DE19524080C1 - Stab mit einer rohrförmigen Wandung aus Faserverbundwerkstoff und beidseitig angeordneten Anschlußelementen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Stab nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Bei einem aus der DE-43 10 825 C1 bekannten Stab ist ein aktiv steuerbares druck­ erzeugendes Element innerhalb des Stabes angeordnet, das stirnseitig gegen Druck­ scheiben anliegt, die gegen die Stirnseiten der beiden Stabelemente anliegen. Über dem Bereich des aktiv steuerbaren Elementes ist auf der Außenseite der rohrförmigen Wandung eine Muffe angeordnet, welche die angrenzenden Enden der beiden Stabe­ lemente übergreift, mit diesen verklebt ist und als Feder wirkt, über die Rückstellkräfte ausgeübt werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Stab der gattungsgemäßen Art ohne Verwendung eines federnden Elementes so auszugestalten, daß sowohl für die Verlängerung als auch die Verkürzung des Stabes die vollen Kräfte aktiv steuerbarer Elemente an den Enden des Stabes wirksam sind.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 herausgestellten Merkmale.

Zweckmäßige Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise veranschaulicht und im nachstehen­ den im einzelnen anhand der Zeichnung beschrieben, die im Längsschnitt den mittle­ ren Bereich eines Stabes gemäß der Erfindung wiedergibt.

Der in der Zeichnung dargestellte Stab 2 weist zwei Stabelemente 4, 6 auf, deren auf­ einanderzugerichtete stirnseitige Enden in einem Abstand 8 voneinander liegen. Der Stab 2 ist also in diesem Bereich durchgetrennt.

An den äußeren Enden der beiden Stabelemente 4, 6 sind in bekannter Weise, bei­ spielsweise wie in der DE-43 10 825 C1 und der DE-40 29 008 C1 beschrieben, An­ schlußelemente angeordnet.

Im Bereich des Trennspaltes 8 ist auf der Außenseite ein ringförmig ausgebildetes druckerzeugendes Element 10 angeordnet, das aktiv steuerbar ist. Dieses Element liegt stirnseitig gegen Schultern 12 an, die durch auf den angrenzenden Enden der Stabelemente aufliegende und mit der Oberfläche der Stabelemente fest verbundene Elemente 14 gebildet sind. Diese Elemente 14 können durch eine Schichtung unidirek­ tionaler Fasern gebildet sein. Es können aber auch Metallhülsen vorgesehen sein, die außen auf die Stabenden aufgeklebt sind.

Zweckmäßig sind zwischen wenigstens einer der Anschlagschultern 12 und der an­ grenzenden Stirnseite des zylinderringförmigen Elementes 10 Einstellmittel 16 vorge­ sehen. Diese Einstellmittel können beispielsweise Ringpaare sein, die über ein Fein­ gewinde miteinander verbunden sind. Durch Verdrehen der Ringe ist der Abstand der Stützflächen einstellbar. Die Ringpaare können auch mit axial gerichteten Schrägen ausgebildet sein, wobei die Schrägen vorzugsweise mit einem selbsthemmenden Stei­ gungswinkel ausgebildet sind. Solche axial wirkenden Einstellmittel sind an sich be­ kannt und brauchen daher hier nicht weiter beschrieben zu werden.

Die beiden Stabelemente 4, 6 können durch das ringförmige Element axial geführt werden. Die Führung kann aber auch durch eines der Elemente 14 erfolgen, das dann so auszubilden ist, daß der Trennspalt übergriffen wird. Das Element 10 liegt dann ge­ gen den Trennspalt axial versetzt auf einem der beiden Stabelemente 4, 6.

Im Inneren des Stabes 2 ist vorzugsweise im Bereich des Trennspaltes 8 ein ebenfalls axial wirkendes druckerzeugendes Element 18 angeordnet. Dieses Element 18 wirkt in Achsrichtung der Bewegung des zylinderringförmigen Elementes 10 entgegen. Es wird beidseitig von Faserschlaufen 20, 22 übergriffen, die über kuppelförmige Ansätze 24, 26 geführt sind, die gegen die axial gerichteten Stirnseiten des Elementes 18 anliegen.

Die Faserschlaufen sind an ihrem Befestigungsende ringförmig aufgefächert und an der Innenseite der Stabelemente 4, 6 befestigt. Sie können beispielsweise jeweils auf der Außenseite eines ringförmigen Einsatzes 28 im Bereich beabstandet zum Trenn­ spalt 8 im ungestörten Teil der Stabelemente 4, 6 aufgeklebt sein, der dann seinerseits auf der Innenseite der Stabelemente 4, 6 mit diesen verklebt ist. Die Druckelemente 26 und 24 sind zur Führung der Schlaufen mit Nuten 30 versehen.

Die beiden Schlaufen 20, 22 sind, wie in der Zeichnung dargestellt, um 90° gegenein­ ander versetzt angeordnet.

Über das Element 18 in Verbindung mit den Schlaufen, die jeweils über das Ende des Elementes 18 geführt ist, das dem Stab entgegengerichtet ist, in dem die Schlaufen befestigt sind, wird über eine Längenänderung des Elementes 18 auf die beiden Stab­ elemente 4, 6 eine Kraft ausgeübt, die diese zusammenzieht. Diese Kraft ist also der Kraft entgegengesetzt, die über das Element 10 ausgeübt wird, über das die beiden Stabelemente voneinander weggedrückt sind.

Die beiden Elemente 10 und 18 sind aktiv steuerbar. Vorzugsweise sind hierfür Piezo­ translatoren vorgesehen. Die beiden Piezotranslatoren sind dabei so geschaltet, daß sie spielfrei zusammenwirken, beispielsweise so, daß bei Stromlosigkeit beide Piezo­ translatoren sich die Zug- bzw. Druckkräfte ausgleichen. Der Antrieb arbeitet also spiel­ frei. Die mechanische Spielfreiheit kann über die oben beschriebenen Einstellmittel 16 erreicht werden.

Anstelle von elektrisch steuerbaren Piezotranslatoren können als druckerzeugende Elemente auch Körper aus einer Legierung mit Formerinnerungsvermögen vorgesehen sein, die temperaturgesteuert wirksam sind.

Durch die Parallelschaltung der druckerzeugenden Elemente ist es möglich, ihre Kräfte unmittelbar für die Verstellung der Stabelemente des aktiven Stabes zu nutzen, ohne daß eine Last- oder Verschiebungsbeschränkung durch eine gespannte Feder auftritt, wie dies bei dem Stab nach der DE-43 10 825 C1 der Fall ist, bei dem die äußere dehnweiche Zugmuffe als Feder wirkt.

Claims (12)

1. Stab mit einer rohrförmigen Wandung aus Faserverbundwerkstoff mit wenigstens einer Lage aus achsparallelen unidirektionalen Fasern und einem darüberliegenden Gewebeschlauch mit sich unter einem Winkel zur Achse des Stabes kreuzenden Fasern, der beidseitig mit einer Anschlußgarnitur zum axialen Einleiten von Zug- und/oder Druckkräften versehen ist, wobei die Wandung des Stabes zwischen den Anschlüssen durchtrennt ist, so daß der Stab in zwei Stabelemente geteilt ist und innerhalb der Stabelemente ein in Achsrichtung des Stabes wirkendes aktiv steuer­ bares, druckerzeugendes Element angeordnet ist, das beidseitig gegen Schultern an den beiden Stabelementen anliegt und mit dem eine Längung des Stabes durchführbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Längung bewirkende druckerzeugende Element als Zylinderring ausgebildet und außen auf den Stabelementen angeordnet ist, daß auf der Außenseite der Stabelemente jeweils Anschlagschultern für dieses erste druckerzeugende Element ausgebildet sind, daß ein zweites druckerzeugen­ des Element innerhalb des Stabes angeordnet ist, und in den beiden Stabelemen­ ten jeweils Schlaufen angeordnet sind, die in den Stabelementen axial festgelegt sind und um die beiden in Achsrichtung des Stabes gegenüberliegenden Enden des zweiten druckerzeugenden Elementes so herumgeführt sind, daß sie jeweils das Ende des zweiten Elements übergreifen, das in Achsrichtung der Stabelemente von dem Stabelement weggerichtet ist, in dem die Schlaufen festgelegt sind, so daß bei Längung des zweiten Elementes auf die beiden Stabteile diese zusammenziehende Zugkräfte aufgebracht werden.

2. Stab nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite druckerzeugende Element an seinen beiden Enden mit gerundeten Kappen versehen ist, über die die Schlaufen geführt sind.

3. Stab nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die runden Kappen mit Führungsnuten für die Schlaufen versehen sind.

4. Stab nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlaufen um 90° versetzt angeordnet sind.

5. Stab nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlaufen aus unidirektionalen Fasern gebildet sind.

6. Stab nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Schlaufen bildenden unidirektionalen Fasern im Bereich der Schlaufe zusammengeführt sind und im übrigen Bereich rund aufge­ fächert im Inneren der beiden Stabelemente befestigt sind.

7. Stab nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen wenigstens einem Ende des Zylinderrings und der angrenzenden Anschlagschulter in Achsrichtung wirkende Einstellmittel vor­ gesehen sind.

8. Stab nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß Ringpaare vorgesehen sind, die über Gewinde ver­ stellbar miteinander verbunden sind.

9. Stab nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Einstellmittel Ringpaare mit axial gerichteten Schrägen vorgesehen sind.

10. Stab nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als druckerzeugende Elemente Piezotranslatoren vorgesehen sind.

11. Stab nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß als druckerzeugende Elemente Körper aus einer Legierung mit Formerinnerungsvermögen vorgesehen sind.

12. Stab nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch eine Schaltung, über die die Piezotranslatoren gegenläufig steuerbar sind.