DE102013208503A1

DE102013208503A1 - Gasfederstrebenanordnung mit innerem Arretiermodul

Info

Publication number: DE102013208503A1
Application number: DE102013208503A
Authority: DE
Inventors: Gary W. Krajenke; Alvin N. Standard; Babu R. Amarnath
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2012-05-17
Filing date: 2013-05-08
Publication date: 2013-11-21
Anticipated expiration: 2033-05-09
Also published as: US8844910B2; DE102013208503B4; CN103422766A; CN103422766B; US20130307203A1

Abstract

Eine Gasfederstrebenanordnung umfasst ein Gehäuse, das einen Innenraum definiert. Eine Stange ist mit dem Gehäuse gekoppelt und ist zwischen einer ausgefahrenen Stellung und einer eingezogenen Stellung verschiebbar beweglich. Ein flexibles Element ist relativ zu dem Gehäuse lagefixiert angebracht. Ein starres Element ist mit der Stange gekoppelt und gemeinsam mit dieser beweglich. Das flexible Element umfasst zumindest ein verschiebbares Element, das sich in Reaktion auf eine zweite radiale Kraftkomponente einer Schließkraft radial von der Mittelachse wegbewegt, wenn es mit dem starren Element bei dessen Bewegung von der ausgefahrenen Stellung in die eingezogene Stellung in Eingriff tritt. Das flexible Element umfasst eine mehrschichtige Struktur, die in Reaktion auf eine Temperaturveränderung ihre Form verändert, um die Größe der zweiten radialen Kraftkomponente, welche erforderlich ist, um das verschiebbare Element zu bewegen, zu beeinflussen.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die Erfindung betrifft allgemein eine Gasfederstrebenanordnung und im Spezielleren ein inneres Arretiermodul zum Erhöhen der Offenhaltekraft der Gasfederstrebenanordnung.
HINTERGRUND
Gasfederstrebenanordnungen umfassen ein Gehäuse, das einen Innenraum definiert, wobei eine Stange innerhalb des Innenraums beweglich angeordnet ist. Die Stange ist entlang einer Mittelachse verschiebbar zwischen einer eingezogenen Stellung, d. h. einer verkürzten Stellung, und einer ausgefahrenen Stellung, d. h. einer verlängerten Stellung, beweglich. Ein Kolben ist an einem axialen Ende der Stange in dem Innenraum des Gehäuses angeordnet. Das Gehäuse umfasst ein geschlossenes Ende und umfasst ein Gasvolumen, wie etwa, als Beispiel ohne einschränkenden Charakter, Luft, welches innerhalb des Innenraums des Gehäuses zwischen dem Kolben und dem geschlossenen Ende des Gehäuses eingeschlossen ist. Durch eine Bewegung der Stange von der ausgefahrenen Stellung in die eingezogene Stellung wird die Luft zwischen dem geschlossenen Ende des Gehäuses und dem Kolben komprimiert, wodurch eine daraus resultierende, axiale Kraft erzeugt wird, durch die der Kolben und die Stange in die ausgefahrene Stellung zurückgedrückt werden. Die Stange wird somit kontinuierlich in die ausgefahrene Stellung vorbelastet.
Da die Gasfederstrebenanordnungen zu der ausgefahrenen Stellung hin vorbelastet sind, werden die Gasfederstrebenanordnungen häufig dazu verwendet, eine Öffnungskraft bereitzustellen und/oder eine Offenhaltekraft für eine Tür, einen Kofferraumdeckel, eine Haube usw. bereitzustellen. Die Gasfederstrebenanordnungen sind jedoch für die Bereitstellung der Axialkraft, die den Kolben und die Stange in die ausgefahrene Stellung drückt, auf das Druckgas angewiesen. Durch veränderliche Umgebungstemperaturen ändert sich die Temperatur des Gases, wodurch wiederum die Dichte des Gases verändert wird. Sinkt beispielsweise die Temperatur, so sinkt auch die Dichte des Gases, wodurch sich die resultierende Axialkraft, welche die Stange in die ausgefahrene Stellung drückt, verringert.
KURZFASSUNG
Es wird eine Gasfederstrebenanordnung bereitgestellt. Die Gasfederstrebenanordnung umfasst ein Gehäuse mit einer Wand, die sich entlang einer Mittelachse erstreckt. Die Wand definiert einen Innenraum. Eine Stange ist mit dem Gehäuse gekoppelt. Die Stange ist innerhalb des Innenraums entlang einer Mittelachse zwischen einer ausgefahrenen Stellung und einer eingezogenen Stellung verschiebbar beweglich. Ein flexibles Element ist relativ zu dem Gehäuse lagefixiert angebracht. Ein starres Element ist mit der Stange gekoppelt und gemeinsam mit dieser beweglich. Das flexible Element umfasst zumindest ein verschiebbares Element, das sich in Reaktion auf eine radiale Kraftkomponente einer Schließkraft radial von der Mittelachse wegbewegt, wenn es mit dem starren Element bei dessen Bewegung von der ausgefahrenen Stellung in die eingezogene Stellung in Eingriff tritt. Das flexible Element umfasst ein erstes Material, das eine erste Schicht bildet, und ein zweites Material, das eine zweite Schicht bildet, die mit der ersten Schicht verbunden ist. Die erste Schicht und die zweite Schicht werden miteinander zu einer mehrschichtigen Struktur verbunden.
Demzufolge bringt die Wechselwirkung zwischen dem starren Element und dem flexiblen Element einer Bewegung der Stange entlang der Mittelachse einen Widerstand entgegen. Um die Stange von der ausgefahrenen Stellung in die eingezogene Stellung zu bewegen, muss die Wechselwirkung zwischen dem flexiblen Element und dem starren Element die radiale Kraftkomponente aus der Schließkraft erzeugen. Die radiale Kraftkomponente muss ausreichend groß sein, um das verschiebbare Element von dem starren Element wegzubewegen und es dem starren Element zu ermöglichen, daran vorbeizugelangen und sich weiter in die eingezogene Stellung zu bewegen. Somit wird durch die mechanische Wechselwirkung zwischen dem starren Element und dem flexiblen Element die Kraft erhöht, die erforderlich ist, um die Stange aus der ausgefahrenen Stellung in die eingezogene Stellung zu bewegen, wodurch die Offenhaltekraft der Gasfederstrebenanordnung erhöht wird.
Das Verhalten der mehrschichtigen Struktur des flexiblen Elements bei Temperaturschwankungen bewirkt, dass das verschiebbare Element seine Form und/oder Stellung verändert, wodurch sich die Wechselwirkung zwischen dem starren Element und dem verschiebbaren Element verändert. Durch die veränderte Wechselwirkung zwischen dem starren Element und dem verschiebbaren Element ändert sich der Kraftaufwand, der erforderlich ist, um das verschiebbare Element radial von dem starren Element wegzubewegen und es so dem starren Element zu ermöglichen, daran vorbeizugelangen. Somit wird durch die mehrschichtige Struktur des flexiblen Elements bewirkt, dass sich die erforderliche Schließkraft bei Temperaturschwankungen verändert.
Die obigen Merkmale und Vorteile sowie andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung erschließen sich mit größerer Deutlichkeit aus der nachfolgenden, detaillierten Beschreibung der besten Umsetzungsarten der Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische Querschnittsansicht einer Gasfederstrebenanordnung in einer eingezogenen Stellung.
2 ist eine schematische Querschnittsansicht einer Gasfederstrebenanordnung in einer ausgefahrenen Stellung.
3 ist eine auseinandergezogene, schematische Perspektivansicht der Gasfederstrebenanordnung.
4 ist eine vergrößerte, schematische Querschnittsansicht eines Arretiermoduls der Gasfederstrebenanordnung, in der ein Diagramm der Resultierenden aus einer Öffnungskraft der Gasfederstrebenanordnung gezeigt ist, welche eine erste radiale Kraftkomponente erzeugt.
5 ist eine vergrößerte, schematische Querschnittsansicht des Arretiermoduls der Gasfederstrebenanordnung, in der ein Diagramm der Resultierenden aus einer Schließkraft der Gasfederstrebenanordnung gezeigt ist, die eine zweite radiale Kraftkomponente erzeugt.
6 ist eine schematische Querschnittsansicht eines flexiblen Elements des inneren Arretiermoduls.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Für den Fachmann ist festzustellen, dass Begriffe wie ”oberhalb”, ”unterhalb”, ”aufwärts”, ”abwärts”, ”obere, -r, -s”, ”untere, -r, -s”, usw. in beschreibender Weise für die Figuren verwendet werden und keine Einschränkungen hinsichtlich des Umfangs der Erfindung darstellen, welcher in den beigefügten Ansprüchen definiert ist.
In den Figuren, auf welche nun Bezug genommen wird und in denen gleiche Zahlen über die verschiedenen Ansichten hinweg gleiche Bauteile anzeigen, ist eine Gasfederstrebenanordnung allgemein unter 20 gezeigt. In 1 und 2, auf welche nun Bezug genommen wird, umfasst die Gasfederstrebenanordnung 20 ein Gehäuse 22. Das Gehäuse 22 umfasst eine Außenwand 24, die sich entlang einer Mittelachse 26 erstreckt. Die Außenwand 24 umfasst senkrecht zu der Mittelachse 26 eine kreisförmige Querschnittsform und definiert einen Innenraum 26, der ebenfalls eine senkrecht zu der Mittelachse 28 verlaufende, kreisförmige Querschnittsform aufweist.
Das Gehäuse 22 umfasst ein erstes, offenes Ende 30 und ein zweites, geschlossenes Ende 32. Eine Stange 34 ist mit dem Gehäuse 22 gekoppelt und erstreckt sich durch das offene Ende des Gehäuses 22 hindurch. Die Stange 34 erstreckt sich entlang der Mittelachse 26 und verläuft konzentrisch mit dem Gehäuse 26 um die Mittelachse 22 herum. Die Stange 34 ist innerhalb des Innenraums 28 des Gehäuses 22 entlang der Mittelachse 26 verschiebbar beweglich. Die Stange 34 ist zwischen einer eingezogenen oder verkürzten Stellung, die in 1 gezeigt ist, und einer ausgefahrenen oder verlängerten Stellung, die in 2 gezeigt ist, beweglich.
Eine Dichtpackung 36 ist benachbart zu dem ersten, offenen Ende 30 des Gehäuses 22 an dem Gehäuse 22 angebracht. Die Dichtpackung 36 bildet eine Abdichtung zwischen der Stange 34 und dem Gehäuse 22, um Gas, wie etwa, als Beispiel ohne einschränkenden Charakter, Luft, in dem Innenraum 28 des Gehäuses 22 einzuschließen. Die Dichtpackung 36 bildet eine Gleitführung der Stange 34 relativ zu dem Gehäuse 22.
Das erste, offene Ende 30 des Gehäuses 22 ist radial einwärts zu der Mittelachse 26 hin aufgeweitet. Das Gehäuse 22 umfasst einen ersten Rand 38, der sich radial einwärts zu der Mittelachse 26 hin erstreckt. Der erste Rand 38 ist von dem aufgeweiteten, offenen Ende des Gehäuses 22 um eine axiale Distanz 40 entlang der Mittelachse 26, die einer Länge 42 der Dichtpackung 36 gemessen entlang der Mittelachse 26 entspricht, beabstandet. Die Dichtpackung ist zwischen dem ersten Rand 38 und dem aufgeweiteten, offenen Ende des Gehäuses 22 angeordnet und ist durch das aufgeweitete erste, offene Ende 30 des Gehäuses 22 und durch den ersten Rand 38 relativ zu dem Gehäuse 22 lagefixiert angebracht.
Das Gehäuse 22 umfasst weiterhin einen zweiten Rand 44, der entlang der Mittelachse 26 von dem ersten Rand 38 beabstandet ist. Ein flexibles Element 46 eines (weiter unten eingehender beschriebenen) inneren Arretiermoduls 48 ist zwischen der Dichtpackung 36 und dem zweiten Rand 44 angeordnet. Somit ist das flexible Element 46 des inneren Arretiermoduls 48 durch die Dichtpackung 36 und den zweiten Rand 44 relativ zu dem Gehäuse 22 lagefixiert angebracht.
Das innere Arretiermodul 48 verbindet das Gehäuse 22 und die Stange 34 miteinander, wenn die Stange 34 in der ausgefahrenen Stellung angeordnet ist, um eine Schließkraft der Gasfederstrebenanordnung 20 zu erhöhen. Die Schließkraft ist jene Kraft, die erforderlich ist, um die Stange 34 von der ausgefahrenen Stellung in die eingezogene Stellung zu bewegen. Folglich wird durch das innere Arretiermodul 48 die Kraft erhöht, die erforderlich ist, um die Stange 34 von der ausgefahrenen Stellung in die eingezogene Stellung zu bewegen.
In 3, auf welche nun ebenfalls Bezug genommen wird, umfasst das innere Arretiermodul 48 das flexible Element 46 und das starre Element 50. Wie weiter oben beschrieben, ist das flexible Element 46 relativ zu dem Gehäuse 22 lagefixiert angebracht. Das starre Element 50 ist an der Stange 34 angebracht und gemeinsam mit dieser beweglich. Das flexible Element 46 umfasst zumindest ein verschiebbares Element 52. Wie gezeigt, umfasst das verschiebbare Element 52 eine Mehrzahl von verschiebbaren Elementen 52, die radial um die Mittelachse 26 herum beabstandet sind. In 3 sind in der beispielhaften Ausführungsform acht verschiebbare Elemente gezeigt. Es ist jedoch festzustellen, dass die Gesamtzahl an verschiebbaren Elementen 52 auch von den acht abweichen kann, die in der beispielhaften Ausführungsform gezeigt sind. Es ist zwar nur eines der verschiebbaren Elemente 52 im Detail beschrieben, ein jedes der verschiebbaren Elemente 52 ist jedoch identisch ausgebildet. Die Beschreibung des weiter unten beschriebenen, verschiebbaren Elements 52 ist somit auf sämtliche der verschiebbaren Elemente 52 anwendbar.
Das flexible Element 46 umfasst eine ringförmige Basis 54, die eine Mittendurchbrechung 56 definiert. Die Stange 34 erstreckt sich durch die Mittendurchbrechung 56 der ringförmigen Basis 54 hindurch. Der Außenumfang der ringförmigen Basis 54 erstreckt sich radial nach außen in Stoßeingriff mit einer Innenfläche 58 der Außenwand 24 des Gehäuses 22. Das flexible Element 46 umfasst einen Schlitz 110, der sich derart über eine Länge des flexiblen Elements 46 entlang der Mittelachse 26 erstreckt, dass die Querschnittsform des flexiblen Elements 46 senkrecht zu der Mittelachse 26 eine offene, halbkreisförmige Form definiert. Die offene halbkreisförmige Querschnittsform des flexiblen Elements 46 ermöglicht es dem flexiblen Element 46, sich radial in dem Innenraum 28 des Gehäuses 22 auszubreiten, ohne sich dabei zu verklemmen. Das verschiebbare Element 52 erstreckt sich von der ringförmigen Basis 54 axial entlang der Mittelachse 26, wobei das verschiebbare Element 52 zwischen der ringförmigen Basis 54 und der Dichtpackung 36 angeordnet ist. Das verschiebbare Element 52 umfasst einen ersten Schenkelabschnitt 60, der sich im Wesentlichen entlang der Mittelachse 26 erstreckt, einen Wandabschnitt 62, der sich von dem ersten Schenkelabschnitt 60 und im Wesentlichen von der Mittelachse 26 weg erstreckt, und einen zweiten Schenkelabschnitt 66, der sich von dem Wandabschnitt 62 und im Wesentlichen entlang der Mittelachse 26 erstreckt.
Das starre Element 50 umfasst einen Körper 68, der eine Mittelbohrung 70 definiert. Der Körper 68 ist um die Stange 34 herum angeordnet und ist mit dieser konzentrisch, so dass sich die Stange 34 durch die Mittelbohrung 70 hindurchbewegen kann. Wie gezeigt, umfasst die Stange 34 einen Kamm 72, der mit dem Körper 68 des starren Elements 50 in Eingriff ist und verhindert, dass sich das starre Element 50 axial entlang der Stange 34 über den Kamm 72 hinaus in eine erste axiale Richtung 74 bewegt. Ein Clip 76 ist mit einer Ausnehmung 78 in der Stange 34 gekoppelt, um eine Bewegung des starren Elements 50 relativ zu der Stange 34 in einer zweiten axialen Richtung 80, d. h. der ersten axialen Richtung 74 entgegengesetzt, zu verhindern. Somit ist das starre Element 50 auf der Stange 34 zwischen dem Kamm 72 und dem Clip 76 lagefixiert angebracht. Das innere Arretiermodul 48 kann weiterhin eine erste Unterlegscheibe 82 und eine zweite Unterlegscheibe 84, die an entgegengesetzten axialen Enden des starren Elements 50 angeordnet sind, umfassen. Der Körper 68 umfasst die Arretierung 86, die sich radial von dem Körper 68 und der Mittelachse 26 weg erstreckt. Die Arretierung 86 ist an einem axialen Ende des Körpers 68, das dem ersten, offenen Ende 30 des Gehäuses 22 zugewandt ist, angeordnet. Wie gezeigt, umfasst die Arretierung 86 einen Ringwulst, der sich von dem Körper 68 des starren Elements 50 weg erstreckt und die Stange 34 zur Gänze umschließt. Es ist jedoch festzustellen, dass die Arretierung 86 die Stange 34 nicht zur Gänze umschließen muss und dass die Arretierung 86 mehrere Arretierungen umfassen kann, wobei eine jede der Arretierungen um den Körper 68 des starren Elements 50 herum beabstandet ist.
Die Arretierung 86 umfasst eine erste Nockenfläche 88 und eine zweite Nockenfläche 90. Wie gezeigt, sind die erste Nockenfläche 88 und die zweite Nockenfläche 90 durch abgerundete oder abgeschrägte axiale Ränder der Arretierung 86 definiert. Die erste Nockenfläche 88 ist durch einen axialen Rand der Arretierung 86 definiert, welcher dem ersten, offenen Ende 30 des Gehäuses 22 zugewandt ist. Die zweite Nockenfläche 90 ist durch einen axialen Rand der Arretierung 86 definiert, welcher dem zweiten, geschlossenen Ende 32 des Gehäuses 22 zugewandt ist.
In 4, auf welche nun Bezug genommen wird, tritt die erste Nockenfläche 88 im Zuge der Bewegung von der eingezogenen Stellung in die ausgefahrene Stellung mit dem verschiebbaren Element 52 in Eingriff. Das verschiebbare Element 52 bewegt sich in Reaktion auf eine erste radiale Kraftkomponente F_R1 einer Öffnungskraft F_O radial von der Mittelachse 26 weg, wenn es mit der ersten Nockenfläche 88 des starren Elements 50 in Eingriff tritt. Die Öffnungskraft F_O ist eine Kraft, die auf die Stange 34 aufgewendet wird, um die Stange 34 von der eingezogenen Stellung in die ausgefahrene Stellung zu bewegen. Die Öffnungskraft F_O wird durch Druckgas, wie etwa – als Beispiel ohne einschränkenden Charakter – Luft, aufgewendet, welches zwischen einem Kolbenende 92 des starren Elements 50 und dem zweiten, geschlossenen Ende 32 des Gehäuses 22 eingeschlossen ist. Das Druckgas sorgt für eine Vorbelastung des Kolbenendes 92 des starren Elements 50, durch welche die Stange 34 von der eingezogenen Stellung in die ausgefahrene Stellung gedrückt wird, wodurch die Öffnungskraft F_O bereitgestellt wird.
Der erste Schenkelabschnitt 60 des verschiebbaren Elements 52 umfasst eine radiale Innenfläche 102, welche mit der ersten Nockenfläche 88 der Arretierung 86 in Kontakt und/oder in Eingriff steht. Die radiale Innenfläche 94 des ersten Schenkelabschnitts 60 ist relativ zu der Mittelachse 26 abgewinkelt. Die erste Nockenfläche 88 steht mit der radialen Innenfläche 94 des ersten Schenkelabschnitts 60 in Eingriff und definiert einen ersten Eingriffswinkel 96 zwischen diesen. Wenn die Öffnungskraft F_O auf die Stange 34 aufgewendet wird, werden durch den Eingriff oder die Wechselwirkung zwischen der ersten Nockenfläche 88 und der radialen Innenfläche 94 des ersten Schenkelabschnitts 60 an dem ersten Eingriffswinkel 96 relativ zu der Mittelachse 26 eine erste axiale Kraftkomponente F_A1 und die erste radiale Kraftkomponente F_R1 erzeugt. Die erste axiale Kraftkomponente F_A1 ist entlang oder parallel zu der Mittelachse 26 gerichtet und die erste radiale Kraftkomponente F_R1 ist senkrecht von der Mittelachse 26 weg und in Richtung gegen das verschiebbare Element 52 hin gerichtet. Durch den Winkelgrad des ersten Eingriffswinkels 96 relativ zu der Mittelachse 26 wird bestimmt, wie viel von der Öffnungskraft F_O jeweils in die erste axiale Kraftkomponente F_A1 bzw. in die erste radiale Kraftkomponente F_R1 eingeleitet wird. Durch einen größeren Wert für den ersten Eingriffswinkel 96 wird mehr von der Öffnungskraft F_O in die erste axiale Kraftkomponente F_A1 eingeleitet als durch einen geringeren Wert für den ersten Eingriffswinkel 96, wodurch die erste radiale Kraftkomponente F_R1 verringert wird und eine größere Öffnungskraft F_O erforderlich ist, um das verschiebbare Element 52 radial von der Arretierung 86 wegzubewegen, und wodurch es ermöglicht wird, dass sich das starre Element 50 in die ausgefahrene Stellung bewegt. Die radiale Innenfläche 94 des ersten Schenkelabschnitts 60 ist vorzugsweise relativ zu der Mittelachse 26 dergestalt ausgerichtet, dass der erste Eingriffswinkel 96 einen kleineren oder geringeren Wert umfasst, um die erforderliche Öffnungskraft F_O nicht in großem Ausmaß zu erhöhen. Beispielsweise kann der erste Eingriffswinkel 96 innerhalb des Bereichs zwischen 0° und 45° variieren. Es ist jedoch festzustellen, dass der erste Eingriffswinkel 96 auch von den hier beschriebenen Werten abweichen kann und basierend auf den speziellen Verwendungszwecken der Gasfederstrebenanordnung 20 definiert sein kann.
In 5, auf welche nun Bezug genommen wird, tritt die zweite Nockenfläche 90 im Zuge der Bewegung von der ausgefahrenen Stellung in die eingezogene Stellung mit dem verschiebbaren Element 52 in Eingriff. Das verschiebbare Element 52 bewegt sich in Reaktion auf eine zweite radiale Kraftkomponente F_R2 der Schließkraft F_C radial von der Mittelachse 26 weg, wenn es mit der zweiten Nockenfläche 90 des starren Elements 50 in Eingriff tritt.
Der Wandabschnitt 62 des verschiebbaren Elements 52 erstreckt sich von einem axialen Ende des ersten Schenkelabschnitts 60 radial von der Mittelachse 26 weg. Der Wandabschnitt 62 umfasst eine axiale Stirnfläche 98, die mit der zweiten Nockenfläche 90 der Arretierung 86 in Eingriff und/oder in Kontakt steht. Die axiale Stirnfläche 98 des Wandabschnitts 62 ist relativ zu der Mittelachse 26 abgewinkelt. Die zweite Nockenfläche 90 steht mit der axialen Stirnfläche 98 des Wandabschnitts 62 in Eingriff und definiert einen zweiten Eingriffswinkel 100 zwischen diesen. Wenn die Schließkraft F_C auf die Stange 34 aufgewendet wird, werden durch den Eingriff zwischen der zweiten Nockenfläche 90 und der axialen Stirnfläche 98 des Wandabschnitts 62 an dem zweiten Eingriffswinkel 100 relativ zu der Mittelachse 26 eine zweite axiale Kraftkomponente F_A2 und die zweite radiale Kraftkomponente F_R2 erzeugt. Die zweite axiale Kraftkomponente F_A2 ist entlang oder parallel zu der Mittelachse 26 gerichtet und die zweite radiale Kraftkomponente F_R2 ist senkrecht von der Mittelachse 26 weg und in Richtung gegen das verschiebbare Element 52 hin gerichtet. Durch den Winkelgrad des zweiten Eingriffswinkels 100 relativ zu der Mittelachse 26 wird bestimmt, wie viel von der Schließkraft F_C jeweils in die zweite axiale Kraftkomponente F_A2 bzw. in die zweite radiale Kraftkomponente F_R2 eingeleitet wird. Durch einen größeren Wert für den zweiten Eingriffswinkel 100 wird mehr von der Schließkraft F_C in die zweite radiale Kraftkomponente F_R2 eingeleitet als durch einen geringeren Wert für den zweiten Eingriffswinkel 100, wodurch eine größere Schließkraft F_C erforderlich ist, um das verschiebbare Element 52 radial von der Arretierung 86 wegzubewegen, und wodurch es ermöglicht wird, dass sich das starre Element in die eingezogene Stellung bewegt. Die axiale Stirnfläche 98 des Wandabschnitts 62 ist vorzugsweise relativ zu der Mittelachse 26 dergestalt ausgerichtet, dass der zweite Eingriffswinkel 100 einen höheren oder größeren Wert umfasst, um die erforderliche Schließkraft F_C in beträchtlichem Ausmaß zu erhöhen. Beispielsweise kann der zweite Eingriffswinkel 100 innerhalb des Bereichs zwischen 0° und 45° variieren. Es ist jedoch festzustellen, dass der zweite Eingriffswinkel 100 auch von den hier beschriebenen Werten abweichen kann und basierend auf den speziellen Verwendungszwecken der Gasfederstrebenanordnung 20 definiert sein kann. Wenn der zweite Eingriffswinkel 100 so definiert ist, dass er einen höheren Wert als der erste Eingriffswinkel 96 umfasst, ist festzustellen, dass die zweite radiale Kraftkomponente F_R2 größer als die erste radiale Kraftkomponente F_R1 ist.
Der zweite Schenkelabschnitt 66 des verschiebbaren Elements 52 erstreckt sich von dem Wandabschnitt 62 axial entlang der Mittelachse 26 von dem ersten Schenkelabschnitt 60 weg. Der zweite Schenkelabschnitt 66 umfasst eine radiale Innenfläche 102, die mit einer radialen Außenfläche 104 der Arretierung 86 in Eingriff und/oder in Kontakt steht. Der Eingriff zwischen der radialen Außenfläche 104 der Arretierung 86 und der radialen Innenfläche 102 des zweiten Schenkelabschnitts 66 beschränkt eine radiale Bewegung des verschiebbaren Elements 52 nach innen zu der Mittelachse 26 hin, wenn sich die Stange 34 in der ausgefahrenen Stellung befindet. Wenn sich somit die Stange 34 in der ausgefahrenen Stellung befindet, gewährleistet der Eingriff zwischen der radialen Außenfläche 104 der Arretierung 86 und der radialen Innenfläche 102 des zweiten Schenkelabschnitts 66 einen korrekten Eingriff zwischen der zweiten Nockenfläche 90 und der axialen Stirnfläche 98 des Wandabschnitts 62 und verhindert, dass sich das verschiebbare Element 52 radial nach innen zu dem Körper 68 des starren Elements 50 hin biegt und in dieser Position verkeilt.
In 6, auf welche nun Bezug genommen wird, umfasst das flexible Element 46 eine mehrschichtige Struktur mit zumindest einem ersten und einem zweiten Material. Das erste Material bildet eine erste Schicht 112 und das zweite Material bildet eine zweite Schicht 114. Die erste Schicht 112 wird mit der zweiten Schicht 114 zu einer mehrschichtigen Struktur verbunden. Die beispielhafte Ausführungsform der mehrschichtigen Struktur des flexiblen Elements 46 ist hier zwar als nur zwei Schichten umfassend gezeigt, es versteht sich jedoch, dass die mehrschichtige Struktur mehr als zwei Schichten umfassen kann.
Das erste Material weist einen ersten Wärmeausdehnungskoeffizienten auf, und das zweite Material weist einen zweiten Wärmeausdehnungskoeffizienten auf. Der zweite Wärmeausdehnungskoeffizient unterscheidet sich von dem ersten Wärmeausdehnungskoeffizienten, so dass eine Temperaturveränderung bei der mehrschichtigen Struktur des flexiblen Elements 46, d. h. eine Temperaturveränderung bei dem flexiblen Element 46, bewirkt, dass sich die erste Schicht 112 und die zweite Schicht 114 mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten ausdehnen und/oder zusammenziehen. Wenn sich die erste Schicht 112 und die zweite Schicht 114 in Reaktion auf eine Temperaturveränderung bei dem flexiblen Element 46 mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten ausdehnen und/oder zusammenziehen, so wird eine Form des flexiblen Elements 46 und im Spezielleren eine Form des verschiebbaren Elements 52 verändert.
Durch die Veränderung bei der Form des verschiebbaren Elements 52 in Reaktion auf die Temperaturveränderung des flexiblen Elements 46 wird ein Berührungspunkt zwischen der ersten Nockenfläche 88 und dem verschiebbaren Element 52 verändert, wenn sich die Stange 34 von der eingezogenen Stellung in die ausgefahrene Stellung bewegt, und wird außerdem ein Berührungspunkt zwischen der zweiten Nockenfläche 90 und dem verschiebbaren Element 52 verändert, wenn sich die Stange 34 von der ausgefahrenen Stellung in die eingezogene Stellung bewegt. Indem der Berührungspunkt zwischen der ersten und/oder zweiten Nockenfläche 88, 90 und dem verschiebbaren Element 52 bewegt wird, kann durch die Temperaturveränderung des flexiblen Elements 46 zumindest einer von dem ersten Eingriffswinkel 96 und dem zweiten Eingriffswinkel 100 verändert werden. Wie weiter oben beschrieben, wird durch eine Veränderung bei dem ersten Eingriffswinkel 96 das Ausmaß der Öffnungskraft F_O, das in die erste radiale Kraftkomponente F_R1 eingeleitet wird, verändert, wodurch die Größe der Öffnungskraft F_O, die erforderlich ist, um die Stange 34 von der eingezogenen Stellung in die ausgefahrene Stellung zu bewegen, beeinflusst wird. In ähnlicher Weise wird durch eine Veränderung bei dem zweiten Eingriffswinkel 100 das Ausmaß der Schließkraft F_C, das in die zweite radiale Kraftkomponente F_R2 eingeleitet wird, verändert, wodurch die Größe der Schließkraft F_C, die erforderlich ist, um die Stange 34 von der ausgefahrenen Stellung in die eingezogene Stellung zu bewegen, beeinflusst wird.
Wenn sich beispielsweise bei einer gegebenen Temperaturveränderung die erste Schicht 112, d. h. die äußere Schicht, weniger stark ausdehnt als die zweite Schicht 114, d. h. die innere Schicht, so kann sich das verschiebbare Element 52 von der Mittelachse weg radial nach außen biegen oder krümmen, wodurch der Berührungspunkt zwischen dem verschiebbaren Element 52 und der ersten Nockenfläche 88 und/oder zweiten Nockenfläche 90 bewegt wird, wodurch die radiale Kraftkomponente, die erforderlich ist, um das verschiebbare Element 52 radial von der Arretierung 86 wegzubewegen, verringert wird. Wenn sich alternativ dazu bei einer gegebenen Temperaturveränderung, wie etwa einem Temperaturrückgang, die erste Schicht 112 stärker ausdehnt als die zweite Schicht 114, so kann sich das verschiebbare Element 52 zu der Mittelachse hin radial nach innen biegen oder krümmen, wodurch der Berührungspunkt zwischen dem verschiebbaren Element 52 und der ersten Nockenfläche 88 und/oder zweiten Nockenfläche 90 bewegt wird, wodurch die radiale Kraftkomponente, die erforderlich ist, um das verschiebbare Element 52 radial von der Arretierung 86 wegzubewegen, erhöht wird. Somit kann die Offenhaltekraft bei abnehmenden Temperaturen erhöht werden.
Die Materialeigenschaften des ersten Materials und des zweiten Materials des flexiblen Elements 46, insbesondere die Steifigkeit oder Biegebeständigkeit des Materials und der Wärmeausdehnungskoeffizient, wirken sich auf die Kraft aus, die erforderlich ist, um das verschiebbare Element 52 radial von dem starren Körper 68 wegzubewegen. Somit ist das für das erste Material und/oder das zweite Material ausgewählte, spezifische Material von dem speziellen Verwendungszweck der Strebenanordnung abhängig. Das erste Material und das zweite Material umfassen jeweils eine Zusammensetzung mit unterschiedlichen Wärmeausdehnungs- bzw. -kontraktionskoeffizienten. Beispielsweise kann das erste Material eine erste Federstahl-Legierungszusammensetzung mit einem ersten Wärmeausdehnungskoeffizienten umfassen und kann das zweite Material eine zweite Federstahl-Legierungszusammensetzung mit einem zweiten Wärmeausdehnungskoeffizienten umfassen, wobei sich der zweite Wärmeausdehnungskoeffizient von dem ersten Wärmeausdehnungskoeffizienten unterscheidet. Es ist festzustellen, dass das erste Material und das zweite Material andere Materialien als Federstahl umfassen können. Wie weiter oben angemerkt, unterscheidet sich das erste Material von dem zweiten Material. Das erste Material und das zweite Material können gleichermaßen ein Metall umfassen. Alternativ dazu kann nur eines von dem ersten Material und dem zweiten Material ein Metall umfassen, wobei das andere ein nichtmetallisches Material umfasst.
Die detaillierte Beschreibung und die Zeichnungen oder Figuren haben unterstützenden und beschreibenden Charakter für die Erfindung, der Umfang der Erfindung ist jedoch allein durch die Ansprüche definiert. Es sind hier zwar einige der besten Umsetzungsarten und Ausführungsformen der beanspruchten Erfindung im Detail beschrieben, es existieren jedoch verschiedene alternative Entwürfe und Ausführungsformen für die Umsetzung der Erfindung, die in den beigefügten Ansprüchen definiert ist.

Claims

Gasfederstrebenanordnung umfassend: ein Gehäuse mit einer Wand, die sich entlang einer Mittelachse erstreckt und einen Innenraum definiert; eine Stange, die mit dem Gehäuse gekoppelt ist und innerhalb des Innenraums und entlang der Mittelachse zwischen einer ausgefahrenen Stellung und einer eingezogenen Stellung verschiebbar beweglich ist; ein flexibles Element, das relativ zu dem Gehäuse lagefixiert angebracht ist; und ein starres Element, das mit der Stange gekoppelt und gemeinsam mit dieser beweglich ist; wobei das flexible Element zumindest ein verschiebbares Element umfasst, das so ausgelegt ist, dass es sich in Reaktion auf eine radiale Kraftkomponente einer Schließkraft radial von der Mittelachse wegbewegt, wenn es mit dem starren Element bei dessen Bewegung von der ausgefahrenen Stellung in die eingezogene Stellung in Eingriff tritt; und wobei das flexible Element ein erstes Material, das eine erste Schicht bildet, und ein zweites Material umfasst, das eine zweite Schicht bildet, die mit der ersten Schicht verbunden ist, um eine mehrschichtige Struktur zu bilden.
Gasfederstrebenanordnung nach Anspruch 1, wobei das erste Material einen ersten Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweist und das zweite Material einen zweiten Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweist, wobei sich der zweite Wärmeausdehnungskoeffizient von dem ersten Wärmeausdehnungskoeffizienten unterscheidet, so dass eine Temperaturveränderung bei der mehrschichtigen Struktur des flexiblen Elements bewirkt, dass sich die erste Schicht und die zweite Schicht mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten ausdehnen oder zusammenziehen, wodurch bewirkt wird, dass sich eine Form des zumindest einen verschiebbaren Elements in Reaktion auf die Temperaturveränderung in dem flexiblen Element verändert.
Gasfederstrebenanordnung nach Anspruch 2, wobei das erste Material einen ersten Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweist und wobei das zweite Material einen zweiten Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweist, wobei sich der erste Wärmeausdehnungskoeffizient von dem zweiten Wärmeausdehnungskoeffizienten unterscheidet.
Gasfederstrebenanordnung nach Anspruch 3, wobei das erste Material und das zweite Material gleichermaßen Metalle enthalten.
Gasfederstrebenanordnung nach Anspruch 1, wobei das starre Element einen Körper, der um die Stange herum und konzentrisch mit dieser angeordnet ist, und eine Arretierung, die sich radial von dem Körper und der Mittelachse weg erstreckt, umfasst, wobei die Arretierung eine erste Nockenfläche zum Eingriff mit dem verschiebbaren Element während der Bewegung von der eingezogenen Stellung in die ausgefahrene Stellung umfasst und wobei die Arretierung eine zweite Nockenfläche zum Eingriff mit dem verschiebbaren Element während der Bewegung von der ausgefahrenen Stellung in die eingezogene Stellung umfasst.
Gasfederstrebenanordnung nach Anspruch 5, wobei das flexible Element eine ringförmige Basis umfasst, wobei sich das verschiebbare Element axial entlang der Mittelachse von der ringförmigen Basis erstreckt.
Gasfederstrebenanordnung nach Anspruch 6, wobei das verschiebbare Element einen ersten Schenkelabschnitt mit einer radialen Innenfläche zum Eingriff mit der ersten Nockenfläche der Arretierung aufweist.
Gasfederstrebenanordnung nach Anspruch 7, wobei die radiale Innenfläche des ersten Schenkelabschnitts relativ zu der Mittelachse abgewinkelt ist, wobei die erste Nockenfläche mit der radialen Innenfläche des ersten Schenkelabschnitts unter einem ersten Eingriffswinkel relativ zu der Mittelachse in Eingriff steht, so dass eine axial auf die Stange entlang der Mittelachse aufgewendete Kraft daraus eine radiale Komponentenkraft erzeugt, die senkrecht von der Mittelachse weg gerichtet ist.
Gasfederstrebenanordnung nach Anspruch 8, wobei das verschiebbare Element einen Wandabschnitt umfasst, der sich von einem axialen Ende des ersten Schenkelabschnitts radial von der Mittelachse weg erstreckt, wobei der Wandabschnitt eine axiale Stirnfläche zum Eingriff mit der zweiten Nockenfläche der Arretierung aufweist.
Gasfederstrebenanordnung nach Anspruch 9, wobei die axiale Stirnfläche des Wandabschnitts relativ zu der Mittelachse abgewinkelt ist, wobei die zweite Nockenfläche mit der axialen Stirnfläche des Wandabschnitts unter einem zweiten Eingriffswinkel relativ zu der Mittelachse in Eingriff steht, so dass eine axial auf die Stange entlang der Mittelachse aufgewendete Kraft daraus eine radiale Komponentenkraft erzeugt, die senkrecht von der Mittelachse weg gerichtet ist.