Federqelenk mit Parametervorqabe

Die Erfindung betrifft ein Federgelenk, das eine äußere Mantelhülse und einen in der Mantelhülse geführten Mit¬ nehmer aufweist, der im Bereich seiner Enden aus der Man¬ telhülse herausragt und der relativ zur Mantelhülse von mindestens einer Feder verspannbar ist sowie bei dem ein Endstück der Feder derart im Bereich einer Aufnahme ab¬ legbar ist, daß eine Kraftwirkung zwischen der Feder so¬ wie der Mantelhülse und dem Mitnehmer lediglich für einen Teilbereich eines Drehweges des Mitnehmers relativ zur Mantelhülse realisiert ist.

Derartige Federgelenke werden beispielsweise im deutschen Gebrauchsmuster G 93 00 903.8 sowie in der internationa¬ len Patentanmeldung PCT/WO 94 17271 beschrieben.

Diese Federgelenke ermöglichen bereits einen Einsatz bei einer Vielzahl von Verwendungsmöglichkeiten, es können jedoch noch nicht alle Anforderungen an eine Adaptierbar- keit an unterschiedliche konkrete Anwendungsanforderungen bei gleichzeitiger Gewährleistung einer möglichst ein- heitlichen Bauform erfüllt werden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Fe¬ dergelenk der einleitend genannten Art derart zu konstru¬ ieren, daß eine verbesserte Adaptionsfähigkeit realisiert ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mindestens ein Parameter zur Vorgabe der Federkraftent¬ faltung einstellbar ist.

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Durch die Ermöglichung dieser Parametervorgabe ist es in weiten Grenzen möglich, Veränderungen der Programmierbar- keit des Federgelenkes vorzunehmen. Es ist hierdurch mög¬ lich, ein Standardelement in hohen Stückzahlen und somit preiswert zu produzieren. Dieses Standardelement kann dann jeweils an die vorgesehene Anwendung angepaßt wer¬ den.

Zur Vorgabe einer Größe einer anfänglichen Kraftentfal- tung wird vorgeschlagen, daß eine Vorspannung der Feder einstellbar ist.

Eine gerätetechnische Realisierung kann dadurch erfolgen, daß zur Einstellung der Vorspannung der Feder ein Vor- spannelement vorgesehen ist, das mit seinem Gewinde in ein Gewinde der Mitnehmerhülse eingreift.

Zur Beeinflussung einer Länge des Arbeitsweges wird vor¬ geschlagen, daß die örtliche Lokalisierung der als Ver- tiefung ausgebildeten Aufnahme veränderbar ist.

Eine einfache gerätetechnische Realisierung wird dadurch bereitgestellt, daß der Ort der Vertiefung durch ein re¬ lativ zur Mantelhülse verdrehbares Programmelement vor- gebbar ist.

Eine weitere Variante zur Festlegung des Arbeitsweges be¬ steht darin, daß mindestens eine Flanke der Vertiefung verstellbar ist.

Eine kompakte Ausführungsform wird dadurch unterstützt, daß das Programmelement mit einem Gewinde in ein Gewinde der Mitnehmerhülse eingreift.

Eine weitere Erhöhung der Freiheitsgrade wird dadurch er¬ möglicht, daß eine benachbart zur Mantelbülse angeordnete

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Mitnehmerhülse in ein fest mit dem Mitnehmer verbundenes Kopfteil und ein der Mantelhülse zugewandt angeordnetes Freilaufteil unterteilt ist.

Zur Ermöglichung eines Arbeitsweges ohne Kraftbeaufschla¬ gung wird vorgeschlagen, daß im Bereich des Freilaufteils eine Freilaufausnehmung ausgebildet ist.

Eine Einleitung der Vorspannungskraft in den Mitnehmer kann dadurch erfolgen, daß im Bereich eines Anschlagträ¬ gers ein Federanschlag zur Vorspannung der Feder angeord¬ net ist und daß der Anschlagträger relativ zur Mantel¬ hülse verstellbar ist.

Eine weitere Beeinflussung der Bewegungecharakteristik kann dadurch erfolgen, daß der Mitnehmer von einem Dämp¬ fungselement beaufschlagt ist.

Bei einer Abschwächung von Rotationsbewegungen erfolgt eine einfache Realisierung dadurch, daß ein Dämpfungsele¬ ment zur Dämpfung von Rotationsbewegungen vorgesehen ist, das innerhalb einer Dämpfungskammer eine Festwand sowie eine rotationsfähige Klappe aufweiεt und daß mindestens im Bereich der Festwand oder der Klappe mindestens eine Durchgangsausnehmung angeordnet ist.

Bei einer Dämpfung von Längsbewegungen ist es möglich, daß das Dämpfungselement aus einer in einem Zylinder ge¬ führten Kolbenplatte auegebildet ist und daß die Kolben- platte mit mindestens einer Durchgangsausnehmung versehen ist.

Zur Bereitstellung unterschiedlicher Dämpfungseigenschaf¬ ten in unterschiedlichen Bewegungsrichtungen wird vorge- schlagen, daß im Bereich der Durchgangsausnehmung ein Rückschlagventil angeordnet ist.

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Eine Unterstützung einer Endpositionsfestlegung kann da¬ durch erfolgen, daß zur Festlegung einer Endposition im Bereich der Mitnehmerhülse eine Arretierkerbe angeordnet ist.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1: eine teilweise geschnittene Prinzipskizze zur Ausbildung des einstellbaren Federgelenkes,

Fig. 2: eine vereinfachte Darstellung zur Veranschauli¬ chung der Funktionsweise,

Fig. 3: eine Seitenansicht eines Federgelenkes mit äuße¬ rem Verstellring,

Fig. 4: eine teilweise Darstellung deε Federgelenkes im Bereich von nachgiebigen Ausweichelementen,

Fig. 5: eine Ansicht einer geteilten Mantelhülse mit ein¬ gezeichnetem Freilauf sowie mit Arretierungskerbe,

Fig. 6: eine teilweise Darstellung eines Querschnitteε zur Veranεchaulichung einer Einstellung der Federvorspan¬ nung,

Fig. 7: eine Prinzipskizze zur Realisierung einer Dämp- fung bei rotierendem Dämpfungselement,

Fig. 8: eine Prinzipskizze zur Realisierung einer Dämp¬ fung bei einem kolbenartigen Dämpfungselement,

Fig. 9: eine weitere Skizze zur Veranschaulichung von Einstellmöglichkeiten,

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Fig. 10: eine vereinfachte Darstellung eines Querschnit¬ tes zur Veranschaulichung der Verwendung einer Rollen¬ buchse im Bereich eines Federendes zur Reibungsverminde- rung,

Fig. 11: eine Skizze zur Veranschaulichung einer Rastpo¬ sition,

Fig. 12: eine Skizze zur Veranschaulichung einer Dämp¬ fungsrealisierung mit Hilfe aufeinander geführter elasti¬ scher Elemente,

Fig. 13: eine Skizze zur Veranschaulichung der Führung einer federnd gelagerten Rolle entlang eines Führungspro¬ fils zur Realisierung einer Dämpfung,

Fig. 14: eine Prinzipdarstellung eines Federgelenkes mit zweistufigem Freilauf sowie zweistufiger Ablage,

Fig. 15: eine Prinzipskizze zur Veranschaulichung einer Nachführung der Federvorspannung,

Fig. 16: ein Prinzipschaubild zur Veranschaulichung einer aufeinanderfolgenden Federkraftentfaltung in entgegenge¬ setzten Wirkrichtungen,

Fig. 17: ein Prinzipschaubild zur Veranschaulichung eines kurvengesteuerten Federspannungsweges,

Fig. 18: ein Prinzipschaubild zur Veranschaulichung eines weiteren Dämpfers,

Fig. 19: eine Skizze zur Veranschaulichung einer mehrstu- figen Ausbildung bei Verwendung von longitudinalen Druck¬ federn,

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Fig. 20: eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines Federgelenkes mit Nachführung der Vorspannung,

Fig. 21: eine teilweise Darstellung eines Querschnittes durch eine Kulissenführung,

Fig. 22: eine teilweise Darstellung einer Draufsicht auf eine Kulissenführung,

Fig. 23: eine Skizze zur Veranschaulichung des Einsatzes eines Kopplungselementes, das ein Ende der Feder haltert,

Fig. 24: eine Skizze zur Veranschaulichung der Verwendung eines weiteren Kopplungselementes,

Fig. 25: eine Skizze zur Veranschaulichung der Verwendung von bandartigen elastischen Materialien als Feder,

Fig. 26: eine Skizze zur Veranschaulichung einer zum Drehgelenk räumlich versetzten Anordnung des Federspei¬ chers,

Fig. 27: eine weitere Variante zur Verwendung eines Kopp- lungselementes, das ein Ende der Feder aufnimmt,

Fig. 28: einen weiteren Querschnitt durch ein Federgelenk und

Fig. 29: eine vereinfachte Seitenansicht zur Veranschau¬ lichung der Anordnung von Festlegungselementen.

Fig. 1 veranschaulicht ein Federgelenk 1, bei dem eine äußere Mantelhülse 2 vorgesehen ist, durch die ein Mit- nehmer 3 hindurchgeführt ist. Die Mantelhülse 2 ist in eine Mitnehmerhülse 4 und eine Bezugshülse 5 unterteilt.

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Die Mitnehmerhülse 4 ist unbeweglich mit dem Mitnehmer 3 verbunden, beispielsweise durch einen Verbindungsbolzen 6. Der Mitnehmer 3 ist relativ zur Bezugshülse 5 drehbe¬ weglich. Die Bezugshülse 5 kann beispielsweise fest mit einem Chassis eines Fahrzeuges oder einem Rahmen eines Fensters oder einer Tür verbunden sein. Ebenfalls sind feste Anordnungen im Bereich von Gerätegehäusen möglich. Der Mitnehmer 3 wird bei Anwendungen im Bereich der Fahr¬ zeugtechnik beispielsweise mit einer Ladeklappe oder ei- ner Tür verbunden. Bei Anwendungen im Bereich der Gebäu¬ detechnik ist eine Verbindung mit Fenstern oder Türen vorgesehen, ebenfalls ist eine Verbindung mit Gerätetüren oder Klappen möglich. Alternativ ist es ebenfalls denk¬ bar, den Mitnehmer 3 starr mit einem Grundelement zu ver- binden und das bewegliche Teil an die Bezugshülse 5 anzu¬ koppeln.

Innerhalb der Bezugshülse 5 ist eine Druckfeder 7 ange¬ ordnet. Die Druckfeder 7 ist dabei um den Mitnehmer 3 herumgeführt. Eines der Enden der Druckfeder 7 ist von einer Ausnehmung 8 in einem Vorspannelement 9 aufgenom¬ men. Das Vorspannelement 9 kann beispielsweise als ein mit einem Außengewinde versehener Bolzen ausgebildet sein, der in einem Innengewinde der Bezugshülse 5 geführt ist. Der Bolzen weist zusätzlich eine Durchgangsausneh¬ mung für den Mitnehmer 3 auf. Am Vorspannelement 9 kann außenseitig beispielsweise ein Sechskant zur Ermöglichung eines Verdrehens mit einem Schraubenschlüεsel angeordnet sein.

Zur Arretierung des Vorspannelementes 9 relativ zur Be¬ zugshülse 5 ist eine Arretierschraube 10 vorgesehen, die drehbeweglich innerhalb der Bezugshülse 5 geführt ist und die Bezugshülse 5 relativ zum Vorspannelement 9 ver- spannt. Die Arretierschraube 10 ist dabei mit ihrer Längsachse quer zu einer Gelenklängsachse 11 angeordnet.

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Auf der Bezugshülse 5 ist ein Programmelement 12 geführt, das beispielsweise buchsenförmig ausgebildet sein kann. Das Programmelement 12 ist relativ zur Bezugshülse 5 drehbar und kann von einer Arretierschraube 13 relativ zur Bezugshülse 5 verspannt werden. Relativ zur Bezugs¬ hülse 5 ist ebenfalls ein Anschlagträger 14 verstellbar, der einen Federanschlag 15 haltert und von einer Arre¬ tierschraube 16 relativ zur Bezugshülse 5 fixierbar ist.

Das Programmelement 12 weist eine Vertiefung 17 zur Auf¬ nahme eines dem Vorspannelement 9 abgewandten Endes der Druckfeder 7 auf.

Die Mitnehmerhülse 4 weist eine der Bezugshülse 5 zuge¬ wandt angeordnete Freilaufausnehmung 19 auf. Die Mitneh¬ merhülse 4 besteht aus einem Kopfteil 20 und einem Frei¬ laufteil 21. Das Freilaufteil 21 trägt die Freilaufaus- nehmung 19. Das Freilaufteil 21 ist relativ zum Kopfteil 20 verstellbar. Hierdurch kann die Positionierung der Freilaufausnehmung 19 vorgegeben werden. Zur Fixierung des Freilaufteiles 21 relativ zum Kopfteil 20 in einer vorgegebenen Positionierung iεt eine Arretierschraube 22 vorgesehen, die sich im wesentlichen senkrecht zur Ge- lenklängsachse 11 erstreckt.

Der Mitnehmer 3 kann im Bereich der Mitnehmerhülse 4 von einer Buchse 23 geführt sein. Eine Verspannung des Mit¬ nehmers 3 erfolgt mit Hilfe eines Spannungselementes 24, beispielsweise einer auf einem Außengewinde des bolzen- förmigen Mitnehmers 3 geführten Mutter. Abgewandt zum Spannungselement 24 ist ein Abnahmeelement 25 mit dem Mitnehmer 3 verbunden, um einen Anschluß des zu bewegen¬ den Elementes zu ermöglichen.

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Fig. 2 zeigt einen vereinfachten Querschnitt gemäß der Darstellung in Fig. 1. Insbesondere sind gegenüber der auseinandergezogenen Darstellung der Mantelhülse 2 und der Mitnehmerhülse 4 in Fig. 2 diese Bauteile gegeneinan- der geführt. Es ist ebenfalls erkennbar, daß der Federan¬ schlag 15 derart außenseitig relativ zur Mantelhülse 2 angeordnet ist, daß ein Verdrehen der Mitnehmerhülse 4 relativ zur Mantelhülse 2 möglich ist.

Das Federende 18 ist bei der dargestellten Positionierung innerhalb der Freilaufausnehmung 19 geführt und die Mit¬ nehmerhülse 4 ist gemäß einer vereinfachten Ausführungs¬ form einteilig und nicht in ein Kopfteil 20 und ein Frei¬ laufteil 21 unterteilt ausgebildet. Darüberhinaus sind zwei Spannungselemente 24 vorgesehen, um durch ein Ver¬ spannen der Verspannungselemente 24 relativ zueinander eine Fixierung vornehmen zu können.

Fig. 3 zeigt eine vereinfachte Seitenansicht der Vorrich- tung gemäß Fig. 1. Insbesondere ist erkennbar, daß der Anschlagträger 14 mit Ausnehmungen 26 versehen ist, durch die die Arretierschraube 13 hindurchführbar ist. Nach ei¬ nem Lösen der Arretierschraube 13 kann hierdurch der An- schlagträger 14 verdreht werden und nach einem Hindurch- führen der Arretierschraube 13 durch eine andere der Aus¬ nehmungen 26 kann eine erneute Fixierung vorgenommen wer¬ den. Es ist somit möglich, lediglich eine Bohrung inner¬ halb des Programmierelementes 12 zur Aufnahme der Arre¬ tierschraube 13 vorzusehen. Grundsätzlich ist es aber ebenfalls denkbar, auf eine derartige Bohrung zu verzich¬ ten und lediglich eine Verεpannung des Anschlagträgers 14 relativ zum Programmierelement 12 durch die Arretier¬ schraube 13 vorzunehmen. Bei einer derartigen Ausfüh- rungsform sind eine Mehrzahl von Ausnehmungen 26 entbehr- lieh.

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Fig. 4 veranschaulicht eine Ausführungsform der Mitneh _¬ merhülse 4, bei der zwischen den Spannungselementen 24 sowie einem der Spannungselemente 24 und dem Kopfteil 20 jeweils elastische Elemente 27 angeordnet sind. Die ela- stischen Elemente 27 stellen eine Nachgiebigkeit der Füh¬ rung der Mitnehmerhülse 4 in Richtung der Gelenklängsach¬ se 11 bereit.

Alternativ zu der in Fig. 3 dargestellten außenseitigen Anordnung des Anschlagträgers 14 ist es ebenfalls mög¬ lich, einen Innenring bereitzustellen, um hierdurch eine glatte äußere zylindrische Kontur des Federgelenkes 1 be¬ reitzustellen. Auch bei dieser Ausführungsform ist eε möglich, durch eine Veränderung der Positionierung des Federanschlages 15 den bereitgestellten Arbeitsweg vorzu¬ geben. Eine weitere Anpassung erfolgt durch das zur Man¬ telhülse 3 verdrehbare Programmierelement 12.

Die elastischen Elemente 27 gemäß Fig. 4 können bei- spielsweiεe alε Federεcheiben oder alε Gummiringe auεge¬ bildet sein. Fig. 5 zeigt eine Ansicht deε Freilaufteilε 21 beziehungsweise der Mitnehmerhülse 4, bei der im Be¬ reich der der Mantelhülse zuwendbaren Begrenzung zusätz¬ lich zur Freilaufausnehmung 19 eine Arretierkerbe 28 an- geordnet ist. Mit Hilfe dieser Arretierkerbe 28 kann die Mitnehmerhülse 4 im Bereich des Federendes 18 einrasten, wenn dieses von der Vertiefung 17 im Bereich des Program¬ mierelementes 12 aufgenommen ist. Alternativ zu einer derartigen Rastmöglichkeit ist es ebenfalls denkbar, bei- spielsweise gegeneinander geführte Scheiben mit Verzah¬ nungen zu verwenden. Ein Aneinandervorbeidrehen der Scheiben wird durch die Beweglichkeit der Mantelhülse 2 in Richtung der Gelenklängsachse 11 aufgrund der elasti¬ schen Elemente 27 ermöglicht.

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Fig. 6 zeigt in einem Querschnitt noch einmal das Ein¬ greifen des Vorspannelementes 9 mit einem Außengewinde in ein Innengewinde der Mantelhülse 2.

Fig. 7 zeigt eine Möglichkeit zur Realisierung einer Dämpfung bei einer Drehbewegung des Federgelenkes 1 In einer Dämpfungskammer 29 ist eine Festwand 30 und eine bewegliche Klappe 31 angeordnet. In der Festwand 30 oder der Klappe 31 ist mindestens eine Durchgangsausnehmung 32 vorgesehen. Die Dämpfungskammer 39 ist mit einer Flüssig¬ keit, beispielsweise mit Hydrauliköl, gefüllt. Bei einer Drehbewegung der Klappe 31 erfolgt eine Verdrängung der Hydraulikflüssigkeit und diese strömt durch die Durch¬ gangsausnehmung 32 hindurch. Die Größe der Dämpfung wird durch die Dimensionierung der Durchgangsausnehmung 32 und durch die Zähigkeit der Flüssigkeit vorgegeben. Die Durchgangsausnehmung 32 kann auch als Abstand zwischen der Klappe 31 und einer Wand der Dämpfungskammer 29 aus¬ gebildet sein.

Eine Variante zur Realisierung einer Dämpfung bei einer Längsbewegung ist in Fig. 8 dargestellt. Hier ist in ei¬ nem Zylinder 32 eine Kolbenplatte 34 geführt, in deren Bereich die Durchgangsausnehmung 32 angeordnet ist. Zur Ermöglichung einer richtungsabhängigen Dämpfung sind im Bereich der Durchgangsausnehmung 32 Rückschlagventile 35 angeordnet. Bei der in Fig. 8 dargestellten Ausführungs¬ form öffnen die federnd gelagerten Rückschlagventile bei einer Bewegung in einer Freilaufrichtung 36 und die in der Dämpfungskammer 39 bevorratete Hydraulikflüssigkeit kann relativ unbehindert durch die Durchgangsausnehmungen 32 hindurchfließen. Bei einer Bewegung entgegen der Frei¬ laufrichtung 36 schließen die Rückschlagventile 35 und die Flüssigkeit kann lediglich durch bereitgestellte Restquerschnitte passieren.

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Die Restquerschnitte können beispielsweise im Bereich se¬ parater Durchgangsausnehmungen 32 bereitgestellt sein, oder durch entsprechende Restquerschnitte im Bereich der Rückschlagventile 35 oder durch Randabstände realisiert werden. Durch die Verwendung derartiger Rückschlagventile 35 ist es beispielsweise möglich, bei einer Öffnungsbewe- gung einer Tür lediglich eine minimale Dämpfung bereitzu¬ stellen und die Dämpfung nur bei einer Schließbewegung wirksam werden zu lassen. Ebenfalls ist es beispielsweise durch eine geeignete Anordnung der Dämpfungskammer 39 möglich, die Dämpfungskräfte nur in einem vorgegebenen Bereich der Schließbewegung zu entfalten. Dies kann bei- spielsweise kurz vor einem vollständigen Schließen des zu dämpfenden Elementes sein, um ein Anschlagen, beispiels- weise einer Tür in einem Rahmen, abzuschwächen.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 4 ist die Kolbenplatte 34 mit einer Kolbenstange 38 verbunden, die im Bereich einer Dichtung 39 aus der Dämpfungεkammer 29 herausge- führt ist. Eine weitere Variante zur Bereitstellung eines Restquerschnittes besteht bei der Ausführungsform gemäß Fig. 8 darin, als Verbindungselement zwischen einem Ven¬ tilkegel 40 des Rückεchlagventils 35 und der Feder 37 ein Rohr 41 zu verwenden, durch das die Flüsεigkeit hindurch- strömen kann.

Fig. 9 zeigt eine weitere Ausführungsform des Federgelen¬ kes 1. Das Vorspannelement 9 ist hier als Außenring aus¬ gebildet und der Mitnehmer 3 ist im Bereich seiner Ein- führung in die Mantelhülse 2 von einer Führungsbuchse 42 gelagert. Ebenfalls ist im Bereich des Kopfteiles 20 eine Führungsbuchse 43 angeordnet.

Die Freilaufausnehmung 29 ist sowohl in einer zur Posi- tionierung des Freilaufteils 21 korrespondierenden Orien¬ tierung alε auch in einer Alternativorientierung darge-

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stellt, die sich bei einem Verdrehen des Freilaufteils 21 ergeben würde. Im Bereich des Programmelementes 12 ist im Bereich einer der Flanken der Vertiefung ein Steuerungs¬ element 44 für einen Federkopf oder ein Kraftelement an- geordnet.

Die Kraftabnahme kann wahlweise am Mitnehmer 3 oder an der Mitnehmerhülse 4 erfolgen, die im Bereich des Kopf¬ teiles 20 durch den Verbindungsbolzen 6 mit dem Mitnehmer 3 starr verbunden ist.

Gemäß der Ausführungsform in Fig. 10 ist vorgesehen, auf das Federende 18 eine Rollbuchse 45 aufzuεetzen. Hier¬ durch kann der Widerεtand bei einer Bewegung des Federen- des 18 im Bereich von Flanken der Freilaufausnehmung 19 oder der Vertiefung 17 vermindert werden. Ebenfalls ist die Arretierkerbe 28 eingezeichnet. Fig. 11 zeigt eben¬ falls noch einmal in einer anderen Darstellung die Anord¬ nung der Arretierkerbe 28.

Eine weitere Möglichkeit zur Realisierung einer Dämpfung zeigt Fig. 12. Eine feststehende Scheibe 46 und eine ro¬ tationsfähige Scheibe 47 sind parallel zueinander ange¬ ordnet. Die Scheibe 46 ist mit einem Dämpfungεelement 48 und die Scheibe 47 mit einem Dämpfungselement 49 verse¬ hen. Die drehbare Scheibe 47 ist von einer Welle 50 ge¬ führt, die durch ein Festlager 51 hindurchragt. Relativ zum Festlager 51 ist die Scheibe 47 von einer Druckfeder 52 beaufschlagt, die die Scheibe 47 gegen die Scheibe 46 drückt. Durch die geometrische Anordnung der Dämpfungse¬ lemente 48, 49 ist es möglich, einen Bewegungsbereich vorzusehen, bei dem keine Dämpfung stattfindet. Gelangen die Dämpfungselemente 48, 49 in einen Berührungsbereich, so erfolgt eine Dämpfung. Die erforderliche Nachgiebig- keit wird durch die Druckfeder 52 bereitgestellt.

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Alternativ zu der Verwendung von Dämpfungselementen 48, 49 ist es auch möglich, federnd gelagerte Rollen zu ver¬ wenden, die entlang von Profilen bewegt werden.

Als Beispiel ist in Fig. 13 ein Profil 53 eingezeichnet, entlang dem eine Rolle 54 bewegbar ist. Die Rolle ist von einer Druckfeder 52 beaufschlagt.

Das beschriebene Federgelenk 1 kann modulartig in belie- biger Anzahl hintereinander angeordnet werden. Hierdurch können entweder größere Kraftentfaltungen durch Addition der Federkräfte oder kompliziertere Federgesamtcharakte¬ ristiken durch Überlagerung einer Mehrzahl an Freiläufen und Programmwegen erzielt werden.

Ein Funktionsablauf bei dem in Fig. 1 dargestellten Fe¬ dergelenk 1 kann beispielsweise derart erfolgen, daß bei einer Verdrehung des Abnahmeelementes 25 die Drehbewegung auf das Freilaufteil 21 übertragen wird und zunächst die Freilaufausnehmung 19 entlang deε Federendes 18 geführt wird. Nach einem Erreichen der Begrenzungsflanke der Freilaufausnehmung 19 beaufschlagt das Federende 18 das Freilaufteil 21 und hierdurch wird die Kraft der Druckfe¬ der 7 wirksam. Die Kraft wird solange auf den Mitnehmer 1 übertragen, bis daε Federende 18 die Vertiefung 17 er¬ reicht. Nach der Ablage deε Federendeε 18 in der Vertie¬ fung 17 ist die weitere Bewegung wieder kraftlos. Eine definierte Endposition für die Bewegung kann beispiels¬ weise durch ein Einrasten der Arretierkerbe 28 im Bereich des in der Vertiefung 17 abgelegten Federendes 18 erfol¬ gen.

Darüberhinaus ist es auch möglich, daß das Federgelenk 1 mit einer Druckfeder 7, die verspannbar ist, zwei Bewe- gungen ausführen kann. Ebenfalls ist es möglich, mit min¬ destens einem Federgelenk 1, das vorspannbar, program-

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mierbar, arretierbar und dämpfbar ist, mehrere Arbeits¬ stufen in einer Bewegungsrichtung bereitzustellen.

In einer Bewegungsrichtung kann mit mindestens einem Fe- dergelenk 1 auch eine Kraftentfaltung bei einer entgegen¬ gesetzten Bewegung erfolgen.

Durch entsprechende Anpassungen ist es auch möglich, die Federkonstante der Druckfeder 7 beispielsweise derart vorzugeben, daß entweder die Kraftentfaltung während des Arbeitsweges konstant ist oder daß beispielsweise auch eine Zunahme oder eine Abnahme der Kraftentfaltung ent¬ lang des Arbeitsweges eingestellt ist.

Alternativ zu den beispielsweise beschriebenen Anwendun¬ gen bei relativ zueinander verdrehbaren Teilen ist eine Anwendungsmöglichkeit ebenfalls bei kolbenartig ineinan¬ der geführten Teilen zur Vorgabe von Längsbewegungen mög¬ lich.

Fig. 14 zeigt eine Ausführungsform, bei der ein mehrstu¬ figer Freilauf vorgesehen ist. Die Freilaufausnehmung 19 weist hierzu eine erste Freilaufstufe 55 sowie eine zweite Freilaufstufe 56 auf. Ebenfalls iεt im Bereich des Programmelementes 12 zusätzlich zur Vertiefung eine erste Programmstufe 57 angeordnet.

Bei dieser Ausführungsform sind ebenfalls die bereits be¬ schriebenen Möglichkeiten zur Realisierung von diversen Einstellungen anwendbar. Insbesondere ist es mit dieser Ausführungsform möglich, mit einer Druckfeder 7 eine Mehrzahl von Stufen zu realisieren. Entlang eines be¬ stimmten Teiles des Weges wird hierdurch der erste Frei¬ lauf wirksam, danach erfolgt ein Eingreifen des Federen- des 18 im Bereich der Begrenzungsflanke der ersten Frei¬ laufstufe 55, so daß die Druckfeder 7 wirksam wird. Nach

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einer Ablage im Bereich der ersten Programiristufe 57 wird die zweite Freilaufstufe 56 wirksam, bis ein Anliegen des Federendes 18 an der Begrenzungsflanke der zweiten Frei¬ laufstufe 56 erfolgt. Die Druckfeder 7 ist danach wieder wirksam, biε eine endgültige Überführung in die Vertie¬ fung 17 erfolgt. Die hier beschriebene Zweistufigkeit läßt sich unter Berücksichtigung des vorhandenen Baurau¬ mes nahezu beliebig ausdehnen.

In Fig. 15 wird eine Möglichkeit zur Nachstellung der Fe¬ dervorspannung in Abhängigkeit von einer jeweiligen Dreh¬ positionierung des Mitnehmers 3 beschrieben. Es ist hier¬ zu eine Kulisse 58 vorgesehen, die als Rutsch- oder Schiebekulisse ausgebildet sein kann. Die Kulisse 58 weist Steuerschlitze 59 für die Entspannung auf. Im Be¬ reich der Steuerschlitze 59 wird ein Führungsbolzen 60 angeordnet. Der Führungsbolzen 60 ist mit einem kraftauf¬ nehmenden Drehteil verbunden. Im Bereich der Mantelhülse 2 ist eine Einrastungskerbe 61 vorgesehen. Daε Federende 18 liegt am Federanschlag 15 an.

Wird die mit der Freilaufausnehmung 19 versehene Mitneh¬ merhülse 4 verdreht, so verstellt der Führungsbolzen 60 die Kulisse 58. Hierdurch wird ein dem Federende 18 abge- wandtes weiteres Ende der Druckfeder 7 innerhalb eineε Steuerschlitzes 62 geführt und verändert die Vorspannung der Druckfeder 7. Beispielsweise ist es durch eine ent¬ sprechende Nachstellung möglich, den Federdruck konstant zu halten.

Fig. 16 zeigt eine Ausführungsform, bei der eine Kraft¬ entfaltung der Druckfeder 7 in zwei Richtungen möglich ist. Die Mantelhülse 2 ist hierzu mit einem zweiten Pro- grammelement 63 versehen. Ebenfalls ist ein zweiter An- schlagträger 64 sowie ein zweiter Federanschlag 65 vorge¬ sehen. Mit dem Mitnehmer 3 ist ebenfalls eine der ersten

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Mitnehmerhülse 4 abgewandte zweite Mitnehmerhülse 66 ver¬ bunden. Das dem Federende 18 abgewandte zweite Federende 67 ist zunächst in einer zweiten Vertiefung 68 gehaltert, die im Bereich des zweiten Programmelementes 63 angeord- net ist. Im Bereich des Federendes 18 erfolgt dabei zu¬ nächst der Ablauf in bereits beschriebener Art und Weise.

Erreicht die zweite Vertiefung 68 eine Ausnehmung 69 der zweiten Mitnehmerhülse 66, so wird in Abhängigkeit von der jeweiligen Positionierung des Federendes 18 entweder die Federkraft ausgeschaltet, wenn sich das Federende 18 noch im Bereich der Freilaufausnehmung 19 befindet, oder es erfolgt eine Kraftentfaltung in umgekehrter Drehrich¬ tung, wenn das Federende 18 bereits in der Vertiefung 17 gehaltert iεt und an der entsprechenden Flanke anliegt. Durch entsprechende Dimensionierungen der vorgesehenen Vertiefungen lassen sich ebenfalls wieder Freiläufe in beiden Drehrichtungen vorgeben.

Bei einem Einsatz im Bereich eines Gelenkes für eine Tür oder eine Klappe ist es beispielsweise hierdurch möglich, zunächst eine Gegenkraft bereitzustellen, die einer Ge¬ wichtskraft entgegenwirkt und bei Erreichen des Bereiches einer Endpositionierung auf eine Druckkraft umzuschalten, die beispielsweiεe eine Klappe in einer Endposition hal- tert und gegen einen vorgesehenen Anschlag drückt. Eε sind aber auch eine Vielzahl anderer Anwendungsmöglich¬ keiten denkbar.

Über Verstellelemente 70, 71, 72 lassen sich auch im Be¬ reich der zweiten Bauelemente 63, 64, 65, 66, 67, 68 die bereits erwähnten Einstellmöglichkeiten realisieren.

Fig. 17 zeigt eine weitere Möglichkeit zur Anordnung ei- ner Druckfeder 7. Ein schwenkbar gelagertes Element 73 ist hierbei um ein Schwenklager 74 drehbar, das im Be-

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reich eines Trägers 75 angeordnet ist. Der Trager 75 hal- tert zusätzlich eine Kurvenbahn 76. Auf der Kurvenbahn 76 ist eine Rolle 77 geführt, die über eine Druckfeder 78 relativ zum Element 73 verspannt ist. Die Druckfeder 78 ist entlang einer Feder 79 angeordnet, die im Bereich ei¬ nes Schwenklagers 80 drehfähig mit dem Element 73 verbun¬ den ist. Eine Voreinstellung kann über ein Vorspannele¬ ment 81 eingegeben werden.

Durch eine geeignete Formgebung für die Kurvenbahn 76 ist es beispielsweise möglich, bei einer Durchführung einer Schwenkbewegung des Elementes 73 zunächst eine Spannung und anschließend ein Entspannen der Druckfeder 78 vorzu¬ sehen. Es kann hierdurch beispielsweise eine Totpunktlage realisiert sein. Grundsätzlich ist es ebenfalls denkbar, im Bereich der Druckfeder 78 Programmiermöglichkeiten zur vorgebbaren Entfaltung der Federkraft in Abhängigkeit vom durchlaufenen Weg vorzugeben. Derartige Federn mit Frei¬ lauf oder vorgebbarer Entfaltung sind beispielsweise in den Voranmeldungen PCT/EP96/02157 und PCT/EP94/00157 of¬ fenbart, deren Offenbarung auch zur Offenbaruny der vor¬ liegenden Anmeldung zu zählen ist.

Fig. 18 zeigt eine Variante zur Realisierung des Damp- fungεelementes . Die Durchgangεausnehmung 32 ist hier als Abstand zwischen der Kolbenplatte 34 und der Zylinderwand 33 ausgebildet. Es lεt jedoch keine feststehende Kolben¬ platte 34 vorgesehen, sondern mindestens bereichsweise ist durch verschiebliehe Elemente eine Größenanpassung der Durchgangsausnehmung 32 möglich. Die Größenanpasεung kann beispielsweise mit Hilfe einer Ventileinstellung 82 erfolgen, die sich durch eine hohle Kolbenstange 38 bis in den Bereich der Kolbenplatte 34 erstreckt.

Über Halterungselemente 83 erfolgt eine Führung und Fi¬ xierung von Ventilelementen 84. Insbesondere ist auch

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daran gedacht, die Ventilelemente 84 über Schwenklager 85 mit der Kolbenstange 38 zu verbinden. Eine Begrenzung der Schwenkbewegung erfolgt durch die Halterungselemente 83. Hierdurch kann es ermöglicht werden, daß die Ventilele- mente 84 bei einem Öffnen aufklappen und den Strömungsweg freigeben. Bei einem Schließen werden hingegen die Ven¬ tilelemente 84 gegen die Halterungselemente 83 gedrückt und stellen lediglich eine kleine Durchgangsausnehmung 32 mit entsprechend hoher Dämpfungswirkung bereit. Es liegt also auch hier eine richtungsabhängige Dämpfung vor. Die Ventileinstellung B2 kann beispieleweise als Drehstab auεgebildet sein, der über ein entsprechendes Gewinde in das Halterungselement 83 eingreift und durch eine ent¬ sprechende Übersetzung die Verstellung der Ventilelemente 84 vornimmt.

In Fig. 19 ist eine mehrstufige Feststellung unter Ver¬ wendung einer Druckfeder 7 bei in einer Längsrichtung verlaufenden Verstellbewegungen realisiert. Entlang eines Programmrohres 86 iεt ein Läufer 87 geführt, der einen Mitnehmer 88 aufweist. Innerhalb des Programmrohres 86 ist die Druckfeder 7 angeordnet. Es sind im wesentlichen L-förmige Führungsbahnen 89, 90 im Programmrohr 86 ange¬ ordnet, in die das Federende 18 eingreift. Im Bereich von Enden der Führungsbahnen 89, 90 sind Speicherungspositio¬ nen 91, 92 vorgesehen. Darüberhinaus ist eine Parkposi¬ tion 93 realisiert.

Durch die Anordnung der Führungsbahnen 89, 90 wird eine erste Stufe 94 und eine zweite Stufe 95 bereitgestellt. Im Bereich der ersten Stufe 94 und der zweiten Stufe 95 liegen entgegengesetzte Spannungs- und Entladungsrichtun¬ gen vor. Bei der ersten Stufe 94 erfolgt eine Spannung bei einer Bewegung des Läufers 87 von oben nach unten und eine Entladung bei einer umgekehrten Bewegung. In der zweiten Stufe 95 erfolgt die Entladung bei einer Bewegung

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des Läufers 87 von oben nach unten und die Spannung er _¬ folgt in umgekehrter Richtung. Es wird somit unter Ver _¬ wendung nur einer Druckfeder 7 die erste Stufe 94 mit Druck geöffnet und automatisch geschlossen. Mit Hilfe der zweiten Stufe 95 wird beispielsweise eine Tür automatisch geöffnet und gehalten. Die Bewegung erfolgt mit Druck bis zur Parkposition 93. Anschließend setzt wieder die erste Stufe 94 ein.

Bei dem in Fig. 20 dargestellten Federgelenk werden zwei Federn 7 eingesetzt. Die Federn sind im Bereich von Enden 96, 97 derart zusammengeführt, daß bei der Verspannung der einen Feder 7 eine Entspannung der anderen Feder 7 erfolgt. Hierdurch kann eine gleichbleibende Vorspannung der Arbeitsfeder erreicht werden. Die Enden 96, 97 werden hierzu von einer Kulissenführung positioniert.

Als Federn 7 können eine Vielzahl von Bauelementen ver¬ wendet werden. Beispielsweise sind Druckfedern und Zugfe- dern einsetzbar. Ebenfalls iεt es möglich, elastische Elemente, beispielsweise Gummielemente oder Gasdruckele¬ mente zu verwenden. Ebenfalls ist an die Verwendung von Luftdruckfedern, Blattfedern und Drehfedern gedacht.

Ein Einsatz ist bei einer Vielzahl von technischen Gebie¬ ten möglich, beiεpielsweise bei Kraftfahrzeugen, Spiel¬ zeugen, Werkzeugen, in der Luft- und Raumfahrt, in der Schiffahrt, der Autoindustrie sowie der Landwirtschaft.

Fig. 21 veranschaulicht den Aufbau und die Anordnung ei¬ ner Kulisse 98 zur Positionierung der Federenden 96, 97. Die Kulisse 98 ist entlang der Mantelhülse 2 beweglich geführt und wird bei einer Relativbewegung zwischen der Kulisse 98 und der Mantelhülse 2 von einem Fύhrungsele- ment 99 positioniert. Das Führungselement 99 kann bei¬ spielsweise als ein entlang der Mantelhülse 2 verlaufen-

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der Steg ausgebildet sein, der in ein Gegenprofil der Ku¬ lisse 98 eingreift.

Fig. 22 veranschaulicht, daß die Enden 96, 97 in einem Diagonalschlitz 100 der Kulisse 98 geführt sind. Bei ei¬ ner Positionierung der Kulisse 98 entlang des Führungs¬ elementes 99 wird hierdurch die Position der Enden 96, 97 und somit die wirksame Vorspannung verändert.

Fig. 23 zeigt eine Variante, bei der nicht unmittelbar ein Ende der Feder 7 zur Beaufschlagung die Programmier¬ barkeit bestimmenden Teile vorgesehen ist, sondern bei der das betreffende Ende der Feder 7 in ein Kopplungsele¬ ment 101 eingeführt ist. Das Kopplungeelement 101 greift in die Freilaufauεnehmung 19 sowie in die Vertiefung 17 mit einem entsprechenden Verbindungselement 102 ein.

Fig. 24 zeigt in einer vergrößerten und teilweise ausein¬ andergezogenen Darstellung die Ausbildung des Kopplungs- elementes 101 mit zwei Verbindungselementen 102.

Fig. 25 zeigt eine Ausführungεform, bei der die Feder 7 alε elaεtiεcheε Element, beispielsweise als ein Gummizug ausgebildet ist. Eine Spannung wird von einem Gewicht 103 bereitgestellt. Zur Ermöglichung einer kompakten Anord¬ nung iεt das elastische Element 7 im Bereich einer Viel¬ zahl von Umlenkrollen 104 geführt. Beispielsweiεe iεt eε möglich, bei einer programmierten Abgabe der gespeicher¬ ten Federkraft die Position einer Schiebetür 105 festzu- legen. Die Schiebetür 105 wird dabei entlang einer Füh¬ rungsschiene 106 bewegt. Im Bereich mindestens einer der Umlenkrollen 104 kann ein Vorspannungsrad angeordnet wer¬ den. Vorzugsweise erfolgt dies im Bereich des Endes des federnden Elementes.

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Fig. 26 zeigt eine Ausführungsform, bei dem die Feder 7 räumlich getrennt vom Drehgelenk angeordnet Die Verbin¬ dung erfolgt über eine Leitung 107, die beispielεweise als Hydraulikleitung ausgebildet sein kann. Ein in der Leitung 107 geführtes Medium wirkt auf einen Zylinder 108 ein, der die Feder 7 verspannt. Im Bereich des Drehgelen¬ kes 109 ist in einer Kammer 110 eine feststehende Wand 111 und eine bewegliche Wand 112 vorgesehen. Die bewegli¬ che Wand 112 ist mit dem zu bewegenden Teil gekoppelt. Durch entsprechendes Einleiten oder Absaugen von Flüsεig¬ keit auε der Kammer 110 erfolgt hierdurch die Drehbewe¬ gung.

Die Zuleitung im Bereich der feststehenden Wand 101 kann beispielsweise als Federdüse ausgeführt sein.

Fig. 27 zeigt nochmals eine Ausführungsform mit Kopp¬ lungselement (101).

Fig. 28 zeigt einen schematiεchen Querεchnitt durch die Vorrichtung gemäß Fig. 27. Eε ist erkennbar, daß im Be¬ reich der Mantelhülse (2) eine Arretierausnehmung (113) vorgeεehen ist. Ebenfalls ist erkennbar, daß die verwen¬ deten Bauelemente im wesentlichen ringförmige Quer- Schnittstrukturen aufweiεen.

Fig. 29 zeigt noch einmal in einer Seitenanεircht, daß eine Mehrzahl von Arretierausnehmungen (113) entlang des Umfanges der Mantelhülse (2) angeordnet sind. Es kann hierdurch jeweilε eine geeignete Arretierausnehmung (113) zur Durchführung des Arretiervorganges ausgewählt werden.

Die Kopplung mit den zu bewegenden Teilen kann direkt oder über Verzahnungen erfolgen. Beispielsweise über Zahnkränze oder Zahnräder.

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Bei den vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen sind selbstverständlich eine Reihe von Abwandlungen möglich. So können beispielsweise bei dem in Fig. 17 dargestellten Ausführungsbeispiel anstelle einer Feder 78 mehrere Fe- dern parallel geschaltet werden, denen wiederum jeweils eine Kurvenbahn 76 (Träger 75) zugeordnet sein kann. Rea¬ lisierbar ist auch eine Ausführungsform bei der mehrere Federn 78 einer Kurvenbahn 76 zugeordnet sind. Durch die unterschiedlichen Federn läsεt sich die Energie zur Rück- Stellung des Elements 73 stufenweise einstellen oder pro¬ grammieren. Die Federn 78 können auch mit unterschiedli¬ chen Federkonstanten ausgeführt werden.

Selbstverständlich deckt die Offenbarung auch kinemati- sehe Umkehrungen der beschriebenen Konstruktionsprinzipi¬ en ab. So kann beispielsweise die Kurvenbahn 76 gemäß Fig. 17 am Schwenklager 80 gelagert sein, so daß das Vor¬ spannelement 81 mit der Federabstützung im Bereich des Schwenklagers 74 unten in Fig. 17 abgestützt ist und die Feder 78 mit der Rolle 77 sich nach oben hin zum schwenkbaren Element 73 (Auffahrrampe) erstreckt.

Des weiteren könnte die Feder 78 auch ortsfest gelagert werden, während die Kurvenbahn 76 derart mit dem schwenk- baren Element 73 gekoppelt ist, das dessen Schwenkbewegung auf die Kurvenbahn 76 übertragen wird, so daß die Feder in Abhängigkeit von dem Schwenkwinkel und der Geometrie der Kurvenbahn 76 programmierbar gespannt und entspannt wird.

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