaktelement 13 signalisiert den Störfall, indem es ein den Störfall anzeigendes Signal abgibt oder in einer den Störfall signalisierenden Weise nicht abgibt.
Die in ihrer Funktion beeinträchtigte Gasfeder kann dann rechtzeitig vor einem Gebrauch repariert oder gegen eine funktionierende Gasfeder ausgetauscht werden. Die Gasfeder ist dadurch funktionssicher und kann auch für Sicherheitseinrichtungen verwendet werden, bei denen beispielsweise die Gasfeder allein oder mit weiteren Bauteilen ein Hochstellen einer Frontklappe eines Kraftfahrzeugs in eine nach unten abgefederte und eventuell gedämpfte, etwa horizontale Fußgängerschutzlage bewirkt oder unterstützt, beispielsweise wenn eine Sensoreinrichtung einen eingetretenen oder bevorstehenden Aufprall eines Fußgängers auf die Frontklappe erfasst hat.
Bei dem Ausführungsbeispiel wird der Störfall durch eine optische und/oder akustische Signaleinrichtung signalisiert, bei dem der normal mit dem Kontaktelement in Anlage kommende Bereich des Zylinders oder der Kolbenstange zumindest in einer vorgegebenen Lage der Gasfeder nicht an dem Kontaktelement anliegen kann.
Wie der einzigen 1 zu entnehmen ist, lässt sich der Zylinder 1 über eine Zapfen-/Langlochführung 15 mit einem beispielsweise von dem Zylinder 1 radial nach außen abstehenden Zapfen 16 und einem in Achsrichtung des Außenrohres 7 verlaufenden Langloch 17, in das der Zapfen 16 mit axialem Spiel radial eingreift, begrenzt axial verstellen. Selbstverständlich kann eine begrenzte axiale Verstellbarkeit des Zylinders gegenüber dem Außenrohr 7 oder – falls alternativ die Kolbenstange in der Aufnahmeöffnung angeordnet ist – die Kolbenstange in beliebiger Weise beispielsweise axial begrenzt gegenüber dem Außenrohr 7 axial verstellbar sein.
Die Erfindung kann auch von dem einzigen Ausführungsbeispiel abweichend ausgeführt werden. Die Drucküberwachungseinrichtung der Gasfeder kann auf sehr unterschiedliche Weise gebildet sein. Das Kontaktelement kann ein einfaches Schaltelement sein, das bei einem Kontakt mit dem Zylinder oder mit einem damit verbundenen Teil oder bereits bei einer ausreichenden Annäherung des Zylinders bzw. des damit verbundenen Teil an das Kontaktelement keinen Schaltvorgang oder einen Schaltvorgang bewirken kann. Ein Störfall wird nur dann signalisiert, wenn der Zylinder oder ein damit verbundenes Teil zumindest in einer vorgegebenen Lage der Gasfeder nicht oder nicht ausreichend an das Kontaktelement angenähert werden kann. Das Kontaktelement kann lose zwischen dem Zylinder und dem das Kontaktelement stützende Bauteil oder Bauelement angeordnet sein. Ebenso kann das Kontaktelement an dem Zylinder oder an dem das Kontaktelement stützenden Bauteil oder Bauelement lösbar oder unlösbar fixiert sein. Das Kontaktelement kann ein elektrisches bzw. elektronisches Kontaktelement und/oder ein aktiver oder passiver Sensor sein. Beispielsweise kann der Sensor ein Drucksensor oder ein Piezoelement oder ein induktiv wirkender Sensor sein. Das vorgespannte Federelement kann ein beliebiges mechanisches, hydraulisches oder pneumatisch wirkendes Federelement sein.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102007034416 A1 [0002]

Claims

Gasfeder mit einer Drucküberwachungseinrichtung, mit einem an einem Bauteil abgestützten Zylinder, in dem ein Kolben axial verstellbar ist, der zumindest einen druckbelasteten, mit einem gasförmigen Medium gefüllten Arbeitsraum im Zylinder begrenzt und mit zumindest einer Kolbenstange verbunden ist, die durch eine axiale Zylinderöffnung nach außen ragt und an einem Bauelement abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (7) oder Bauelement ein Kontaktelement (13) stützt und eine Aufnahmeöffnung (6) aufweist, und die normale Druckkraft des Arbeitsraumes zumindest einen Bereich des Zylinders (1) oder der Kolbenstange in die Aufnahmeöffnung (6) zu einem Kontaktelement (13) belastet, und ein vorgespanntes Federelement (14) den Zylinder (1) oder die Kolbenstange mit einer Vorspannkraft von dem Kontaktelement (13) weg belastet, die kleiner als die entgegen wirkende normale Druckkraft des Arbeitsraumes ist, und das Kontaktelement (13) einen Störfall signalisiert, wenn ein vorgegebener Bereich des Zylinders (1) oder der Kolbenstange zumindest in einer vorgegebenen Lage der Gasfeder nicht in Anlage mit dem Kontaktelement (13) kommt oder nicht ausreichend an das Kontaktelement (13) angenähert ist.
Gasfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das die Aufnahmeöffnung (6) aufweisende Bauteil (7) bzw. Bauelement mit der Innenseite eines rohr- oder zylinderförmig ausgebildeten Bereiches die zumindest an einer Stirnseite offene Aufnahmeöffnung (6) bildet und gelenkig mit einem Baukörper (11) verbunden ist und/oder das andere Bauteil oder Bauelement (4) gelenkig mit dem zugeordneten Zylinder bzw. der Kolbenstange (2) verbunden ist.
Gasfeder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktelement (13) ein optischer und/oder akustischer Signalgeber ist.
Gasfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktelement ein elektrisches Kontaktelement (13) und/oder ein aktiver oder passiver Sensor ist.
Gasfeder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor ein Drucksensor oder ein Piezoelement oder ein induktiv wirkender Sensor ist.
Gasfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die normal funktionierende Gasfeder bei einem eingetretenen oder bevorstehenden Aufprall eines Fußgängers auf die geschlossene und von wenigstens einem Schloss verriegelte Frontklappe eines Kraftfahrzeugs mit Fußgängerschutzeinrichtung die Frontklappe in eine nach unten abgefederte und eventuell gedämpfte, etwa horizontale Fußgängerschutzlage allein oder mit hoch stellt.
Gasfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine optische und/oder akustische Signaleinrichtung einen Störfall signalisiert, wenn zumindest in einer vorgegebenen Lage der Gasfeder der normal zu dem Kontaktelement (13) belastete Bereich des Zylinders (7) oder der Kolbenstange nicht an dem Kontaktelement (13) zur Anlage kommt oder nicht ausreichend an das Kontaktelement (13) angenähert ist.