DE19812750A1

DE19812750A1 - Container with gas filling used for level adjustment on vehicle axle or as shock absorber

Info

Publication number: DE19812750A1
Application number: DE1998112750
Authority: DE
Inventors: Andreas Ritter; Klaus Koch; Guenter Reusing; Achim Thomae; Hans Fliege
Original assignee: Stabilus GmbH
Current assignee: Stabilus GmbH
Priority date: 1998-03-24
Filing date: 1998-03-24
Publication date: 1999-10-07
Also published as: JPH11315875A

Abstract

The container (3) in an area in contact with the gas filling has a material (3) in an area in contact with the gas temperature accommodates more or less gas of the filling. The material is formed as a coating of the container wall. The container has a dividing device, which separates the gas filling from other chambers of the container (9,11). The material (15) is arranged inside the chamber for gas filling determined by the dividing device. The container is formed as a cylinder of a gas spring, with an axially movable piston rod (5) and a piston (7), which divides the cylinder into two work chambers, whereby the gas filling in the cylinder is under pressure and exerts a force on the piston rod.

Description

Die Erfindung betrifft einen Behälter entsprechend dem Oberbegriff von Patentan spruch 1.The invention relates to a container according to the preamble of Patentan saying 1.

Gasfüllungen in Behältern werden u. a. dort eingesetzt, wo eine Kraft bzw. eine Vor spannung auf ein Übertragungselement wirksam werden soll. Beispielhaft wird auf Speicher bei einer Fahrzeugachse mit Niveauregelung hingewiesen. Ein weiteres An wendungsfeld ist bei Schwingungsdämpfern zu sehen, die eine Gasfüllung in einem Ausgleichsraum aufweisen, um das Volumen der in einem Behälter ein- und ausfahren den Kolbenstange auszugleichen.Gas fillings in containers are u. a. used where a force or a Vor voltage to be effective on a transmission element. An example is on Memory indicated for a vehicle axle with level control. Another thing The field of application can be seen with vibration dampers that have a gas filling in one Have compensation space to extend and retract the volume of a container balance the piston rod.

Eine besondere Bedeutung hat die Gasfüllung bei einer Gasfeder. Vielfach werden Gas federn als Hubhilfen von Fahrzeug klappen eingesetzt. Die Kraft einer gewöhnlichen Gasfeder ist proportional des Drucks im Behälter der Gasfeder. Der Druck eines Gases ist aber wiederum sehr stark von der Temperatur des Gases abhängig. Insbesondere bei einer Gasfeder ist die Wirkung der Kraft für einen Anwender sehr deutlich spürbar. Ein Grund ist u. a. darin zu sehen, daß die für die Anwendung notwendige Betriebskraft der Gasfeder in einem Temperaturbereich von -40° bis +80° gewährleistet sein muß. Des halb sind beispielsweise die von dem Anwender aufzubringenden Einfahrkräfte der Gas feder bei höheren Temperaturen sehr viel größer.Gas filling is particularly important for a gas spring. In many cases, gas springs used as lifting aids for vehicle flaps. The power of an ordinary Gas spring is proportional to the pressure in the gas spring reservoir. The pressure of a gas is but again very much dependent on the temperature of the gas. Especially at With a gas spring, the effect of the force can be clearly felt by a user. A Reason is a. to be seen in the fact that the operating force necessary for the application of Gas spring must be guaranteed in a temperature range from -40 ° to + 80 °. Des half are, for example, the gas entry forces to be applied by the user spring much larger at higher temperatures.

Es gibt zahlreiche Überlegungen, wie die Auswirkung von Temperaturunterschieden auf die Funktion von Gasfedern minimiert bzw. kompensiert wird.There are numerous considerations on how the effect of temperature differences will affect the function of gas springs is minimized or compensated.

Aus der DE 44 21 773 A1 ist beispielsweise eine Gasfeder bekannt, die bewußt auf eine bestimmte Temperatur erwärmt wird, die höher als die durchschnittliche Betriebstempe ratur ist. In Verbindung mit einer Regelung der Temperatursteuerung kann der Einfluß schwankender Außentemperaturen sehr weitgehend unterdrückt werden. Der gravie rende Nachteil dieser Lösung besteht darin, daß Fremdenergie eingesetzt werden muß, für deren Erzeugung bei einem Fahrzeug ein nennenswerter Aufwand betrieben werden muß. Des weiteren wird die Gasfeder komplizierter im Aufbau und der Herstellung.From DE 44 21 773 A1, for example, a gas spring is known, which is deliberately based on a certain temperature is heated, which is higher than the average operating temperature rature is. In connection with a regulation of the temperature control the influence can fluctuating outside temperatures are largely suppressed. The gravie The disadvantage of this solution is that external energy must be used a considerable amount of effort is required to produce them in a vehicle got to. Furthermore, the gas spring becomes more complicated in construction and manufacture.

Die DE 35 23 491 A1 beschreibt eine Gasfedereinrichtung zum Aufbringen von Stell kräften vorgewählter Größe auf ein Bauteil. Eine Gasfedereinrichtung mit Temperatur kompensation umfaßt eine Hauptgasfeder, die durch ein Druckmittel beaufschlagt wird, welches Primärkräfte erzeugt, welche die Soll-Betriebskräfte der Einrichtung überstei gen, sowie eine Sekundärgasfeder, die durch ein zweites Druckmittel beaufschlagt wird, welches Kräfte erzeugt, die jenen der Hauptgasfeder entgegenwirken und von einer Größe sind, die ungefähr dem Überschuß der Primärkräfte über die Sollkräfte entspre chen, wodurch durch Temperaturschwankungen verursachte Änderungen des Primär druckes in einem beträchtlichen Ausmaß kompensiert werden können.DE 35 23 491 A1 describes a gas spring device for applying actuators forces of preselected size on a component. A gas spring device with temperature compensation comprises a main gas spring which is acted upon by a pressure medium, which generates primary forces that exceed the target operating forces of the device gen, as well as a secondary gas spring, which is acted upon by a second pressure medium, which generates forces that counteract those of the main gas spring and of one Are size that corresponds approximately to the excess of the primary forces over the target forces Chen, causing changes in the primary caused by temperature fluctuations pressure can be compensated to a considerable extent.

Vom Prinzip ähnlich funktioniert die temperaturkompensierte Gasfeder nach der DE 33 24 214 A1. Die Gasfeder umfaßt ein geschlossenes Gehäuse mit einer verschiebbaren Stange, die aus dem Gehäuseinneren durch ein Ende des Gehäuses nach außen ragt, und mit einem Kolben, der in dem Gehäuse an der Stange befestigt ist, wobei sich in dem Gehäuse eine Hauptdruckquelle, die einen auf den Kolben wirkenden Hauptdruck erzeugt, um die Stange aus dem Gehäuse vorzufahren, sowie auch noch eine Hilfs druckquelle befindet, die eine auf den Kolben wirkenden Hilfsdruck erzeugt, um die Stange in das Gehäuse zurückzudrücken, wobei der Hauptdruck größer ist als der Hilfs druck und die prozentuale Änderung des Hilfsdrucks mit der Temperatur größer ist als die prozentuale Änderung des Hauptdrucks mit der Temperatur. The temperature-compensated gas spring according to DE 33 24 214 A1 works in a similar manner. The gas spring comprises a closed housing with a displaceable Rod that protrudes out of the housing interior through one end of the housing, and with a piston attached to the rod in the housing, wherein in a main pressure source to the housing, which is a main pressure acting on the piston generated to advance the rod out of the housing, as well as an auxiliary is pressure source, which generates an auxiliary pressure acting on the piston to the Push the rod back into the housing, the main pressure being greater than the auxiliary pressure and the percentage change in the auxiliary pressure with the temperature is greater than the percentage change of the main pressure with the temperature.

Ein weiterer Denkansatz für eine Temperaturkompensation ist darin zu sehen, daß eine Strömungsverbindung innerhalb des Aggregats temperaturabhängig gesteuert wird, um ggf. die Drosselwirkung der Strömungsverbindung zu beeinflussen. In diesem Zusam menhang ist die DE 694 01 158 T2 zu nennen, die eine Gasfeder offenbart, die Strö mungsverbindung zwischen den Arbeitsräumen der Gasfeder aufweist, in der ein Ventil angeordnet ist, das von einer Bimetallfeder angesteuert wird. Je nach Betriebstempera tur übt die Bimetallfeder eine größere oder kleinere Schließkraft auf das Ventil aus.Another approach to temperature compensation is the fact that a Flow connection within the unit is controlled depending on the temperature if necessary to influence the throttling effect of the flow connection. In this together menhang is to be called DE 694 01 158 T2, which discloses a gas spring, the Strö Mung connection between the working spaces of the gas spring, in which a valve is arranged, which is controlled by a bimetallic spring. Depending on the operating temperature The bimetallic spring exerts a larger or smaller closing force on the valve.

Ähnlich wirkt ein Kraftspeicher mit einer Dämpfungseinrichtung, wie er in der DE 25 26 437 beschrieben wird. Der Kraftspeicher in bevorzugter Anwendung für einen Tür schließer umfaßt ein mit einer Kolbenstange versehenen Kolben, der einen von einer Feder beaufschlagten Zylinderraum in zwei Arbeitsräume unterteilt und zwischen den Arbeitsräumen eine Dämpfeinrichtung angeordnet ist, die mindestens eine temperatur abhängig veränderbares, aus Drosselbohrungen und Ventilkörper mit einer Verstellein richtung bestehendes Drosselventil aufweist, wobei die auf den Ventilkörper wirkende Verstelleinrichtung durch mehrere bei verschiedenen Temperaturen ansprechende Ver stellelemente gebildet wird.A force accumulator with a damping device, as described in DE 25 26 437, has a similar effect is described. The energy store in a preferred application for a door closer comprises a piston provided with a piston rod which is one of a The spring-loaded cylinder space is divided into two working spaces and between them Working rooms a steaming device is arranged, the at least one temperature depending changeable, from throttle bores and valve body with one adjuster Direction existing throttle valve, which acting on the valve body Adjustment device by several responsive at different temperatures adjusting elements is formed.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine weitere konstruktiv einfache unter Ver zicht von Fremdenergie arbeitende Temperaturkompensation für einen Behälter mit ei ner Gasfüllung bereitzustellen.The object of the present invention is a further structurally simple under Ver Non-external temperature compensation for a container with egg to provide a gas filling.

Erfindungsgemaß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der Behälter in einem Bereich, der mit der Gasfüllung in Kontakt steht, einen Werkstoff aufweist, der in Abhängigkeit der Betriebstemperatur mehr oder weniger Gas der Gasfüllung in sich aufnimmt. Durch die Gasaufnahme bzw. Abgabe des Werkstoffes aus der Gasfüllung und zurück in die selbe kann die temperaturbedingte Volumenausdehnung und die damit verbundene Druckerhöhung im Behälter wirksam kompensiert werden. Der Aufwand im Vergleich zum Stand der Technik ist sehr gering, da aufwendige Zusatzeinrichtungen wie Heizan lagen o. ä. überflüssig sind.According to the invention the object is achieved in that the container in an area that is in contact with the gas filling, has a material that is dependent the operating temperature absorbs more or less gas from the gas filling. By the gas absorption or delivery of the material from the gas filling and back into the The temperature-related volume expansion and the associated can do the same Pressure increase in the container can be effectively compensated. The effort in comparison to the state of the art is very low, since complex additional devices such as Heizan layers or the like are superfluous.

Sofern der Werkstoff in fester Form verwendet ist, ist vorgesehen, daß der Werkstoff als eine Beschichtung einer Behälterwandung ausgeführt ist. If the material is used in solid form, it is provided that the material as a coating of a container wall is carried out.

Für den Fall, daß der Werkstoff mit anderen Inhaltsstoffen oder Bauteilen des Behälters nicht in Kontakt treten soll, weist der Behälter eine Trenneinrichtung auf, die die Gasfül lung von anderen Kammern des Behälters separiert, wobei der Werkstoff innerhalb der durch die Trenneinrichtung bestimmten Kammer für die Gasfüllung angeordnet ist.In the event that the material with other ingredients or components of the container should not come into contact, the container has a separation device that the gas filling tion separated from other chambers of the container, the material within the through the separator determined chamber for gas filling is arranged.

Insbesondere dann, wenn der Behälter mehrerer Kammern aufweist, wobei mindestens zwei Kammern durch die Trenneinrichtung separiert werden und eine Kammer ein Druckgas aufweist, dann beinhaltet eine andere Kammer ein weiteres Druckgas zusam men mit dem Werkstoff. Das eine Gasvolumen übernimmt die Funktion, wie es bisher eingesetzt wurde. Der Inhalt der anderen Kammer übernimmt die Funktion der Tempe raturkompensation. Man hat praktisch zwei getrennte Gasfüllungen, von denen eine in den besagten Werkstoff eindiffundiert.In particular if the container has several chambers, at least two chambers are separated by the separator and one chamber Compressed gas, then another chamber contains another compressed gas men with the material. One gas volume takes over the function as it did previously was used. The contents of the other chamber take on the function of the tempe temperature compensation. You practically have two separate gas fillings, one in diffuses said material.

Gemäß einem vorteilhaften Unteranspruch ist der Behälter als ein Zylinder einer Gasfe der ausgeführt, mit einer axial beweglichen Kolbenstange und einem Kolben, der den Zylinder in zwei Arbeitsräume unterteilt, wobei die Gasfüllung in dem Zylinder und Druck steht und eine Kraft auf die Kolbenstange ausübt.According to an advantageous subclaim, the container is a cylinder of a gasfe which runs with an axially movable piston rod and a piston which the Cylinder divided into two working spaces, the gas filling in the cylinder and Pressure is on and exerts a force on the piston rod.

Anhand der folgenden Figurenbeschreibung soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigt:The invention will be explained in more detail with the aid of the following description of the figures. It shows:

Fig. 1 Behälter in der Anwendung einer Gasfeder, Fig. 1 containers in the application of a gas spring,

Fig. 2 Gasfeder mit einer Trenneinrichtung. Fig. 2 gas spring with a separator.

Die Fig. 1 zeigt sehr stark vereinfacht eine Gasfeder 1, die einen Behälter 3 in der Bauform eines Druckrohres aufweist. In dem Behälter 3 ist eine Kolbenstange 5 mit ei nem Kolben 7 axial verschieblich gelagert, wobei der Kolben 7 den Behälter in zwei Ar beitsräume 9; 11 unterteilt. Die beiden Arbeitsräume sind über eine Strömungsverbin dung 13 miteinander verbunden, so daß ein Austausch einer Gasfüllung innerhalb der Arbeitsräume stattfinden kann. Für die Gasfüllung wird u. a. Stickstoff eingesetzt. Fig. 1 is highly simplified, a gas spring 1, comprising a container 3 in the design of a pressure tube. In the container 3 , a piston rod 5 with egg nem piston 7 is axially displaceably mounted, the piston 7, the container in two Ar beitszimmer 9 ; 11 divided. The two workrooms are connected via a flow connection 13 so that an exchange of a gas filling can take place within the workrooms. Nitrogen is used for the gas filling.

In einem der Arbeitsräume 9; 11 ist ein Werkstoff 15 angeordnet, der die Eigenschaft besitzt, in Abhängigkeit der Betriebstemperatur der Gasfüllung eine mehr oder weniger große Masse des Gases aufzunehmen, ohne daß der Werkstoff selbst sein Volumen än dert. Folglich bleibt der Druck im Behälter über einen größeren Temperaturbereich im wesentlichen konstant. Damit bleibt auch die Ausschubkraft der Gasfeder konstant.In one of the work rooms 9 ; 11 , a material 15 is arranged, which has the property of receiving a more or less large mass of the gas depending on the operating temperature of the gas filling, without the material itself changing its volume. As a result, the pressure in the container remains essentially constant over a larger temperature range. The extension force of the gas spring also remains constant.

Die Fig. 2 zeigt ein Kolben-Zylinderaggregat, wie es prinzipiell bei einer Gasfeder oder einem Schwingungsdämpfer vorliegt. Die Arbeitsräume sind in der Regel mit einem flüs sigen Medium, beispielsweise einem Öl, gefüllt. In einem durch eine Trenneinrich tung 17 separierten Bereich des Behälters 3 ist eine Kammer 19 ausgeführt, die die Gas füllung und den die Gasmasse temperaturabhängig aufnehmenden Werkstoff enthält. Bei einem Schwingungsdämpfer oder einer blockierbaren Gasfeder darf kein Material in die Ventile eindringen. Bei dieser abgetrennten Anordnung des Werkstoffs 15 ist diese Gefahr nicht gegeben. Grundsätzlich ist vorgesehen, daß der Werkstoff auch als Be schichtung auf dem Behälter ausgeführt ist, um eine unkontrollierte Verlagerung des Werkstoffs im Behälter zu unterbinden. Fig. 2 shows a piston-cylinder unit, as it is in principle with a gas spring or a vibration damper. The workrooms are usually filled with a liquid medium, such as an oil. In a separated by a Trenneinrich device 17 area of the container 3 , a chamber 19 is executed which contains the gas filling and the temperature-dependent material containing the gas mass. With a vibration damper or a lockable gas spring, no material may penetrate the valves. With this separated arrangement of the material 15 , this danger does not exist. Basically it is provided that the material is also designed as a coating on the container to prevent uncontrolled displacement of the material in the container.

Bei einer Gasfeder kann in den Arbeitsräumen 9; 11 beispielsweise Stickstoff für die Gasfüllung eingesetzt werden. In dem abgetrennten Raum 19 ist ein anderes Gas, bei spielsweise ein Edelgas, eingeschlossen, das in den Werkstoff eindiffundieren kann. Mit einer kleineren Menge Edelgas wird praktisch eine Zusatzfeder innerhalb der Gasfeder erzeugt, deren Wirkung sich mit der Gasfeder mit der Stickstoffgasfüllung überlagert und damit eine Temperaturkompensation bewirkt.In the case of a gas spring, 9 ; 11 nitrogen can be used for gas filling, for example. Another gas, for example a noble gas, is enclosed in the separated space 19 and can diffuse into the material. With a smaller amount of noble gas, an additional spring is practically generated within the gas spring, the effect of which overlaps with the gas spring with the nitrogen gas filling and thus brings about temperature compensation.

Claims

1. Container with a gas filling, wherein the gas filling exerts an operating pressure on a transmission element and the gas filling is subject to changing operating temperatures, characterized in that the container ( 3 ) has a material ( 15 ) in an area that is in contact with the gas filling , which absorbs more or less gas from the gas filling depending on the operating temperature.

2. Container according to claim 1, characterized in that the material ( 15 ) is designed as a coating of a container wall.

3. A container according to claim 1, characterized in that the container ( 3 ) has a separating device ( 17 ) which separates the gas filling from other chambers ( 9 , 11 , 19 ) of the container ( 3 ), the material ( 15 ) within the through the separating device ( 17 ) certain chamber ( 19 ) is arranged for the gas filling.

4. A container according to claim 3, characterized in that the container ( 3 ) has a plurality of chambers ( 9 , 11 , 19 ), at least two chambers ( 9 ; 19 ) being separated by the separating device ( 17 ), one chamber ( 9 , 11 ) has a compressed gas and another chamber ( 19 ) has a further compressed gas together with the material ( 15 ).

5. Container according to one of claims 1 to 4, characterized in that the container ( 3 ) is designed as a cylinder of a gas spring, with an axially movable piston rod ( 5 ) and a piston ( 7 ) which the cylinder in two working spaces ( 9 , 11 ) divided, the gas filling in the cylinder is under pressure and exerts a force on the piston rod ( 5 ).