DE102007011325A1

DE102007011325A1 - Federaufnahmeteil

Info

Publication number: DE102007011325A1
Application number: DE200710011325
Authority: DE
Inventors: Rolf Mintgen; Wilhelm Schwab; Joachim Völlinger
Original assignee: Stabilus GmbH
Current assignee: Stabilus GmbH
Priority date: 2007-03-08
Filing date: 2007-03-08
Publication date: 2008-09-11

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Federaufnahmeteil 9, 11 eine Schraubenzugfeder 13, das mit mehreren Gängen eines Außengewindes 14 versehen ist, auf die die Schraubenfeder 13 aufgeschraubt ist. Der Grunddurchmesser 18 des Außengewindes 14 ist größer als der Innendurchmesser 19 der Schraubenzugfeder 13 in ihrer komprimiertesten Lage und die Steigung des Außengewindes 14 des Federaufnahmeteils 9, der 13 in ihrer komprimiertesten Lage.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Federaufnahmeteil für eine Schraubenzugfeder, das mit mehreren Gängen eines Außengewindes versehen ist, auf die die Schraubenfeder aufgeschraubt ist.
Bei einem derartigen Federaufnahmeteil ist es bekannt, das Außengewinde mit einer der Federsteigung der Schraubenzugfeder entsprechenden Steigung auszubilden.
Dies hat den Nachteil, daß die Sicherheit der Befestigung der Schraubenzugfeder an dem Federaufnahmeteil von dem jeweiligen Belastungsfall, von den Federtoleranzen und den Herstellungstoleranzen des Außengewindes des Federaufnahmeteils abhängt.
Aufgabe der Erfindung ist es daher ein Federaufnahmeteil der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem eine einfache, sichere Befestigung der Schraubenzugfeder gewährleistet ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Grunddurchmesser des Außengewindes größer als der Innendurchmesser der Schraubenzugfeder in ihrer komprimiertesten Lage ist und/oder daß die Steigung des Außengewindes des Federaufnahmeteils größer ist, als die Steigung der Schraubenzugfeder in ihrer komprimiertesten Lage.
Durch diese Ausbildung sitzt die Schraubenzugfeder immer mit einer radialen Vorspannung auf dem Grund der Gewindegänge des Außengewindes und wird somit sicher in seiner Einbaulage gehalten.
Dabei ist vorzugsweise der toleranzmäßig geringste Grunddurchmesser größer als der toleranzmäßig größte Innendurchmesser der Schraubenzugfeder in deren komprimiertester Lage.
Die gegenüber der Steigung der Schraubenzugfeder größere Steigung des Außengewindes führt dazu, daß bei einem Aufschrauben der Schraubenzugfeder auf das Außengewinde eine Erhöhung der Radialspannung nach innen und somit eine erhöhte Sicherheit gegen Lösen aus der Einbaulage erfolgt. Darüber hinaus vergrößert sich dabei der Querschnitt der Windungen des Außengewindes, was zu einer erhöhten Belastbarkeit dieser Windungen führt.
Um sicher eine Zugkraft bis in die komprimierteste Lage der Schraubenzugfeder zu gewährleisten, sind vorzugsweise die Windungen der Schraubenzugfeder außerhalb des Federaufnahmeteils mit Vorspannung aneinander in Anlage.
Entspricht der Querschnitt der Gewindegänge des Außengewindes des Federaufnahmeteils dem Querschnitt der Windungen der Schraubenzugfeder oder ist er größer, unterstützt dieses weiterhin eine Lagesicherung der eingebauten Schraubenzugfeder.
Ist die Gewindetiefe des Außengewindes des Federaufnahmeteils größer, als der halbe Drahtdurchmesser der Schraubenzugfeder, wird ein Überrasten der Windungen der gespannten Zugfeder über die Gewindespitzen des Außengewindes des Federaufnahmeteils vermieden, wobei diese Überrastsicherheit noch vergrößert wird, wenn die Gewindetiefe des Außengewindes des Federaufnahmeteils größer ist, als der Drahtdurchmesser der Schraubenzugfeder.
Dazu können die Gewindespitzen des Außengewindes radial nach außen in radial gerichtete Trennstege übergehen.
Zur Sicherheit der Befestigung der Schraubenzugfeder kann das Außengewinde mindestens zwei Gewindegänge aufweisen, wobei vorzugsweise drei oder mehr Gewindegänge angeordnet sein können.
Besitzt das federseitige Ende der Windung des Außengewindes einen vollständigen Windungsquerschnitt, so wirkt dies einem Ausbrechen der ersten Windung des Außengewindes des Federaufnahmeteils durch erhöhte Stabilität entgegen.
Zur leichteren Montage kann das Federaufnahmeteil an dem federseitigen Ende des Außengewindes einen koaxial hervorstehenden Fortsatz aufweisen, der am Ende des Außengewindes einen dem Grunddurchmesser entsprechenden Außendurchmesser aufweist.
Dabei wird eine Reibung zwischen der ersten federnden Windung der Schraubenzugfeder und dem Fortsatz vermieden, wenn der Fortsatz einen vom Ende des Außengewindes zu seinem freien Ende hin sich reduzierende Außendurchmesser aufweist.
Dies vermeidet auch störende Geräusche.
Dabei kann der Außendurchmesser sich vom Ende des Außengewindes zum freien Ende des Fortsatzes hin stufig reduzieren und/oder sich vom Ende des Außengewindes zum freien Ende des Fortsatzes hin kontinuierlich reduzieren.
Das Federaufnahmeteil kann aus einem metallischen Werkstoff bestehen.
Einer Erleichterung des Aufschraubens der Schraubenzugfeder auf das Federaufnahmeteil ergibt sich, wenn das Federaufnahmeteil aus einem formstabilen Kunststoff bestehen.
Zur einfachen Herstellbarkeit ist vorzugsweise das Federaufnahmeteil ein Spritzgußteil.
Es versteht sich, daß die Schraubenzugfeder nicht nur einen zylindrischen Aufbau sondern auch einen davon abweichenden wie z. B. tonnenförmigen Aufbau haben kann.
Eine Vorteilhafte Anwendung besteht darin, die Schraubenzugfeder mit ihren Windungen einen Zylinder und eine Kolbenstange einer einen Dämpfer bildenden Kolben-Zylindereinheit mit Abstand umschließt, wobei die beiden Enden der Schraubenzugfeder jeweils auf ein Federaufnahmeteil aufgeschraubt ist und das eine Federaufnahmeteil am aus dem Zylinder ragenden freien Ende der Kolbenstange und das andere Aufnahmeteil an dem diesem freien Ende der Kolbenstange entgegengesetzten Ende des Zylinders unter Vorspannen der Schraubenzugfeder angeordnet ist.
Dabei kann die Kolben-Zylindereinheit und die Schraubenzugfeder eine Ausstellfeder zum Öffnen einer Klappe, insbesondere eines Kofferraumdeckels eines Kraftfahrzeugs, bilden, wobei das einseitig aus dem Zylinder herausragende Ende der Kolbenstange an einem festen Bauteil oder der Klappe und das der Kolbenstange entgegengesetzte Ende des Zylinders an der Klappe oder dem festen Bauteil angelenkt ist, sowie die Kolbenstange durch die Schraubenzugfeder in Einfahrrichtung kraftbeaufschlagt ist.
Der Dämpfer besitzt einen einfachen und defektunanfälligen Aufbau, wenn der Zylinder durch den Kolben in eine erste Arbeitskammer und eine zweite Arbeitskammer unterteilt ist, die zumindest teilweise mit einem inkompressiblen Fluid gefüllt sind und daß die Arbeitskammern über eine Drossel miteinander verbunden oder verbindbar sind.
Sind dabei die Arbeitskammern bei einer Einschubbewegung der Kolbenstange in den Zylinder zumindest auf deren letztem Teil des Einschubwegs über die Drossel und bei einer Ausschubbewegung der Kolbenstange über eine Überströmverbindung großen Querschnitts miteinander verbunden, so erfolgt die Einschubbewegung der Kolbenstange und damit die Öffnungsbewegung der Klappe gedämpft, während die mit Handkraft durchzuführende Schließbewegung der Klappe zumindest weitgehend ungedämpft erfolgt, so daß zum Schließen der Klappe kein besonderer Kraftaufwand nötig ist.
Eine einfache, keine zusätzlichen Bauteile benötigende Ausbildung besteht darin, daß die Drossel und/oder die Überströmverbindung nutartig in der Innenwand des Zylinders ausgebildet sind.
Ebenfalls mit einfachem Aufbau können die Drossel und/oder die Überströmverbindung in dem Kolben ausgebildet sein.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen
1 eine Querschnittsansicht einer Ausstellfeder
2 einen vergrößerten Querschnitt eines ersten Ausführungsbeispiels eines Federaufnahmeteils der Ausstellfeder nach 1
3 eine perspektivische Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Federaufnahmeteils der Ausstellfeder nach 1.
Die dargestellte Ausstellfeder besitzt eine Kolben-Zylinder-Einheit 1, die aus einem mit einem inkompressiblen Fluid gefüllten Zylinder 2, einem den Zylinder 2 in eine erste Arbeitskammer 3 und eine zweite Arbeitskammer 4 unterteilenden Kolben 5 sowie eine an dem Kolben 5 befestigte Kolbenstange 6 besteht, die durch die erste Arbeitskammer 3 und ein Dichtungspaket 7 aus dem Zylinder 2 herausgeführt ist.
Das aus dem Zylinder 2 herausragende freie Ende der Kolbenstange 6 ist mit einem Gewinde 8 versehen.
An dem freien Ende der Kolbenstange 6 ist ein erstes Federaufnahmeteil 9 angeordnet, das eine Koaxialstufenbohrung 10 mit zum Zylinder 2 gerichteter großer Stufe aufweist, durch die das freie Ende der Kolbenstange 6 hindurchragt.
Die Kolbenstange 6 ist nahe dem Gewinde 8 stufig abgesetzt und mit ihrem Stufenübergang an dem Stufenübergang der Koaxialbohrung 10 axial abgestützt.
An dem dem freien Ende der Kolbenstange 6 entgegengesetzten Ende des Zylinders 2 ist ein weiteres Federaufnahmeteil 11 mit einer Koaxialöffnung angeordnet, durch die ein durch Schweißen mit dem Zylinder 2 verbundener Gewindezapfen 12 koaxial hindurchragt.
Über das Gewinde 8 und den Gewindezapfen 12 ist die Ausstellfeder an einem feststehenden Bauteil und einer um eine Schwenkachse schwenkbaren Klappe anlenkbar.
Die Windungen der aus einem Federdraht runden Querschnitts bestehenden Schraubenzugfeder 13 sind bei vollständig in den Zylinder 2 eingefahrener Kolbenstange 6 nahe beieinander. Im nicht eingebauten Zustand sind die Windungen mit einer Vorspannung aneinander in Anlage.
Die Federaufnahmeteile 9 und 11 bestehen aus einem formstabilen Kunststoff und weisen außen ein Außengewinde 14 mit mehreren Gängen auf, die einen Grund 15 mit halbkreisförmigem Querschnitt entsprechend dem Querschnitt des Federdrahtes der Schraubenzugfeder 13 besitzen.
Die Gewindespitzen 16 der Windungen des Außengewindes 14 gehen radial nach außen in radial gerichtete Trennstege 17 über, wodurch die Steigung des Außengewindes 14 größer ist als die Steigung der Schraubenzugfeder 13 in ihrer komprimiertesten Lage, in der außerhalb der Außengewinde 14 ihre Windungen aneinander in Anlage sind. Der Grunddurchmesser 18 der Außengewinde 14 ist größer als der Innendurchmesser 19 der Schraubenzugfeder 13 in ihrer komprimiertesten Lage.
Das federseitige Ende 20 der Windung des Außengewindes 14 besitzt einen vollständigen Windungsquerschnitt.
Die Federaufnahmeteile 9 und 11 weisen an dem federseitigen Ende des Außengewindes 14 einen koaxial hervorstehenden Fortsatz 21 auf, der an dem Ende des Außengewindes 14 einen dem Grunddurchmesser 18 entsprechenden Außendurchmesser aufweist.
Von dem Außengewinde 14 erstreckt sich der Fortsatz 21 zunächst zylindrisch um sich dann zum freien Ende des Fortsatzes 21 hin leicht konisch zu verjüngen.
An der dem Fortsatz 21 entgegengesetzten Stirnseite sind, wie in 2 zu sehen, axiale Montageöffnungen 22 ausgebildet, in die ein Werkzeug einführbar ist.
Die freien Enden der Schraubenzugfeder 13 sind jeweils auf das Außengewinde 14 eines Federaufnahmeteils 9 und 11 aufgeschraubt, wobei die Windungen dieser freien Enden der Schraubenzugfedern 13 durch die Außengewinde 14 sowohl radial als auch axial gespreizt werden, so daß sie mit erhöhter Vorspannung die Federaufnahmeteile 9 und 11 umschließen.
Bei geöffneter Klappe befindet sich die Kolbenstange 6 in ihrer am weitesten ausgefahrenen Stellung und die Schraubenzugfeder 13 weist ihre größte Vorspannung auf. Nach Freigabe der Klappe wird diese durch die Zugkraft der Schraubenzugfeder 13 in ihre Öffnungsstellung gezogen.
Damit diese Öffnungsbewegung gedämpft erfolgt, weist der Kolben 5 eine nicht dargestellte in Strömungsrichtung von der ersten Arbeitskammer 3 in die zweite Arbeitskammer 4 wirksame Drossel auf.
Durch eine Einschubbewegung der Kolbenstange 6 wird von dem Kolben 5 Fluid aus der ersten Arbeitskammer 3 verdrängt, das durch die Drossel in die zweite Arbeitskammer 4 gelangt.
Der geringe Querschnitt der Drossel läßt dabei nur eine gedämpfte Einschubbewegung zu.
Bei einer Ausschubbewegung der Kolbenstange 6 kann das durch den Kolben 5 aus der zweiten Arbeitskammer 4 verdrängte Fluid über eine nicht dargestellt Überströmverbindung in die erste Arbeitskammer 3 strömen. Da die Überströmverbindung einen großen Querschnitt besitzt, erfolgt dies weitgehend ungedämpft, so daß die zum Schließen der Klappe benötigte Handkraft relativ gering ist.

1: Kolben-Zylinder-Einheit
2: Zylinder
3: erste Arbeitskammer
4: zweite Arbeitskammer
5: Kolben
6: Kolbenstange
7: Dichtungspaket
8: Gewinde
9: erstes Federaufnahmeteil
10: Koaxialstufenbohrung
11: zweites Federaufnahmeteil
12: Gewindezapfen
13: Schraubenzugfeder
14: Außengewinde
15: Grund
16: Gewindespitzen
17: Trennstege
18: Grunddurchmesser
19: Innendurchmesser
20: Ende
21: Fortsatz
22: Montageöffnungen

Claims

Federaufnahmeteil für eine Schraubenzugfeder, das mit mehreren Gängen eines Außengewindes versehen ist, auf die die Schraubenfeder aufgeschraubt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Grunddurchmesser (18) des Außengewindes (14) größer als der Innendurchmesser (19) der Schraubenzugfeder (13) in ihrer komprimiertesten Lage ist und/oder daß die Steigung des Außengewindes (14) des Federaufnahmeteils (9, 11) größer ist, als die Steigung der Schraubenzugfeder (13) in ihrer komprimiertesten Lage.
Federaufnahmeteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Windungen der Schraubenzugfeder (13) außerhalb des Federaufnahmeteils (9, 11) mit Vorspannung aneinander in Anlage sind.
Federaufnahmeteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Gewindegänge des Außengewindes (14) des Federaufnahmeteils (9, 11) dem Querschnitt der Windungen der Schraubenzugfeder (13) entspricht oder größer ist.
Federaufnahmeteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewindetiefe des Außengewindes (14) des Federaufnahmeteils (9, 11) größer ist, als der halbe Drahtdurchmesser der Schraubenzugfeder (13).
Federaufnahmeteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewindetiefe des Außengewindes (14) des Federaufnahmeteils (9, 11) größer ist, als der Drahtdurchmesser der Schraubenzugfeder (13).
Federaufnahmeteil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewindespitzen (16) des Außengewindes (14) radial nach außen in radial gerichtete Trennstege (17) übergehen.
Federaufnahmeteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Außengewinde (14) mindestens zwei Gewindegänge aufweist.
Federaufnahmeteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das federseitige Ende (20) der Windung des Außengewindes (14) einen vollständigen Windungsquerschnitt besitzt.
Federaufnahmeteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Federaufnahmeteil (9, 11) an dem federseitigen Ende des Außengewindes (14) einen koaxial hervorstehenden Fortsatz (21) aufweist, der am Ende des Außengewindes (14) einen dem Grunddurchmesser (18) entsprechenden Außendurchmesser aufweist.
Federaufnahmeteil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Fortsatz (21) einen vom Ende des Außengewindes (14) zu seinem freien Ende hin sich reduzierende Außendurchmesser aufweist.
Federaufnahmeteil nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser sich vom Ende des Außengewindes zum freien Ende des Fortsatzes hin stufig reduziert.
Federaufnahmeteil nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser sich vom Ende des Außengewindes (14) zum freien Ende des Fortsatzes (21) hin kontinuierlich reduziert.
Federaufnahmeteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Federaufnahmeteil aus einem metallischen Werkstoff besteht.
Federaufnahmeteil nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Federaufnahmeteil (9, 11) aus einem formstabilen Kunststoff besteht.
Federaufnahmeteil nach einem der Ansprüche 14 und 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Federaufnahmeteil ein Spritzgußteil ist.
Federaufnahmeteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubenzugfeder (13) mit ihren Windungen einen Zylinder (2) und eine Kolbenstange (6) einer einen Dämpfer bildenden Kolben-Zylindereinheit mit Abstand umschließt, wobei die beiden Enden der Schraubenzugfeder (13) jeweils auf ein Federaufnahmeteil (9, 11) aufgeschraubt ist und das eine Federaufnahmeteil (9) am aus dem Zylinder (2) ragenden freien Ende der Kolbenstange (6) und das andere Aufnahmeteil (11) an dem diesem freien Ende der Kolbenstange (6) entgegengesetzten Ende des Zylinders (2) unter Vorspannen der Schraubenzugfeder (13) angeordnet ist.
Federaufnahmeteil nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben-Zylindereinheit und die Schraubenzugfeder (13) eine Ausstellfeder zum Öffnen einer Klappe, insbesondere eines Kofferraumdeckels eines Kraftfahrzeugs, bilden, wobei das einseitig aus dem Zylinder (2) herausragende Ende der Kolbenstange (6) an einem festen Bauteil oder der Klappe und das der Kolbenstange (6) entgegengesetzte Ende des Zylinders (2) an der Klappe oder dem festen Bauteil angelenkt ist, sowie die Kolbenstange (6) durch die Schraubenzugfeder (13) in Einfahrrichtung kraftbeaufschlagt ist.
Federaufnahmeteil nach einem der Ansprüche 16 und 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (2) durch den Kolben (5) in eine erste Arbeitskammer (3) und eine zweite Arbeitskammer (4) unterteilt ist, die zumindest teilweise mit einem inkompressiblen Fluid gefüllt sind und daß die Arbeitskammern (3, 4) über eine Drossel miteinander verbunden oder verbindbar sind,
Federaufnahmeteil nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitskammern (3, 4) bei einer Einschubbewegung der Kolbenstange (6) in den Zylinder (2) zumindest auf deren letztem Teil des Einschubwegs über die Drossel und bei einer Ausschubbewegung der Kolbenstange (6) über eine Überströmverbindung großen Querschnitts miteinander verbunden sind.
Federaufnahmeteil nach einem der Ansprüche 18 und 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Drossel und/oder die Überströmverbindung nutartig in der Innenwand des Zylinders ausgebildet sind.
Federaufnahmeteil nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Drossel und/oder die Überströmverbindung in dem Kolben ausgebildet sind.