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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Gasfederstütze, die das Öffnen einer
hinteren Fahrzeugtür unterstützt, und
weiterhin die Tür
in einem voll geöffneten
Zustand hält.
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Ein
Dokument des Standes der Technik,
GB 2 365 919 A , offenbart eine Gasfeder-Sicherungsvorrichtung,
die eine Gasfeder für
eine Kofferraumklappe oder eine Motorhaube eines Fahrzeugs beinhaltet,
wobei dieses über
eine mechanische Sperrvorrichtung zum Halten einer Kolbenstange
in einer ausgefahrenen Position verfügt. Diese Vorrichtung ist zwischen
einem Federkörper
und einem distalem Ende der ausgefahrenen Kolbenstange angebracht. Die
Vorrichtung ist an ein Teil des Kolbens anklipsbar und kann durch
Rotation in eine gesperrte Stellung gebracht werden.
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Eine
Gasfederstütze,
die das öffnen
einer schwenkbaren Fahrzeugtür
ermöglicht,
ist auch aus den Dokumenten JPH 10-115340 A und JPH 11-201210 A
bekannt. Diese Dokumente sind vom Japanischen Patentamt 1998 und
1999 veröffentlicht worden.
Darin wird ein Sperrmechanismus beschrieben, der automatisch das
Einfahren der Gasfederstütze
von einem ausgefahrenen Zustand verhindert.
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Die
Gasfederstütze
weist einen Zylinder, einen Kolben, welcher in dem Zylinder untergebracht ist
und eine Kolbenstange auf. Die Kolbenstange ist mit dem Kolben verbunden
und steht in einer axialen Richtung des Zylinders hervor. Das eine
Ende des Zylinders ist mit einer Fahrzeugkarosse verbunden, während das
vorstehende Ende der Kolbenstange mit der Tür verbunden ist. Der Zylinder
ist mit Gas gefüllt,
dadurch wird die Kolbenstange aus dem Zylinder infolge des Gasdrucks
hervor gedrückt.
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Die
Kolbenstange ist mit einer zylindrischen Abdeckung umgeben. Die
Abdeckung ist von dem hervorstehenden Ende der Kolbenstange so geführt, dass
diese den äußeren Umfang
des Zylinders überlappt
und weiterhin innerhalb eines begrenzten Bereichs des hervorstehenden
Endes des Kolbens schwenkbar ist.
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Eine
Blattfeder befindet sich zwischen der Kolbenstange und der Abdeckung.
Die Blattfeder drückt
gegen die Abdeckung, so dass diese um das hervorstehende Ende des
Kolbens schwenkt, so dass das Ende der Abdeckung in einer Querrichtung versetzt
wird.
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Wenn
die Tür
geschlossen ist, befindet sich die Gasfederstütze in einem zusammengefahrenen Zustand,
wobei die Kolbenstange im Zylinder eingefahren ist, mit Ausnahme
des hervorstehenden Endes. Gleichzeitig überlappt die Abdeckung den äußeren Umfang
des Zylinders.
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Im
Gegensatz dazu überdeckt
die Abdeckung den Zylinder nicht mehr, wenn die Kolbenstange zu
ihrer maximal ausfahrbaren Länge
bei geöffneter
Tür ausgefahren
ist. Dabei wird das Ende der Abdeckung vom äußeren Umfang des Zylinders
gelöst. In
diesem Zustand bewirkt die Blattfeder eine Schwenkung der Abdeckung
um das hervorstehende Ende der Kolbenstange. Dadurch wird die Abdeckung
in Bezug zu dem Zylinder geneigt. Dementsprechend ist das Ende der
Abdeckung in einer Querrichtung in Bezug zu dem Zylinderende versetzt. Wenn
auf die Kolbenstange eine Einschiebekraft ausgeübt wird, stößt das Ende der Abdeckung gegen das
Zylinderende und es wird verhindert, dass die Kolbenstange einfährt.
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Durch
die oben genannte Konstruktion der Gasfederstütze wird diese automatisch
in eine Sperrstellung gebracht, wenn die Tür voll offen ist. Somit wird
das Einfahren der Gasfederstütze
verhindert und die Tür
wird von der Gasfederstütze
in dem voll geöffneten
Zustand unterstützt.
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Wenn
die Tür
geschlossen werden soll, ist eine Entsperrung notwendig. Diese wird
durch Verschieben des Endes der Abdeckung aus der Sperrstellung
entgegen der Kraft der Feder in einer Querrichtung erreicht. Nach
der Entsperrung befindet sich die Abdeckung nicht mehr in Kontakt
mit der Kolbenstange und die Gasfederstütze fährt sanft mit einem entsprechenden,
durch den Gasdruck hervorgerufenen Widerstand, in den Zylinder ein.
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Die
Gasfederstütze
des Standes der Technik, die automatisch in einer voll ausgefahrenen
Stellung blockiert ist, weist jedoch das nachfolgende Problem auf.
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Wenn
insbesondere der Benutzer den Entsperrungsprozess für die Tür nicht
kennt, kann dieser die Gasfederstütze nicht entsperren. Somit
bleibt diese in der voll ausgefahrenen Stellung und der Benutzer
kann die Tür
nicht schließen.
Wenn der Benutzer trotzdem ver sucht, die Tür in dieser Stellung mit erhöhtem Kraftaufwand
zu schließen,
kann die Gasfederstütze
brechen.
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Es
ist daher Aufgabe der Erfindung, das oben beschriebene Problem der
Entsperrung einer Gasfederstütze
von einer Sperrposition heraus mittels einer einfachen Konstruktion
zu lösen.
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Um
die oben genannte Aufgabe zu lösen,
beinhaltet die Erfindung eine Gasfederstütze, umfassend einen Zylinder,
der mit Gas gefüllt
ist, eine Kolbenstange, welche von dem Zylinder hervorsteht in Folge
eines Druckes des Gases und einen Stopper, der das Einfahren der
Kolbenstange in einer ausgefahrenen Stellung sperrt. Der Stopper
ist zwischen einer Arretierposition, welche das Einfahren der Kolbenstange
sperrt und einer Entriegelungsposition, welche das Einfahren der
Kolbenstange ermöglicht, versetzbar,
entsprechend einer Betätigungskraft,
die von außen
aufbringbar ist. Die Gasfederstütze
umfasst weiterhin ein Begrenzungselement, welches den Stopper in
der Arretierposition hält,
wenn der Stopper in Arretierposition ist. Das Begrenzungselement
hält den
Stopper in der Entriegelungsposition, wenn der Stopper in der Entriegelungsposition
ist, und der Stopper ist nur versetzbar, wenn die Betätigungskraft
größer als
eine Rückhaltekraft
des Begrenzungselements ist. Eine Abdeckung, welche die Kolbenstange
abdeckt, ist mit einem hervorstehendem Ende der Kolbenstange so
verbunden, dass die Abdeckung frei schwenkbar ist, wobei der Stopper
an einem Ende der Abdeckung befestigt ist und entsprechend der von
außen
aufgebrachten Betätigungskraft
zwischen der Arretierposition und der Entriegelungsposition versetzbar
ist. Der Stopper sperrt das Einfahren der Kolbenstange innerhalb
der ausgefahrenen Stellung durch eine Interaktion mit dem Zylinder
innerhalb der Arretierpositon.
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Details
wie auch andere Merkmale und Vorteile dieser Erfindung werden in
der nachfolgenden Beschreibung erläutert und anhand der beigefügten Figuren
dargestellt.
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1 ist
eine Seitenansicht einer Gasfederstütze entsprechend der vorliegenden
Erfindung inklusive eines Teilschnittes in Längsrichtung.
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2 ist
eine vergrößerte Schnittansicht
eines Stoppers gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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3 entspricht 2,
zeigt aber den Stopper in einem gesperrten Zustand.
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4 zeigt
einen Schnitt durch den Stoppers entlang der Linie IV-IV in 2.
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5 zeigt
einen Schnitt durch den Stoppers entlang der Linie V-V in 3.
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Entsprechend
der 1 in den Zeichnungen beinhaltet eine Gasfederstütze die
zwischen der Karosserie und einer hinteren Tür eines Fahrzeugs angebracht
ist eine Kolbenstange 2 die aus einem Zylinder 1 hervorsteht.
Der Zylinder 1 beherbergt einen Kolben, der mit der Kolbenstange 2 verbunden
ist. Weiterhin ist der Zylinder 1 mit Gas gefüllt und
dieses belastet federartig den Kolben, so dass die Kolbenstange
aus dem Zylinder 1 hervorsteht. Die Gasfederstütze unterstützt die
hintere Tür
beim Öffnen durch
die Kolbenstange 2, da diese durch die Ausdehnung des Gases
herausgeschoben wird. Die hintere Tür ist so angeordnet, dass sie
horizontal um eine vertikale Achse schwingen kann.
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Ein
Kugelgelenk 1a ist an einer Basis des Zylinders 1 befestigt.
Ein Kugelzapfen, welcher an einer Fahrzeugkarosserie befestigt ist,
passt in eine kugelförmige
Vertiefung von diesem Kugelgelenk 1a, so dass die Basis
von dem Zylinder 1 mit der Fahrzeugkarosserie verbunden
ist. Der Zylinder 1 kann somit um den Kugelzapfen schwingen,
der an der Fahrzeugkarosserie befestigt ist.
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Ein
Kugelgelenk 2a ist an einem hervorstehenden Ende der Kolbenstange 2 befestigt.
Ein Kugelzapfen, der an der hinteren Tür befestigt ist, passt in eine
kugelförmige
Vertiefung von diesem Kugelgelenk 2a, so dass das hervorstehende
Ende der Kolbenstange 2 mit der hinteren Tür verbunden
ist. Die Kolbenstange 2 kann um den Kugelzapfen, der an der
hinteren Tür
befestigt ist, schwingen.
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Die
Kolbenstange 2 ist mit einer Abdeckung 3 bedeckt,
wobei diese eine zylinderförmige
Gestalt hat. Eine Basis 3a der Abdeckung 3 ist
an dem hervorstehenden Ende der Kolbenstange 2 mittels
eines Bolzens 2c befestigt. Genauer gesagt durchdringt der
Bolzen 2c die Basis 2b von dem Kugelgelenk 2a. Die
Basis 3a von der Abdeckung 3 verläuft in einer Querrichtung
in Bezug zu der Richtung, in der die Kolbenstange 2 hervorsteht,
so dass die Abdeckung 3 um den Bolzen 2c herum
schwingen kann. Oder anders gesagt, das Ende der Abdeckung 3 kann
in einer Querrichtung versetzt werden.
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Ein
Stopper 10 ist an dem Ende der Abdeckung 3 befestigt.
Bezug nehmend auf 2 beinhaltet der Stopper 10 einen
zylindrischen Abschnitt 11, der im Wesentlichen über einen
zu dem der Abdeckung 3 identischen inneren Durchmesser
verfügt. Der
Stopper 10 verfügt außerdem über einen
Halter 13, der eine langlochförmige Gestalt im Querschnitt aufweist.
Der zylindrische Abschnitt 11 ist an dem Ende der Abdeckung 3 befestigt.
Der Halter 13 bedeckt ein Ende 1b des Zylinders 1,
wenn sich die Kolbenstange 2 in der maximal ausgefahrenen
Position befindet.
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Wie
in 4 zu sehen ist, entspricht die langlochförmige Gestalt
zwei Halbkreisen, die einander gegenüber liegen und mit zwei geraden
parallelen Linien verbunden sind. Die Länge von einer kleinen Halbachse
des Halters 13 ist gleich dem inneren Durchmesser des zylinderförmigen Teils 11.
Anders gesagt korrespondiert die Gestalt des Halters 13 mit der
Gestalt des zylinderförmigen
Teils 11, wenn dieses in einer Schwingungsrichtung der
Abdeckung 3 ausgelenkt ist.
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Da
die Querschnittsgestalt des Halters 13 im Gegensatz zum
zylinderförmigen
Teil 11 verschieden ist, befindet sich ein Absatz 11a zwischen
dem zylinderförmigen
Teil 11 und dem Halters 13.
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An
der gegenüberliegenden
Seite des umschlossenen Abschnitts 13b des Halters 13 ist
eine Lücke 13a geformt.
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An
dem inneren Umfang des Halters 13 ist ein Paar von Vorsprüngen 12 nach
innen geformt, so dass diese den äußeren Umfang des Endes 1b des Zylinders 1 halten
können.
Jeder der Vorsprünge 12 hat
die Form einer Rippe, wobei diese eine Länge hat, die ungefähr der Länge des
Halters 13 entspricht. Diese Länge ist bezogen in Richtung
des Hervorstehens der Kolbenstange 2. Das Paar der Vorsprünge 12 ist
konstruktiv an den Stellen geformt, die einem Mittelpunkt entlang
der Hauptachse der im Querschnitt langlochförmigen Gestalt des Halters 13 entsprechen.
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Entsprechend
der obigen Konstruktion deformiert sich der Stopper 10 elastisch,
so dass die Lücke 13a sich
erweitert, wenn eine Kraft von außen auf den Halter von einer
inneren Seite ausgeübt
wird. Wie genauer in 4 zu sehen ist, drückt der äußere Umfang
des Endes 1b vom Zylinder 1 die Vorsprünge 12 nach
außen,
um die Lücke 13a zu
vergrößern, wenn
eine abwärtsgerichtete
Kraft von außen
auf den Stopper 10 aufgebracht wird. Aufgrund dieser von außen ausgeübten Kraft,
die dann auch auf die Vorsprünge 12 übertragen
wird, wird der Halter 13 elastisch deformiert und nach
unten versetzt, wie es auch in 5 dargestellt
ist.
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In
den 2 und 4 ist eine Relativposition des
Halters 13 zu dem Ende 1a gezeigt, wobei diese
Stellung als eine Entregelungsposition des Stoppers 10 bezeichnet
wird. Die Relativposition des Halters 13 zu dem Ende 1a entsprechend
den 3 und 5 wird als eine Arretierposition
des Stoppers 10 bezeichnet. Die Entriegelungsposition ist
eine Position, bei der das Ende 1b direkt an der Lücke 13a anliegt
und die Arretierposition ist eine Position, worin das Ende 1b direkt
an dem gegenüberliegenden
Teil 13b anliegt.
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Wenn
der Stopper 10 in der Entriegelungsposition ist, kann die
Kolbenstange 2 in den Zylinder 1 einfahren. Wenn
der Stopper 10 in der Arretierposition ist, ist ein Einfahren
der Kolbenstange 2 in den Zylinder 1 blockiert,
weil das Ende 1b in Kontakt mit der Kontaktfläche 11a steht.
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Die
Aufgabe der Vorsprünge 12 besteht
darin, den Stopper 10 einerseits in der Entriegelungsposition
und andererseits in der Arretierposition zu halten. Wenn das Ende 1b in
den Halter 13 von der Entriegelungsposition oder der Arretierposition
geschoben wird, übt
dieses einen deformierenden Druck auf den Halter 13 über die
Vorsprünge 12 aus,
so dass die Lücke 13a gedehnt
wird. Der Halter 13 übt
eine rückstellende
Kraft auf das Ende 1b über
die Vorsprünge 12 als
eine Reaktionskraft aus. Diese Reaktionskraft fungiert als eine
Haltekraft, so dass das Ende 1b entweder in der Entriegelungsposition
oder in der Arretierstellung entsprechend gehalten wird. Wenn der
Stopper 10 von der Entriegelungsposition in die Arretierstellung
bewegt wird oder umgekehrt, dann muss das Ende 1b die Vorsprünge 12 beiseite drücken, so
dass genügend
Platz vorhanden ist, um an den Vorsprüngen 12 vorbeizukommen.
Diese Funktion des Haltens des Endes 1b mittels der Vorsprünge 12 wird
durch die Form des Halters 13 realisiert.
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Um
sicher zu stellen, dass der Halter 13 entsprechend einer
von außen
ausgeübten
Kraft über das
Ende 1b deformiert wird und dieser dann eine rückstellende
Reaktionskraft auf das Ende 1b ausübt, ist es notwendig, dass
der Stopper 10 und der Halter 13 aus einem elastischen
Material bestehen. Wegen dieses Erfordernisses besteht der Stopper 10 inklusive
des Halters 13 bevorzugterweise aus Kunstharz. Beispielsweise
wird die Abdeckung 3 mittels Spritzguss eines plastischen
Materials hergestellt und anschließend am äußeren Umfang des Endes der
Abdeckung 3 pressgepasst.
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Die
Gasfederstütze,
die wie oben aufgeführt konstruiert
ist, befindet sich in einem zusammengeschobenen Zustand, wenn die
hintere Tür
geschlossen ist. Wenn ein Benutzer die hintere Tür öffnet, unterstützt ein
Gasdruck im Zylinder 1 über
die Kolbenstange 2 die hintere Tür so, dass sie unterstützend geöffnet wird.
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Wenn
die hintere Tür
vollständig
geöffnet
ist, erreicht die Gasfederstütze
die maximal ausgelenkte Position, wie in 1 gezeigt.
Dabei kontaktiert der Halter 13 des Stoppers 10 den äußeren Umfang
des Endes 1b des Zylinders 1, wie in 2 gezeigt.
Der Benutzer, der die hintere Tür
bewegt, kann dann eine Kraft nach unten auf den Stopper 10 ausüben, entsprechend 2.
Das Ende 1b des Zylinders 1 drückt die Vorsprünge 12 zur
Seite und der Halter 13 wird deformiert. In diesem Zustand
bewegt sich das Ende 1b des Zylinders 1 in den
Halter 13. Das Ende 1 und der Stopper 10 bewegen
sich dementsprechend relativ zueinander von der Entriegelungsposition,
gezeigt in 4 zu der Arretierposition entsprechend 5.
In der Arretierposition wird das Ende 1b mittels der Vorsprünge 12 zurückgehalten,
so dass das Ende 1b nicht verschoben wird. In der Arretierposition
interagiert das Ende 1b mit der Kontaktfläche 11a des
zylindrischen Teils 11. So wird das Zusammenfahren der
Kolbenstange 2 verhindert. Dadurch bleibt die hintere Tür in der
voll geöffneten
Position, wenn der Benutzer die Tür nicht mehr berührt.
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Wenn
die hintere Tür,
ausgehend von der vorher geöffneten
Position geschlossen werden soll, übt der Benutzer eine Kraft
nach oben auf den Stopper 10 aus, siehe 5.
Dementsprechend drückt das
Ende 1b des Zylinders 1 wieder die Vorsprünge 12 auseinander,
um an diesen vorbeizugleiten. Das Ende 1b und der Stopper 10 bewegen
sich dadurch relativ zueinander von der Arretierposition zur Entriegelungsposition
entsprechend 4. Wenn das Ende 1b einmal
die Entriegelungsposition erreicht hat, ist dieses nicht mehr verschiebbar,
da die Vorsprünge 12 das
Ende 1b zurückhalten.
Dementsprechend kann der Benutzer die Hand vom Stopper 10 nehmen
und die Gasfederstütze
bleibt eigenständig in
der Entriegelungsposition. Die Kolbenstange 2 der Gasfederstütze fährt sanft
ein, entsprechend einer Kraft, die von dem Benutzer auf die hintere
Tür ausgeübt wird,
um diese zu schließen.
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Wenn
der Benutzer der Stopper 10 nicht drückt, um die Kolbenstange 2 zu
blockieren, wenn sich die hintere Tür in der voll geöffneten
Position befindet, dann verbleibt diese nicht in der voll geöffneten
Position. Wenn die hintere Tür,
ausgehend von der voll geöffneten
Position geschlossen wird, drückt der
Benutzer den Stopper 10 in eine Richtung, die der Richtung
der Arretierung entgegengesetzt ist, so dass dieser in die Entriegelungsposition
verschoben wird.
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Da
der Benutzer der hinteren Tür
den Stopper 10 verstellt, wenn die Tür offen ist, ist es auch leicht
verständlich,
dass der Stopper 10 zurückgeschoben
werden muss, wenn die Tür
geschlossen werden soll. Die Gasfederstütze kann somit die ungünstige Situation
verhindern, dass der Benutzer die hintere Tür nicht schließen kann,
weil er nicht weiß, wie
der Stopper 10 verschoben werden muss, oder dass es vorkommt,
dass die Gasfederstütze
beschädigt
wird, wenn versucht wird, die Tür
gewaltsam zu schließen,
während
die Gasfederstütze
noch in der ausgefahrenen Position ist.
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Bei
dieser Gasfederstütze
halten die Vorsprünge 12 den
Stopper 10 einerseits in der Entriegelungsposition und
andererseits in der Arretierposition. Somit kann dieser sich nicht
bewegen, es sei denn, eine externe Verschiebekraft wird auf ihn
ausgeübt.
Dementsprechend wird ein unbeabsichtigtes Ver- oder Entriegeln des
Stoppers 10 vermieden, die Gasfederstütze funktioniert immer so,
wie es der Benutzer wünscht
und die hintere Tür
kann sanft geöffnet
und geschlossen werden. In dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel
sind die Vorsprünge 12 als
Rippe geformt, aber es ist auch eine halbkreisförmige Form für diese
denkbar. Diese Form reduziert den Widerstand bei der relativen Verschiebung
des Stoppers 10 mit dem Ende 1b zwischen der Entriegelungsposition
und der Arretierposition. Dementsprechend ist weniger Betätigungskraft
notwendig, um den Stopper 10 zu verschieben.
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In
der oben beschriebenen Ausführungsform ist
keine Feder zwischen der Kolbenstange 2 und der Abdeckung 3 vorgesehen.
Jedoch ist es auch denkbar, eine solche zwischen der Kolbenstange 2 und der
Abdeckung 3 so vorzusehen, dass die rückstellende Kraft derselben
die Rückhaltekraft
der Vorsprünge 12 nicht übersteigt.
Somit können
die erforderlichen Betätigungskräfte für das Ver-
und Entriegeln des Stoppers 10 ausbalanciert werden, so
dass diese unterschieden werden können.
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Im
oben beschriebenen Ausführungsbeispiel befindet
sich eine Lücke 13a im
Halter 13, um eine elastische Deformation desselben zu
ermöglichen. Die
elastische Deformation des Halters 13 kann jedoch auch
anderweitig erreicht werden, z.B. durch eine Reduktion der Wandstärke des
Halters 13.
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Das
oben beschriebene Ausführungsbeispiel bezieht
sich auf eine Gasfederstütze
für eine
hintere Tür
eines Autos, aber die Gasfederstütze
dieser Erfindung kann auch an einer Motorhaube oder an eine Kofferraumklappe
eines Fahrzeugs angebracht werden sowie an ei ner hinteren Klappe
eines Fahrzeugs mit Schrägheck.
Das Ausführungsbeispiel
der Erfindung, für
welches Schutz begehrt wird, ist im Folgenden definiert: