DE10147229B4 - Zugfeder für Klappe an einem Kraftfahrzeug - Google Patents
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Abstract
Zugfeder für eine Klappe an einem Kraftfahrzeug, die mit einem Federende an einem festen Anlenkpunkt an der Karosserie und mit dem anderen Federende an einem Anlenkpunkt der Klappe befestigbar ist, wobei im Inneren des zylindrischen Federkörpers Führungselemente und ein Dämpfungselement mit einer Zylinder-Kolben-Anordnung angebracht sind, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Führungselemente (13, 14) für den zylindrischen Körper der Zugfeder (12) vorhanden sind und das Dämpfungselement (15), das als Gasfeder mit einem Kopf (17) auf einer Kolbenstange (16) ausgebildet ist, an einem Führungselement (13 bzw. 14) angeordnet ist, wobei der Kopf (17) erst in der Endphase des Öffnungsvorgangs der Klappe (11) mit dem korrespondierenden Gegenstück (18) im anderen Führungselement (14 bzw. 13) in Kontakt tritt.
Description
- Die Erfindung bezieht sich gemäss Oberbegriff des Anspruchs 1 auf eine Zugfeder für eine Klappe an einem Kraftfahrzeug, die mit einem Federende an einem festen Anlenkpunkt an der Karosserie und mit dem anderen Federende an einem Anlenkpunkt der Klappe befestigbar ist, wobei im Inneren des zylindrischen Federkörpers Führungselemente und ein Dämpfungselement mit einer Zylinder-Kolben-Anordnung vorhanden sind.
- Aus der deutschen Offenlegungsschrift
DE 37 23 449 A1 ist eine solche Zugfeder bekannt, bei der mit Hilfe eines aus Zylinder und Kolben bestehendes Dämpfungselements die kineti sche Energie der unter der Wirkung der Zugfeder aufschwingenden Klappe abgefangen wird, und zwar über den gesamten Betätigungsweg, aber durch eine modifizierte Anordnung auch insbesondere über eine definierte Strecke. Dies führt jedoch insgesamt ebenfalls zu einer unerwünschten Verlangsamung des Öffnungsvorgangs. - Erwünscht ist aber ein schnelles Öffnen der Klappe bis kurz vor Erreichen der Öffnungsstellung und anschließend ein langsames ruckfreies Einschwenken der Klappe in die Endstellung der Öffnungsphase.
- Eine Druckfeder ist bereits aus der
DE 196 43 604 A1 bekannt. Das dort vorhandene, z. B. aus elastischem Kunststoff bestehende Dämpfungselement verlangsamt die Bewegungsabläufe. Durch eine besondere Ausgestaltung der beiden Führungsgabeln wird erreicht, dass diese bevor sie den Anschlag der Auszugsspere erreichen durch einen sich verstärkenden seitlichen Druck einer erhöhten Reibkraft mit der Folge einer sich daraus ergebenden Abbremsung ausgesetzt werden. - Aus der
US 4 566 552 schließlich ist ein sehr aufwändiges System mit außenliegendem Dämpfungselement bekannt, das einen recht großen Einbauraum erfordert. - Ein weiteres Problem ist das so genannte „Schwirren" der Zugfeder im Fahrbetrieb. Um dies zu vermeiden, ist beim Stand der Technik der Durchmesser des Führungszylinders im Inneren der Zugfeder kleiner als der Innendurchmesser der Zugfeder und der Zwischenraum zwischen Zylinder und Zugfeder mit dämpfenden Material, wie Schaumstoff oder Gummi, aufgefüllt. Eine solche Anordnung neigt jedoch bei längerer Nutzungsdauer zu Abnutzungserscheinungen, wodurch die gewünschte Wirkung zumindest teilweise verloren geht.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordung gemäss Oberbegriff des Anspruchs 1 dahingehend weiter zu entwickeln, dass die Klappe sich. bei entsprechender Betätigung schnell öffnet und erst kurz vor Erreichen der geöffneten Stellung sanft, aber sicher abgebremst wird.
- Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt mit Hilfe der Merkmale des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
- Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungsfiguren beispielsweise erläutert. Es zeigen:
-
1 eine schematische Darstellung der Anordnung mit Zugfeder und Dämpfungselement im Schließzustand der Klappe des Kraftfahrzeugs, -
2 eine solche Anordnung im Öffnungszustand der Klappe sowie -
3 eine schematische Darstellung der Zugfeder mit in ihr angeordneten Führungselementen und einem Dämpfungselement in einem der Führungselemente. - Die
1 zeigt eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Zugfeder-Anordnung10 bei geschlossener Klappe11 des Kraftfahrzeugs. Bei dieser Klappe11 kann es sich um eine Kofferraum-Klappe, aber auch um eine Motorraum-Klappe (Motorhaube) oder Ähnliches handeln. Innerhalb einer Zugfeder12 befinden sich an deren beiden Enden Führungselemente13 ,14 mit nur sehr geringem Spiel gegenüber dem Innendurchmesser der Zugfeder12 , wobei die Führungselemente13 ,14 als Anlage für den Innendurchmesser der Zugfeder12 dienen und das unerwünschte sogenannte „Schwirren" der Zugfeder12 während des Fahrbetriebs verhindern. - Zumindest eines der Führungselemente
13 ,14 weist in seinem Inneren ein Dämpfungselement15 auf, nämlich eine Gasdruckfeder, mit einer aus dem Dämpfungselement15 und aus dem zugehörigen Führungselement13 herausragenden Kolbenstange16 . - Die Führungselemente
13 ,14 können einen zylindrischen Querschnitt mit vollumfänglicher Anlage an den Windungen der Zugfeder12 aufweisen. Zwecks Verringerung der Reibeffekte kann aber auch ein sternförmiger Querschnitt, z.B. 3-Zack-, 4-Zack-, 5-Zack-Querschnitt, gewählt werden, der dann nur an den Außenpunkten des sternförmigen Querschnitts an der ihn umgebenden Zugfeder12 anliegt. - Die Führungselemente
13 ,14 können aus einem elastischen Material bestehen. Es ist auch ein Aufbau der Führungselemente13 ,14 aus zwei zentrisch zueinander angeordneten Komponenten möglich. Dabei kann die äußere Komponente den jeweiligen Anforderungen entsprechend besondere Dämpfungseigenschaften, besondere Gleiteigenschaften oder Ähnliches aufweisen, während die innere Komponente beispielsweise im Wesentlichen die notwendigen Trageigenschaften aufweist. - Das freie Ende der Kolbenstange
16 ist mit einem konisch auslaufenden Kopfstück17 versehen, mit dessen Hilfe beim Zusammenkommen der Führungselemente13 ,14 eine zentrische Ausrichtung mit einem Gegenstück18 des anderen Führungselements14 erfolgt. - Der Abstand zwischen den Führungselementen
13 ,14 ist in der1 aus zeichnerischen Gründen verkürzt dargestellt. - Wenn die in
1 im Schließzustand dargestellte Klappe11 , beispielsweise eine Kofferraum-Klappe, geöffnet wird, bewegen sich die Führungselemente13 ,14 so lange sehr schnell und ungedämpft aufeinander zu, bis der Kopf17 der Kolbenstange16 des Dämpfungselements15 und das Gegenstück18 des anderen Führungselements14 in Berührung kommen. In diesem Moment setzt die Wirkung des Dämpfungselements15 ein. Bei dem Dämpfungselement15 handelt es sich um eine an sich bekannte Gasdruckfeder mit einem zylindrischen Hohlraum mit zwei durch einen Kolbenboden19 voneinander getrennten inneren Kammern20 ,21 . Für den Überlauf des Mediums von der einen inneren Kammer20 bzw.21 in die andere21 bzw.20 weist entweder der Kolbenboden19 eine den Bedürfnissen entsprechend dimensionierte Öffnung oder die Zylinderwandung eine Nut auf, die über ihren Längsverlauf unterschiedliche, den jeweils gewünschten Dämpfungseigenschaften angepasste Querschnittsflächen aufweisen kann. - Auf seiner nach außen gerichteten Seite weist der Kolbenboden
19 eine starr mit ihm verbundene Kolbenstange16 auf. Darüber hinaus weist der Kolbenboden19 in an sich bekannter Weise eine den Durchtritt des Gases von der einen in die andere Kammer20 ,21 ermöglichende Öffnung geeigneter Größe auf, die die dynamischen Dämpfungseigenschaften beeinflusst. - Im entlasteten Zustand des Dämpfungselements
15 kehrt die Kolbenstange16 stets in die ausgefahrene Lage zurück. Dies beruht darauf, dass die der Kolbenstange16 abgewandte Seite des Kolbenbodens19 um die Querschnittsfläche der Kolbenstange16 größer ist als die gegenüberliegende, mit der Kolbenstange verbundene Seite des Kolbenbodens19 . Die sich aus Gasdruck und beaufschlagter Fläche am Kolbenboden19 ergebenden Kräfte sind daher auf der Seite der Kolbenstange16 geringer als die der gegenüberliegenden Seite des Kolbenbodens19 . Somit ergibt sich eine resultierende Kraft in Richtung auf den ausgefahrenen Zustand der Kolbenstange16 . - Beim Öffnungsvorgang der Klappe
11 bewegen sich die in1 dargestellten Führungselemente14 ,15 zunächst praktisch ungebremst aufeinander zu, bis sich der Kopf17 der Kolbenstange16 des Dämpfungselements15 einerseits und das entsprechende Gegenstück18 des anderen Führungselements14 berühren. In diesem Moment setzt die Wirkung des Dämpfungselements15 ein. Die Bewegung der Klappe11 wird in der Endphase des Öffnungsvorgangs derart abgebremst, dass die Klappe11 sanft und stoßfrei in der Endlage der Öffnungsphase zur Anlage kommt. - Die Zugfeder
12 kann bereits in einer vorgespannten und dem späteren Einbau weitgehend angepaßten Länge angeliefert werden. vorzugsweise liegt die Länge der Zugfeder bei der Anlieferung geringfügig unter der Einbaulänge. Sie wird dann für den Einbau auf die notwendige Länge eingestellt und kann nach dem Einbau problemlos nachgestellt werden. - Der Einbau der Zugfeder
12 erfolgt in der Endlage der Öffnungsphase, d.h. bei geöffneter Klappe11 . Das bisher notwendige aufwändigere Spannen der Zugfeder12 für den Einbau entfällt. - Für die Längenanpassung der Zugfeder
12 bieten sich verschiedene Möglichkeiten an. Eine Längenanpassung der Feder12 kann gemäss3 durch in die Feder eingeschraubte Gewindebuchsen bzw. Einschraubstücke23 ,24 , vorzugsweise mit einem der Federsteigung entsprechenden Außengewinde, und – wie bei Seilspannern üblich – korrespondierenden Links- und Rechtsgewinden erfolgen; es kann aber auch einerseits ein normales Gewinde und andererseits eine frei drehbare Aufnahme gewählt werden. - In beiden Fällen führt eine Rotation des Gewindestifts
22 relativ zu den Einschraubstücken23 ,24 oder der Einschraubstücke23 ,24 relativ zu den Laschen25 ,26 zu einer Längenänderung. Die Fixierung der jeweils gewünschten Lage kann über Konter-Muttern27 erfolgen. - Nach dem Einbau und der Längenanpassung der Zugfeder
12 erfolgt die Justierung des Dämpfungselements15 . Zu diesem Zweck wird ein gemäss3 einerseits in das Einschraubstück23 ,24 und andererseits in eine Gewindehülse des Führungselements13 ,14 eingreifender Gewindestift22 (1 ) verwendet, mit dessen Hilfe die wirksame Länge der Führungselemente13 ,14 eingestellt wird. Dies geschieht beispielsweise dadurch, dass mit einem an die Steigung der Zugfeder12 sowie an die Freiräume zwischen den Windungen der Zugfeder12 angepassten Spezialwerkzeug, das das Führungselement13 ,14 durch die Windungen der Zugfeder12 , hindurch rutschsicher umgreift, das Führungselement13 bzw. 14 gedreht wird, wodurch sich der Gewindestift22 in das Führungselement13 ,14 hinein- oder herausbewegt und sich somit die wirksame Länge verändert. - Wichtig ist in jedem Fall, dass die Einstellung derart erfolgt, dass das Dämpfungselement
15 und das Gegenstück18 kurz vor Erreichen der vollen Öffnung der Klappe11 in Kontakt kommen und damit die Bremswirkung kurz vor Erreichen der Endstellung in der Öffnungsphase einsetzt, um so ein sanftes und stoßfreies Einlaufen in die Endstellung zu gewährleisten. - Durch die oben beschriebene Einstellung des Eingriffspunkts für das Dämpfungselement
15 kann der maximale Öffnungswinkel der Klappe11 verändert, d.h. vergrößert oder verkleinert, und damit den individuellen Wünschen des Nutzers unterschiedlicher Körpergröße angepasst werden. - In gleicher Weise kann auch das Gegenstück verstellt werden.
- Da die beschriebene Anordnung bereits über die Auslegung und Einstellung des Dämpfungselements
15 eine Endstellung der maximalen Öffnung mit Anschlagfunktion vorgibt, kann grundsätzlich auf einen Anschlag im Scharnier verzichtet werden. Lediglich aus Sicherheitsgründen kann ein solcher dennoch zusätzlich vorgesehen werden. - Werden die Führungselemente
13 ,14 elastisch ausgestaltet, beispielsweise durch Verwendung eines elastischen Kunststoffes, lässt sich die Klappe11 auch über den eigentlichen Endpunkt hinaus noch in einem gewissen Umfang bewegen, ohne dass Beschädigungen auftreten. - Durch um 90° gegeneinander versetzte Laschen
25 ,26 für die Aufnahme der Befestigungsbolzen ergibt sich in einem gewissen Umfang eine Verringerung der Gefahr eines Ausknickens der Zugfeder12 . - Der in ein Gegengewinde des Führungselements
13 ,14 eingreifende Gewindestift22 kann auch Teil des Einschraubstücks24 ,25 , d.h. einstückig mit diesem ausgebildet, sein.
Claims (5)
- Zugfeder für eine Klappe an einem Kraftfahrzeug, die mit einem Federende an einem festen Anlenkpunkt an der Karosserie und mit dem anderen Federende an einem Anlenkpunkt der Klappe befestigbar ist, wobei im Inneren des zylindrischen Federkörpers Führungselemente und ein Dämpfungselement mit einer Zylinder-Kolben-Anordnung angebracht sind, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Führungselemente (
13 ,14 ) für den zylindrischen Körper der Zugfeder (12 ) vorhanden sind und das Dämpfungselement (15 ), das als Gasfeder mit einem Kopf (17 ) auf einer Kolbenstange (16 ) ausgebildet ist, an einem Führungselement (13 bzw.14 ) angeordnet ist, wobei der Kopf (17 ) erst in der Endphase des Öffnungsvorgangs der Klappe (11 ) mit dem korrespondierenden Gegenstück (18 ) im anderen Führungselement (14 bzw.13 ) in Kontakt tritt. - Zugfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Einschraubstück (
23 ,24 ) der Zugfeder (12 ) und Führungselement (13 ,14 ) ein Gewindestift (22 ) zur Einstellung des Eingriffspunkts für das Dämpfungselement (15 ) im Einbauzustand vorhanden ist. - Zugfeder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewinde des Gewindestifts (
22 ) eine der Steigung der Zugfeder (12 ) entsprechende Steigung aufweist. - Zugfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein der Justierung dienender Gewindestift (
22 ) mit einem Links- und einem korrespondierenden Rechtsgewinde vorhanden ist. - Zugfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein der Justierung dienender Gewindestift (
22 ) mit einerseits einem Gewindeende und andererseits einer Drehlagerung vorhanden ist.
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