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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zugfeder, insbesondere eine Heckklappenzugfeder für die Heckklappe eines Kraftfahrzeugs oder eine Heckdeckelzugfeder für den Heckdeckel eines Kraftfahrzeugs.
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Bei Heckklappenzugfedern und Heckdeckelzugfedern ergibt sich in der Praxis häufig das Problem, dass diese, z. B. beim Zuschlagen der Heckklappe oder des Heckdeckels oder bei einer Fahrt über eine Schlechtwegestrecke akustisch deutlich wahrnehmbare, unerwünschte Schwingungs- und Schwirrgeräusche von sich geben.
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Bislang gibt es auf dem Markt keine kostengünstigen Lösungen, mit denen bei solchen Heckklappenzugfedern und Heckdeckelzugfedern solche Schwingungs- und Schwirrgeräusche wirklich auf Dauer vermieden werden können.
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Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine kostengünstig herstellbare Zugfeder anzugeben, bei der das Auftreten von Schwingungs- oder Schwirrgeräuschen zuverlässig und dauerhaft vermieden wird, bei gleichzeitiger Beibehaltung der vollen Funktionalität einer solchen Zugfeder.
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Des Weiteren soll ein Kraftfahrzeug mit einer Heckklappe und einer Heckklappenzugfeder oder einem Heckdeckel und einer Heckdeckelzugfeder angegeben werden, bei dem das Auftreten von solchen Schwingungs- oder Schwirrgeräuschen bei allen auftretenden äußeren Bedingungen zuverlässig und dauerhaft vermieden wird, bei Beibehaltung der vollen Funktionalität der Öffnungs- und Schließunterstützung der Heckklappe oder des Heckdeckels.
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Diese Aufgaben werden durch den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
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Eine erfindungsgemäße Zugfeder, insbesondere eine Heckklappenzugfeder für die Heckklappe eines Kraftfahrzeugs oder eine Heckdeckelzugfeder für den Heckdeckel eines Kraftfahrzeugs, umfasst:
- einen Federdraht mit einer Vielzahl von Federwindungen, die einen Federkörper und einen Federinnenraum definieren; und
- ein in dem Federinnenraum angeordnetes, längliches und seitlich geschlitztes Schaumstoffstück, zur Dämpfung, Reduzierung oder Vermeidung von unerwünschten Schwingungs- oder Schwirrgeräuschen des Federkörpers.
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Gemäß einem Grundgedanken der Erfindung können akustisch deutlich wahrnehmbare störende Schwingungs- oder Schwirrgeräusche bei einer Zugfeder dadurch zuverlässig und dauerhaft vermieden werden, indem in dem Federinnenraum ein längliches und seitlich geschlitztes Schaumstoffstück angeordnet wird, das die unerwünschten Schwingungs- oder Schwirrgeräusche, die der Federkörper bei Schwingungsanregung normalerweise erzeugt, soweit dämpft oder reduziert, dass diese nicht mehr hörbar sind oder sogar ganz vermieden werden.
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Gemäß einem weiteren Grundgedanken der Erfindung bleibt ein solches längliches Schaumstoffstück dauerhaft in dem Federinnenraum und wandert nicht in axialer Richtung aus dem Federinnenraum heraus, z. B. nach einigen Betätigungen oder Lastwechseln der Zugfeder, wie dies bei internen Versuchen beobachtet worden ist, bei denen längliche und ungeschlitzte Schaumstoffstücke in dem Federinnenraum angeordnet worden sind.
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Durch ein erfindungsgemäß in dem Federinnenraum angeordnetes, längliches und seitlich geschlitztes Schaumstoffstück wird somit verhindert, dass - bildlich gesprochen - durch die atmenden Bewegungen der Zugfeder dieses in axialer Richtung aus dem Federinnenraum herauswandert bzw. herausmassiert wird und dadurch seine geräuschdämpfende, geräuschreduzierende oder geräuschvermeidende Funktion verliert.
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Gemäß einem weiteren Grundgedanken der Erfindung drückt sich das längliche und seitlich geschlitzte Schaumstoffstück mit seiner Außenkontur elastisch zwischen die Federwindungen und verbleibt über die gesamte Nutzungsdauer der Zugfeder an seiner Position in dem Federinnenraum. Durch die seitlichen Schlitze können die zwischen jeweils zwei benachbarten Schlitzen gelegenen Bereiche des Schaumstoffstücks sich besonders günstig zwischen Federwindungen drücken und insbesondere in diese eingreifen oder sogar zwischen diesen herausstehen. Dadurch wird ein axiales Wandern des Schaumstoffstücks aus dem Federinnenraum heraus zuverlässig vermieden.
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Durch das erfindungsgemäße längliche und seitlich geschlitzte Schaumstoffstück wird die Eigenfrequenz des Federkörpers insbesondere in einen höheren Frequenzbereich verschoben und die Abklingkurve der Schwingungen bei Anregung, z.B. durch Schlechtwegestrecke, wie Kopfsteinpflaster oder nicht asphaltierter Straße, oder beim Zuschlagen der Heckklappe oder des Heckdeckels wird deutlich verkürzt.
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Dass eine Zugfeder mit einem solchermaßen in den Federinnenraum angeordneten, länglichen und seitlich geschlitzten Schaumstoffstück die unerwünschten Schwingungs- oder Schwirrgeräusche des Federkörpers so zuverlässig und dauerhaft dämpft, reduziert oder ganz vermeidet und nicht in axialer Richtung aus dem Federkörper herauswandert, war überraschend. Andere auf den ersten Blick deutlich vielversprechende Alternativen konnten alle keine zuverlässige und dauerhafte Lösung für das erfindungsgemäße Problem bieten, insbesondere ungeschlitzte Schaumstoffstücke mit verschiedenen Materialien, Schaumstoffstücke mit speziellen Formen, z. B. U-förmig gefaltete Schaumstoffstücke, innere und äußere Führungen, etc.
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Eine erfindungsgemäße Zugfeder mit einem länglichen, seitlich geschlitzten Schaumstoffstück ist kostengünstig herstellbar.
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In der einfachsten Ausführung genügen schon ein oder wenige seitlich vorgesehene Schlitze in dem Schaumstoffstück. Vorzugsweise ist das längliche Schaumstoffstück mehrfach seitlich geschlitzt.
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Eine erfindungsgemäße Zugfeder kann überall dort angewendet werden, wo Schwingungs- oder Schwirrgeräusche des Federkörpers als problematisch empfunden werden und so gedämpft oder reduziert werden sollen, dass sie nicht mehr hörbar sind, oder ganz vermieden werden sollen.
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Eine bevorzugte Anwendung für eine erfindungsgemäße Zugfeder ist der Einsatz als Heckklappenzugfeder für die Heckklappe eines Kraftfahrzeugs, wobei in diesem Zusammenhang die Heckklappe als Schräg- oder Steilheckklappe verstanden wird, oder als Heckdeckelzugfeder für den Heckdeckel eines Kraftfahrzeugs, wobei hier der Heckdeckel als insbesondere im Schließzustande im Wesentlichen waagerecht angeordnete Heckdeckel einer Limousine verstanden wird.
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Gemäß einer weiteren Erkenntnis der Erfindung wird durch das in dem Federinnenraum angeordnete, länglich und seitlich geschlitzte Schaumstoffstück die Funktionalität der Zugfeder in vollem Maße aufrechterhalten, ohne dass eine Beeinträchtigung in der Funktionalität entsteht. Insbesondere bei einer Heckklappenzugfeder oder einer Heckdeckelzugfeder ist die Öffnungs- und Schließunterstützung, die durch eine solche Zugfeder bereitgestellt wird, in vollem Maße gegeben.
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Das erfindungsgemäße längliche und seitlich geschlitzte Schaumstoffstück ist dabei insbesondere so bemessen, dass es wenigstens bereichsweise an den radialen Innenseiten der Federwindungen anliegt.
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Wenn die zwischen zwei benachbarten Schlitzen liegenden Bereiche des Schaumstoffstücks im auseinander gezogenen Zugbelastungszustand der Zugfeder in Zwischenräume zwischen einander benachbarten Windungen des Federkörpers eingreifen oder aus diesen nach außen über die Außenkontur des Federkörpers herausstehen und die Feder danach wieder zusammengedrückt wird, verbleiben diese Bereiche mit wenigstens teilweise zwischen den Federwindungen und werden von diesen eingeklemmt und zuverlässig fixiert.
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Eine erfindungsgemäße Zugfeder kann auch als zylindrische Schraubenfeder aus Runddraht, Ovaldraht oder dergleichen bezeichnet werden.
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Für das erfindungsgemäße Schaumstoffstück sind eine Vielzahl von Schaumstoffmaterialien gut geeignet. Besonders gut geeignete Schaumstoffmaterialien sind Polyether-Schaumstoff, Polyurethan-Schaumstoff, Polyetherpolyurethan-Schaumstoff und Recycling-Verbundschaumstoff (z.B. PO 80 und POA 60).
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Gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung sind die seitlichen Schlitze des in dem Federinnenraum angeordneten, länglichen und seitlich geschlitzten Schaumstoffstücks so ausgebildet, dass sie einem axialen Wandern des Schaumstoffstücks infolge von Streckungs- und Zusammendrückbewegungen des Federkörpers entgegenwirken und ein solches axiales Wandern insbesondere unterbinden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind die zwischen den Schlitzen liegenden Bereiche wenigstens einer Seitenflanke des länglichen und seitlich geschlitzten Schaumstoffstücks so ausgebildet, dass sie bei einem Auseinanderziehen der Federkörpers wenigstens teilweise in Zwischenräume zwischen benachbarten Federwindungen eingreifen oder nach außen aus dem Federkörper herausstehen, wodurch das Schaumstoffstück bezüglich des Federkörpers insbesondere axial und/oder radial fixiert wird und/oder einem axialen Wandern infolge von Streckungs- und Zusammendrückbewegungen des Federkörpers entgegengewirkt wird und ein solches axiales Wandern insbesondere unterbunden wird.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Tiefe der Schlitze mindestens so groß wie der Stärke des Federdrahts bemessen.
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Dadurch können zwischen zwei benachbarten Federwindungen liegende Bereiche des Schaumstoffstücks in den Zwischenraum zwischen diesen Windungen eingreifen oder sogar aus diesem „herausschauen“, also über die Kontur des Federkörpers nach außen heraustreten. Dadurch wird ein axiales Wandern des Schaumstoffstücks besonderes zuverlässig vermieden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Anzahl der Schlitze an die Anzahl der Federwindungen angepasst und entspricht diesen insbesondere, bezogen auf eine bestimmte Länge des länglichen Schaumstoffstücks und auf einen bestimmten auseinandergezogenen Belastungszustand des Federkörpers. Dadurch können alle zwischen jeweils zwei benachbarten Schlitzen liegenden Bereiche des Schaumstoffstücks in entsprechende Zwischenräume zwischen einander benachbarten Federwindungen eingreifen oder aus diesen nach außen heraustreten.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das längliche und seitlich geschlitzte Schaumstoffstück in Querrichtung zusammengedrückt oder zusammengepresst in dem Federinnenraum angeordnet, zur Ausübung einer Schwingungs- oder Schwirrgeräusch-mindernden Kraft in radialer Richtung nach außen. Dadurch wird eine Schwingungs- oder Schwirrgeräusch-mindernde Kraft in radialer Richtung nach außen auf den Federkörper ausgeübt.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung hat das längliche und seitlich geschlitzte Schaumstoffstück im nicht zusammengedrückten Zustand einen Querschnitt, der in wenigstens einer Querrichtung eine Abmessung hat, die größer ist als der Querschnitt des Federinnenraums.
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Das längliche und seitlich geschlitzte Schaumstoffstück kann somit im nicht zusammengedrückten Zustand mit Übermaß gegenüber dem Querschnitt des Federinnenraums ausgebildet sein. Dadurch wird eine besonders zuverlässige und dauerhafte Fixierung des Schaumstoffstücks innerhalb des Federkörpers gewährleistet, und ein Herauswandern des Schaumstoffstücks in axialer Richtung aus dem Federkörper besonders zuverlässig vermieden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind die Schlitze in zwei einander gegenüberliegenden Seitenflanken vorgesehen. Dadurch wird das Schaumstoffstück sozusagen an zwei gegenüberliegenden Seiten gegenüber dem Federkörper und somit besonders zuverlässig fixiert. Wenn Schlitze an einander gegenüberliegenden Seitenflanken des Schaumstoffstücks vorgesehen sind, so können diese jeweils an gleichen Längenpositionen angeordnet sein. Alternativ dazu können die Schlitze einer Seitenflanke auch längs versetzt gegenüber den Schlitzen der anderen Seitenflanke angeordnet sein.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das längliche und seitlich geschlitzte Schaumstoffstück als im Wesentlichen quaderförmiges Schaumstoffstück ausgebildet, mit in wenigstens einer Seitenflanke davon, insbesondere in zwei gegenüberliegenden Seitenflanken davon eingebrachten Schlitzen. Das quaderförmige Schaumstoffstück kann dabei insbesondere einen rechteckigen oder quadratischen Querschnitt haben. Ein solches quaderförmiges Schaumstoffstück kann besonders kostengünstig hergestellt werden, indem es z.B. aus einer vorproduzierten Schaumstoffmatte in länglichen Streifen herausgeschnitten oder gestanzt wird.
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Alternativ dazu kann das längliche und seitlich geschlitzte Schaumstoffstück insbesondere im nicht zusammengedrückten Zustand einen runden, ovalen, elliptischen oder polygonförmigen Querschnitt haben, mit in wenigstens einer Seitenflanke davon, insbesondere in zwei gegenüberliegenden Seitenflanken davon eingebrachten Schlitzen.
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Prinzipiell sind für das längliche und seitlich geschlitzte Schaumstoffstück jedoch beliebige Außenformen, z.B. auch gefaltete Außenformen möglich.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind die Schlitze über einen Großteil der Länge der Seitenflanke, insbesondere über die gesamte Länge der Seitenflanke des länglichen und seitlich geschlitzten Schaumstoffstücks verteilt, insbesondere äquidistant verteilt.
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Dadurch kann ein Eingreifen der Seitenflankenbereiche jeweils zwischen zwei benachbarten Schlitzen in korrespondierende Zwischenräume zwischen einander benachbarten Federwindungen an vielen Stellen der Zugfeder und somit eine besonders zuverlässige und dauerhafte Fixierung des Schaumstoffstücks gegenüber des Federkörpers und ein besonders zuverlässiges Verhindern eines axialen Herauswanderns des Schaumstoffstücks aus dem Federkörper erreicht werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung entspricht der Abstand zwischen jeweils zwei benachbarten Schlitzen des Schaumstoffstücks im Wesentlichen dem Abstand zwischen jeweils zwei benachbarten Windungen der Zugfeder im Zugbelastungszustand.
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Dadurch kann ein Eingreifen der Seitenflankenbereiche jeweils zwischen zwei benachbarten Schlitzen in korrespondierende Zwischenräume zwischen einander benachbarten Federwindungen an vielen Stellen der Zugfeder und somit eine besonders zuverlässige und dauerhafte Fixierung des Schaumstoffstücks gegenüber des Federkörpers und ein besonders zuverlässiges Verhindern eines axialen Herauswanderns des Schaumstoffstücks aus dem Federkörper erreicht werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind die Schlitze quer, insbesondere im Wesentlichen rechtwinklig zur Oberfläche der bzw. einer Seitenflanke des länglichen und seitlich geschlitzten Schaumstoffstücks angeordnet.
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Alternativ dazu können die Schlitze schräg zu der bzw. einen Seitenflanke des länglichen und seitlich geschlitzten Schaumstoffstücks angeordnet sein.
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Die Schlitze können als gerade Schnitte oder Nuten ohne Materialverlust ausgebildet sein und/oder die Nutflanken eines Schlitzes können im Nicht-Belastungszustand wenigstens teilweise aneinander anliegen.
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Die Schlitze können als in die Seitenflanke eingebrachte Schnitte oder Nuten mit konstanter Breite ausgeführt sein.
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Bei allen solchen Schlitz-Ausbildungen greifen die zwischen den Schlitzen liegenden Bereiche des Schaumstoffstücks zuverlässig in Zwischenräume zwischen einander benachbarten Windungen ein oder stehen über die Außenkontur des Federkörpers heraus und sorgen für eine zuverlässige und dauerhafte Fixierung des Schaumstoffstücks gegenüber dem Federkörper und verhindern ein axiales Herauswandern des Schaumstoffstücks aus dem Federkörper.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind die Bereiche zwischen jeweils benachbarten Schlitzen der jeweiligen Seitenflanke höcker- oder quaderförmig ausgebildet, mit im Wesentlichen in der Seitenflanke liegenden Höcker-Oberflächen bzw. Quader-Oberflächen.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist das längliche und seitlich geschlitzte Schaumstoffstück an wenigstens einer Seitenflanke, insbesondere an zwei einander gegenüberliegenden Seitenflanken ein gezacktes Seitenflankenprofil auf, mit kerbenartigen Schlitzen, deren Breite in Richtung Tiefe abnimmt und mit zwischen jeweils zwei benachbarten Schlitzen angeordneten, insbesondere im Querschnitt zackenförmigen Erhöhungen.
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Auch bei einem solchen gezackten Seitenflankenprofil greifen die zackenförmigen Erhöhungen jeweils in Zwischenräume zwischen einander benachbarten Federwindungen ein oder stehen aus diesen nach außen über die Außenkontur des Federkörpers heraus und sorgen für eine zuverlässige Fixierung des Schaumstoffstücks innerhalb des Federkörpers und verhindern ein axiales Herauswandern des Schaumstoffstücks aus dem Federkörper.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist wenigstens ein Endstück, und sind insbesondere beide Endstücke des länglichen und seitlich geschlitzten Schaumstoffstücks ohne Schlitze, insbesondere quaderförmig ausgebildet.
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Alternativ dazu können sich die Schlitze bzw. das oder die Seitenflankenprofile über die gesamte Länge des Schaumstoffstücks erstrecken.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Länge des länglichen und seitlich geschlitzten Schaumstoffstücks geringer bemessen als die Länge des Federkörpers im unbelasteten Zustand der Zugfeder oder im Zustand L1 der Zugfeder. In der Praxis hat sich gezeigt, dass Schaumstoffstücke, deren Länge im unbelasteten Zustand der Zugfeder oder im Zustand L1 der Zugfeder geringer ist als die Länge des Federkörpers, besonders gut funktionieren, also die Schwingungs- oder Schwirrgeräusche besonders effektiv dämpfen oder reduzieren bzw. sogar ganz vermeiden.
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Alternativ dazu kann die Länge des länglichen und seitlich geschlitzten Schaumstoffstücks in etwa der Länge des Federkörpers in unbelasteten Zustand der Zugfeder oder im Zustand L1 der Zugfeder entsprechen.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das längliche und seitlich geschlitzte Schaumstoffstück vollständig in den Federinnenraum der Zugfeder eingebracht ist, sodass beide Endflächen des länglichen und seitlich geschlitzten Schaumstoffstücks innerhalb des Federinnenraums der Zugfeder liegen.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Zugfeder als Heckklappen- oder Heckdeckelzugfeder ausgebildet, mit einem zur Anbindung an einem karosserieseitigen Anbindungspunkt eines Kraftfahrzeugs bestimmten ersten Federende und mit einem zur Anbindung an einem heckklappen- oder heckdeckelseitigen Anbindungspunkt des Kraftfahrzeugs bestimmten zweiten Federende.
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Die Erfindung betrifft auch ein Kraftfahrzeug mit einer Heckklappe oder einem Heckdeckel; wobei eine Heckklappen- oder Heckdeckelzugfeder der hier beschriebenen Art mit einem ersten Federende an einem karosserieseitigen Anbindungspunkt und mit einem zweiten Federende an einem heckklappen- oder heckdeckelseitigen Anbindungspunkt des Kraftfahrzeugs angelenkt ist, zur Unterstützung einer Offen- und/oder Schließbewegung der Heckklappe oder des Heckdeckels des Kraftfahrzeugs und zur Dämpfung, Reduzierung oder Vermeidung von unerwünschten Schwingungs- und Schwirrgeräuschen des Federkörpers.
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Alle vorstehend mit Bezug auf die Zugfeder angegebenen Vorteile und Ausführungsformen treffen in gleicher Weise für ein solches Kraftfahrzeug zu und werden an dieser Stelle nicht noch einmal wiederholt.
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Bei einem solchen Kraftfahrzeug werden Schwingungs- und Schwirrgeräusche des Federkörpers durch das erfindungsgemäße längliche und seitlich geschlitzte Schaumstoffstück soweit gedämpft oder reduziert, dass sie nicht mehr hörbar sind, oder sogar ganz vermieden. Gleichzeitig wird die Öffnungs- und Schließunterstützung durch die erfindungsgemäße Zugfeder in vollem Maße gewährleistet.
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Die Erfindung betrifft auch die Verwendung einer Heckklappen- oder Heckdeckelzugfeder der hier beschriebenen Art in einem Kraftfahrzeug, als Dämpfungselement und zur Vermeidung eines axialen Wanderns des Schaumstoffstücks innerhalb des Federinnenraums oder aus diesem heraus und somit zur dauerhaften Dämpfung, Reduzierung oder Vermeidung von unerwünschten Schwingungs- oder Schwirrgeräuschen des Federkörpers.
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Bei Versuchen hat sich gezeigt, dass besonders gute Ergebnisse erzielt werden, wenn das Schaumstoffstück erst unmittelbar vor Betätigung der Zugfeder in den Federinnenraum eingebracht wird. Weniger gute Ergebnisse werden erzielt, wenn das Schaumstoffstück in den Federinnenraum eingebracht wird und die Betätigung der Feder dem Einbringen zeitlich erst deutlich nachgelagert erfolgt.
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Für das erfindungsgemäße längliche und seitlich geschlitzte Schaumstoffstück können eine Vielzahl von verschiedenen Materialien zum Einsatz kommen.
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Die Erfindung ist nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die beiliegenden Figuren näher erläutert.
- 1 zeigt eine schematische Teilansicht eines Kraftfahrzeugs 2 mit einer Karosserie 4 und einem Heckdeckel 6.
- 2 zeigt anhand ihrer 2(a) eine schematische perspektivische Ansicht eines ersten länglichen und seitlich geschlitzten Schaumstoffstücks 22, anhand ihrer 2(b) eine Seitenansicht einer Zugfeder 12 in ihrem Belastungszustand L1 und anhand ihrer 2(c) eine Schnittansicht, entlang einer LängsSymmetrieebene, der Zugfeder 12 aus 2(b) mit dem in den Federinnenraum eingesetzten Schaumstoffstück 22 aus 2(a).
- 3 zeigt anhand ihrer 3(a) eine schematische perspektivische Ansicht eines zweiten länglichen und seitlich geschlitzten Schaumstoffstücks 32, anhand ihrer 3(b) eine Seitenansicht einer Zugfeder 12 in ihrem Belastungszustand L1 und anhand ihrer 3(c) eine Schnittansicht, entlang einer LängsSymmetrieebene, der Zugfeder 12 aus 3(b) mit dem in den Federinnenraum eingesetzten Schaumstoffstück 32 aus 3(a).
- 4 zeigt anhand ihrer 4(a) eine schematische perspektivische Ansicht eines dritten länglichen und seitlich geschlitzten Schaumstoffstücks 42, anhand ihrer 4(b) eine Seitenansicht einer Zugfeder 12 in ihrem Belastungszustand L1 und anhand ihrer 4(c) eine Schnittansicht, entlang einer LängsSymmetrieebene, der Zugfeder 12 aus 4(b) mit dem in den Federinnenraum eingesetzten Schaumstoffstück 42 aus 4(a).
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1 zeigt eine schematische Teilansicht eines Kraftfahrzeugs 2, insbesondere einer Limousine, mit einer Karosserie 4 und einem Heckdeckel 6. Die 1 zeigt in etwa die hintere Hälfte der Karosserie 4 einschließlich des Heckdeckels 6.
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Dieser Heckdeckel 6 ist über einen Bügel 8 an einem Gelenkpunkt 10 an der Karosserie 4 schwenkbar befestigt und zwischen der in 1 gezeigten Schließposition und einer nicht gezeigten geöffneten Position, in der man sich den Heckdeckel 6 nach oben geschwenkt vorstellen möge, schwenkbar. Zur Unterstützung der Öffnungs- und/oder Schließbewegung ist eine Zugfeder, insbesondere eine Heckdeckelzugfeder 12 vorgesehen, die zwischen einem karosserieseitigen Anbindungspunkt 14 und einem heckdeckelseitigen Anbindungspunkt 16 angeordnet ist. Im vorliegenden Beispiel liegt der heckdeckelseitigen Anbindungspunkt 16 der Heckdeckelzugfeder 12 an dem Bügel 8 nahe dem Gelenkpunkt 10.
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Alternativ dazu kann man sich ein Kraftfahrzeug mit Schrägheck oder Steilheck vorstellen, mit einer Heckklappe, die auf analoge Weise zwischen einer geschlossenen und einer geöffneten Position schwenkbar ist und bei der die Öffnungs- und/oder Schließbewegung durch eine Heckklappenzugfeder unterstützt wird. Diese ist analog dazu zwischen einem karosserieseitigen Anbindungspunkt und einem heckklappenseitigen Anbindungspunkt, insbesondere an einem Bügel der Heckklappe angeordnet.
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Das in 2(a) gezeigte längliche und seitlich geschlitzte Schaumstoffstück 22 hat eine längliche quaderartige Grundform und ist insbesondere aus einer vorproduzierten Schaumstoffmatte herausgeschnitten worden.
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Quer über seine Oberseite und quer über seine Unterseite sind Schlitze 24 eingebracht, die insbesondere materialabtragsfrei ausgeführt sind, sodass deren gegenüberliegende Seitenflanken jeweils aneinander anliegen. Die Tiefe dieser Schlitze 24 ist mindestens so groß ausgeführt wie die Stärke des Federdrahts der Zugfeder 12, die in den 2(b) und 2(c) gezeigt ist.
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Die zwischen jeweils zwei benachbarten Schlitzen 24 liegenden Bereiche 26 der Oberseiten und Unterseiten des Schaumstoffstücks 22 haben von der Seite gesehen die Form eines Höckers. Die Schlitze 24 sind dabei insbesondere äquidistant in die Oberseiten und Unterseiten des Schaumstoffstücks 22 eingebracht und über diese insbesondere äquidistant verteilt.
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Die Endstücke 28 entsprechen in dem vorliegenden, nicht beschränkenden Ausführungsbeispiel hinsichtlich ihrer Breite der Breite der zwischen zwei benachbarten Schlitzen liegenden, höckerförmigen Bereiche 26.
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In 2(a) ist das Schaumstoffstück 22 im nicht zusammengedrückten Zustand gezeigt. Das Schaumstoffstück 22 ist in diesem nicht zusammengedrückten Zustand mit Übermaß gegenüber dem Querschnitt des Federinnenraums der Zugfeder 12 ausgebildet. Mit anderen Worten ist die Abmessung in Querrichtung und/oder die Abmessung in Höhenrichtung des Schaumstoffstücks 22 größer als der Querschnitt des Federinnenraums.
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In 2(b) ist die Schraubenfeder mit ihrem karosserieseitigen Anbindungspunkt 14, mit ihrem heckdeckel- bzw. heckklappenseitigen Anbindungspunkt 16 und mit ihrer Vielzahl von Federwindungen 18 gut zu erkennen. Zur Herstellung der Zugfeder 12 ist ein Federdraht zu einer Vielzahl von Federwindungen 18 gewunden worden. Diese Federwindungen 18 definieren einen Federkörper und einen Federinnenraum.
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In 2(b) ist die Zugfeder 12 im gering vorgespannten, also etwas auseinandergezogenen Zustand L1 gezeigt. Dabei sind Zwischenräume 20 jeweils zwischen zwei benachbarten Federwindungen 18 vorhanden. Wenn die Zugfeder 12 belastet wird, also die beiden Anbindungspunkte 14 und 16 auseinandergezogenen werden, so vergrößert sich die Länge der Zugfeder 12, und die Steigung der Federwindungen 18 und die Breite der Zwischenräume 20 vergrößern sich ebenfalls.
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Als L1 wird derjenige Belastungszustand einer Heckklappen- oder HeckdeckelZugfeder 12 bezeichnet, bei dem die Heckklappe oder der Heckdeckel geöffnet ist und die Zugfeder nur gering vorgespannt ist. Die Zugfeder ist dabei insbesondere so weit vorgespannt, dass sie die Heckklappe oder den Heckdeckel offen hält.
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Dieser Zustand L1 ist von dem hier nicht gezeigten nicht vorgespannten Zustand zu unterscheiden, bei dem die jeweils benachbarten Federwindungen 18 aneinander anliegen.
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In dem hier nicht gezeigten Belastungszustand L2 der Heckklappen- oder Heckdeckel-Zugfeder 12 ist diese voll vorgespannt, und die Abstände zwischen jeweils benachbarten Federwindungen 18 sind maximal. In diesem Zustand L2 ist die Heckklappe oder der Heckdeckel geschlossen, und die Öffnungsunterstützung zum Öffnen der Heckklappe oder des Heckdeckels aus diesem Zustand L2 heraus ist maximal.
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In den 2(b) und (c), 3(b) und (c) und 4(b) und (c) ist die Zugfeder 12 jeweils in ihrem Belastungszustand L1 gezeigt.
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In 2(c) ist nun das längliche und seitlich geschlitzte Schaumstoffstück 22 aus 2(a) in den Federinnenraum der Zugfeder 12 aus 2(b) eingesetzt. Wie gut zu erkennen ist, ist die Länge des Schaumstoffstücks 22 geringer als die Länge des Federkörpers im Zustand L1 der Zugfeder 12. Die Endfläche des linken Endstücks 28 liegt auf einer Höhe beabstandet von der vordersten Windung 18, und ebenso liegt die Endfläche des rechten Endstücks 28 auf einer Höhe beabstandet von der hintersten Windung 18 der Zugfeder 12. Das Schaumstoffstück 22 ist so in den Innenraum der Zugfeder 12 eingesetzt, dass es den Querschnitt des Federinnenraums vollständig ausfüllt. Wie in 2(c) gut zu erkennen ist, liegt das Schaumstoffstück 22 mit seiner Unterseite und mit seiner Oberseite (und ebenso mit seinen Seitenflanken (was in der Schnittdarstellung von 2(c) nicht zu erkennen ist)) an den radialen Innenseiten der Federwindungen 18 an.
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Das Schaumstoffstück 22 hat im nicht zusammengedrückten Zustand gemäß 2(a) eine Abmessung in Querrichtung und in Höhenrichtung, die größer ist als der Querschnitt des Federinnenraums. Mit anderen Worten ist das Schaumstoffstück 22 im nicht zusammengedrückten Zustand mit Übermaß gegenüber dem Querschnitt des Federinnenraums ausgebildet. Wenn nun die Zugfeder 12 von dem Zustand L1 in den Zustand L2 gebracht, also so weit auseinandergezogen wird, dass die Abstände zwischen zwei benachbarten Schlitzen 24 den Abständen zwischen zwei Federwindungen 18 entsprechen, greifen die Federwindungen 18 in die Schlitze 24 ein, und die dazwischen liegenden Bereiche 26 füllen die Zwischenräume 20 zwischen den benachbarten Federwindungen 18 aus oder erstrecken sich sogar ein Stück weit über die Außenkontur des Federkörpers heraus.
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Dieser Effekt ist in den Eckbereichen des im Querschnitt ja rechteckigen oder quaderförmigen Schaumstoffstücks 12 besonders stark ausgeprägt.
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Wenn die Zugfeder 12 danach in den Zustand L1 gemäß 2(c) zusammengezogen wird, verbleiben die Bereiche 26 wenigstens teilweise in dem Zustand in den Zwischenräumen 20 zwischen jeweils benachbarten Federwindungen 18 oder radial über die Kontur des Federinnenraums herausstehend.
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Das Schaumstoffstück 22 dämpft und reduziert unerwünschte Schwingungs- oder Schwirrgeräusche des Federkörpers soweit, dass sie nicht mehr hörbar sind, oder vermeidet diese sogar ganz.
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Durch das Eingreifen der zwischen den Schlitzen 24 liegenden Bereiche 26 in die Zwischenräume 20 zwischen benachbarten Federwindungen 18 oder durch das Herausstehen nach außen aus diesen, wird das Schaumstoffstück 22 bzgl. des Federkörpers axial und insbesondere auch radial fixiert. Einem axialen Wandern in Folge von Streckungs- und Zusammendrückbewegungen des Federkörpers wird somit zuverlässig entgegengewirkt, und ein solches axiales Wandern wird insbesondere vollständig verhindert.
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Das Schaumstoffstück 32 von 3(a) entspricht im Wesentlichen dem Schaumstoffstück 22 aus 2(a), wobei hier im Unterschied die Schlitze 24 breiter ausgeführt sind, dass die Seitenflanken jeweils eines Schlitzes 24 zueinander beabstandet sind.
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Sowohl bei dem Schaumstoffstück 22 aus 2(a) als auch bei dem Schaumstoffstück 32 aus 3(a) sind die Schlitze quer, insbesondere im Wesentlichen rechtwinklig zur Oberseite bzw. zur Unterseite des Schaumstoffstücks 22, 32 ausgebildet und erstrecken sich über die gesamte Breite des Schaumstoffstücks 22, 32.
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Die Schlitze 24 können auch als Schnitte oder Nuten bezeichnet werden und haben bis zu ihrem Boden eine konstante Breite. Die gegenüberliegenden Flanken eines Schlitzes 24 sind im nicht belasteten Zustand beabstandet zueinander angeordnet.
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Die Zugfeder 12 in 3(b) entspricht der Zugfeder 12 der 2(b), und wird hier nicht noch einmal separat beschrieben. Gleiche Merkmale sind mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
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Bei der Zugfeder 12 von 3(c) ist wiederum ein Schaumstoffstück 32 in den Federinnenraum eingebracht. In der Darstellung der 3(c) weicht die Anzahl der Schlitze 24 in der Oberseite und der Unterseite des Schaumstoffstücks 32 von der Darstellung der 3(a) ab, was allerdings zeichnerische Gründe hat.
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Die Zugfeder 12 mit eingesetztem Schaumstoffstück 32 in 3(c) entspricht weitestgehend der Zugfeder 12 mit eingesetztem Schaumstoffstück 22 der 2(c). Auf diese Beschreibung wird hier Bezug genommen, und diese wird hier nicht noch einmal wiederholt. Gleiche Merkmale sind mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
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Im Unterschied zu dem Schaumstoffstück 22 ist bei dem Schaumstoffstück 32 die Breite der Schlitze 24 an die Breite des Federdrahts angepasst, was in 3(c) gut zu erkennen ist. Dadurch können die Federwindungen 18 besonders gut in die Schlitze 24 eingreifen.
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Das in 4(a) gezeigte Schaumstoffstück 42 hat an seiner oberen Seitenflanke und seiner unteren Seitenflanke jeweils ein gezacktes Seitenflankenprofil mit kerbenartigen Schlitzen 44, dessen Breite in Richtung Tiefe abnimmt und mit zwischen jeweils zwei benachbarten kerbenartigen Schlitzen 44 angeordneten, im Querschnitt zackenförmigen Erhöhungen 46.
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Wiederum erstrecken sich die kerbenartigen Schlitze 44 und die dazwischen liegenden Bereiche, die hier ja als zackenförmige Erhöhungen 46 ausgebildet sind, über die gesamte Breite des Schaumstoffstücks 42.
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Die Endstücke 28 des Schaumstoffstücks 42 sind ohne Schlitze und insbesondere quaderförmig ausgebildet.
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Die Zugfeder 12 in 4(b) entspricht der Zugfeder 12 der 2(b) und der 3(b), und wird hier nicht noch einmal separat beschrieben. Gleiche Merkmale sind mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
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In 4(c) ist das Schaumstoffstück 42 wiederum in den Federinnenraum der Zugfeder 12 eingesetzt. Man kann das gezackte Seitenflankenprofil an der Oberseite und Unterseite des Schaumstoffstücks 42 gut erkennen. Wiederum nimmt das Schaumstoffstück 42 nur einen Teilbereich der Länge des Federinnenraums ein, füllt diesen aber mit seinen Endstücken 28 und mit seinen zackenförmigen Erhöhungen 46 im Querschnitt gesehen vollständig aus. Wenn nun die Zugfeder 12 von dem in 4(c) gezeigten Zustand L1 auseinandergezogen und in den Zustand L2 gebracht wird, greifen die zackenförmigen Erhöhungen 46 in Zwischenräume 20 zwischen jeweils benachbarten Federwindungen 18 ein oder stehen sogar aus diesen nach außen über die Außenkontur des Federkörpers heraus. Sie verbleiben wenigstens teilweise in diesen Zwischenräumen, auch wenn die Zugfeder 12 danach wieder in den in 4(c) gezeigten Zustand L1 gebracht wird.
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Dieser Effekt ist in den Eckbereichen der zackenförmigen Erhöhungen 46 und der Endstücke 28, die im Querschnitt gesehen ja rechteckig oder quaderförmig sind, besonders stark ausgeprägt.
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Dadurch wird das Schaumstoffstück 42 bzgl. des Federkörpers fixiert, axial und insbesondere auch radial. Einem axialen Wandern des Schaumstoffstücks 42 in Folge von Streckungs- und Zusammendrückbewegungen des Federkörpers wird entgegengewirkt und ein solches axiales Wandern wird insbesondere vollständig verhindert. Dadurch werden Schwingungs- oder Schwirrgeräusche des Federkörpers so weit gedämpft oder reduziert, dass sie nicht mehr hörbar sind, oder sie werden sogar vollständig vermieden.
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Bezugszeichenliste
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- 2
- Kraftfahrzeug
- 4
- Karosserie
- 6
- Heckdeckel
- 8
- Heckdeckelbügel
- 10
- karosserieseitiger Gelenkpunkt
- 12
- Zugfeder
- 14
- karosserieseitiger Anbindungspunkt
- 16
- heckdeckelseitiger Anbindungspunkt
- 18
- Federwindungen
- 20
- Zwischenräume
- 22
- erstes längliches und geschlitztes Schaumstoffstück
- 24
- Schlitze
- 26
- höckerförmige Bereiche zwischen Schlitzen
- 28
- Endstücke
- 32
- zweites längliches und geschlitztes Schaumstoffstück
- 42
- drittes längliches und geschlitztes Schaumstoffstück
- 44
- kerbenartige Schlitze
- 46
- zackenförmige Erhöhungen