DE10343928B3

DE10343928B3 - Ausstellfeder

Info

Publication number: DE10343928B3
Application number: DE2003143928
Authority: DE
Inventors: Bernd Dipl.-Ing. Rosenstein (Fh)
Original assignee: Stabilus GmbH
Current assignee: Stabilus GmbH; Bayerische Motoren Werke AG; Innotec Forschungs und Entwicklungs GmbH
Priority date: 2003-09-20
Filing date: 2003-09-20
Publication date: 2004-11-11
Anticipated expiration: 2023-09-21

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Ausstellfeder zum Öffnen einer Klappe mit einem als Kolben-Zylinder-Einheit 1 ausgebildeten Dämpfer, dessen einseitig aus dem Zylinder 2 herausragendes Ende einer Kolbenstange 6 an einem festen Bauteil und dessen der Kolbenstange 6 entgegengesetztes Ende des Zylinders 2 an der Klappe angelenkt ist. Die Kolbenstange 6 ist in Einfahrrichtung durch eine Schraubenzugfeder 13 kraftbeaufschlagt. Die beiden Enden der Schraubenzugfeder 13 sind als Haken 14 ausgebildet und in entsprechende Aufnahmen am aus dem Zylinder 2 ragenden freien Ende der Kolbenstange 6 und dem diesem freien Ende der Kolbenstange 6 entgegengesetzten Ende des Zylinders 2 unter Vorspannen der Schraubenzugfeder 13 einhakbar.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Ausstellfeder zum Öffnen einer Klappe, insbesondere eines Kofferraumdeckels eines Kraftfahrzeugs, mit einem als Kolben-Zylinder-Einheit ausgebildeten Dämpfer, dessen einseitig aus dem Zylinder herausragendes Ende einer Kolbenstange an einem festen Bauteil oder der Klappe und dessen der Kolbenstange entgegengesetztes Ende des Zylinders an der Klappe oder dem festen Bauteil angelenkt ist, sowie mit einer Schraubenzugfeder, durch die die Kolbenstange in Einfahrrichtung kraftbeaufschlagt ist.

Derartige Ausstellfedern ( DE 37 23 449 A1 ) dienen dem selbstständigen Öffnen oder Unterstützen eines Öffnens mit Handkraft einer Klappe, insbesondere eines Kofferraumdeckels. Dabei wird zum Öffnungsvorgang die Zugfeder komprimiert. Da die Kräfte einer Schraubenzugfeder weitgehend temperatur-unabhängig sind, kommt es nicht zu einem von der jeweils herrschenden Temperatur unterschiedlichen Öffnungsverhalten der Klappe. Durch den Dämpfer erfolgt der Bewegungsverlauf gedämpft. Insbesondere ist der Dämpfer auf dem letzten Teil der Kompression der Schraubenzugfeder und damit auf dem letzten Teil des Öffnungsweges der Klappe wirksam, um ein hartes Anschlages in der völligen Offenposition zu vermeiden. Die ses harte Anschlagen, das häufig auch noch ein Zurückschlagen und Einwippen in die Öffnungsposition erzeugt, führt zu einer erheblichen Belastung der Scharniere der Klappe.

Aufgabe der Erfindung ist es daher eine Ausstellfeder der eingangs genannten Art mit den o.g. Vorteilen zu schaffen, die bei geringem Bauraumerfordernis und leichter Montierbarkeit einen wenige und kostengünstige Bauteile aufweisenden Aufbau besitzt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die beiden Enden der Schraubenzugfeder als Haken ausgebildet sind und in entsprechende Aufnahmen am aus dem Zylinder ragenden freien Ende der Kolbenstange und dem diesem freien Ende der Kolbenstange entgegengesetzten Ende des Zylinders unter Vorpannen der Schraubenzugfeder einhakbar sind.

Durch die Ausbildung der Enden der Schraubenzugfeder als Haken sind keine zusätzlichen Verbindungselemente zum Verbinden der Enden der Schraubenzugfeder mit dem Zylinder und der Kolbenstange erforderlich, so daß die Schraubenzugfeder in Mehrfachfunktion Zugkraftelement und Befestigungselement ist. Gleichzeitig ist durch die wenigen Bauteile der Montageaufwand gering.

Das Ausbilden der Enden der Schraubenzugfeder als Haken reduziert sowohl das Gewicht als auch den erforderlichen Bauraum. Dies ist insbesondere bei der Anwendung in einem Kraftfahrzeug zum Öffnen des Kofferraumdeckels von Vorteil, da der in einem Kraftfahrzeug zur Verfügung stehende Einbauraum sehr begrenzt ist.

Das einfache Einhaken der Haken in die entsprechenden Aufnahmen macht den Montagevorgang einfach, so daß er problemlos durch Hilfskräfte oder auch maschinell durchführbar ist.

Es versteht sich, daß die Schraubenzugfeder nicht nur einen zylindrischen Aufbau sondern auch einen davon abweichenden wie z.B. tonnenförmigen Aufbau haben kann.

Eine weitere Reduzierung des erforderlichen Bauraums wird dadurch erreicht, daß die Schraubenzugfeder mit ihren Windungen Zylinder und Kolbenstange mit Abstand umschließt. Damit wird der ohnehin von der Schraubenzugfeder benötigte Bauraum mit ausgenutzt.

Sind die Hakenöffnungen der beiden Haken einander zugewandt, so ist eine einfache Montierbarkeit von Hand aber auch eine leichte maschinelle Montierbarkeit gegeben. Es versteht sich, daß die Hakenöffnungen auch in voneinander unterschiedliche Richtungen gerichtet sein können.

Ebenfalls eine Reduzierung von Bauteilen durch Doppelfunktion wird erreicht, wenn an dem aus dem Zylinder ragenden freien Ende der Kolbenstange und/oder an dem diesem Ende der Kolbenstange entgegengesetzten Ende des Zylinders ein axial wegragendes Anschlußstück zum Verbinden mit der Klappe oder dem festen Bauteil angeordnet ist und die Aufnahme für die Haken an einem oder beiden Anschlußstücken angeordnet sind.

In einfach herzustellenden Weise kann das Anschlußstück eine sich etwa quer zur Längserstreckung der Kolben-Zylinder-Einheit erstreckende Öffnung aufweisen, in die der Haken der Schraubenzugfeder eingreifbar ist.

Dazu kann die Öffnung quer zur Längserstreckung der Kolben-Zylinder-Einheit durchgehend ausgebildet sein.

Eine andere ebenfalls leicht herzustellende Ausführungsform besteht darin, daß die Aufnahme des Hakens an dem stirnseitigen freien Ende des Anschlußstücks angeordnet ist.

Der Haken ist einfach herstellbar, wenn er eine runde Hakenform besitzt. Es ist aber auch z.B. eine eckige Hakenform möglich.

Ein die abzufangenden Zugkräfte auf einen längeren Bereich des Hakens verteilende Ausbildung besteht darin, das stirnseitig freie Ende des Anschlußstücks eine der Form des Hakens angepaßte Kontur besitzt.

Dies ist besonders einfach erreichbar, wenn das freie Ende des Anschlußstücks und/oder der Haken eine etwa kreisförmige Kontur besitzen.

Zur Sicherung des Hakens in seiner Einbaulage kann die Aufnahme eine sich über das stirnseitige freie Ende des Anschlußstücks erstreckende Nut sein.

Ein einfaches gelenkiges Verbinden mit der Klappe oder dem festen Bauteil ist dadurch möglich, daß das oder die Anschlußstücke eine sich quer zur Längserstreckung der Kolben-Zylinder-Einheit erstreckende, durchgehende Gelenkbohrung aufweisen, in die ein Gelenkzapfen zum Anlenken an die Klappe und/oder das feste Bauteil einführbar ist.

Der Dämpfer besitzt einen einfachen und defektunanfälligen Aufbau, wenn der Zylinder durch den Kolben in eine erste Arbeitskammer und eine zwei te 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 Seitenansicht eines ersten Ausführungsbeispiels einer Ausstellfeder
2 eine Draufsicht eines ersten Anschlußstücks der Ausstell-Feder nach 1
3 eine Draufsicht eines zweiten Anschlußstücks der Ausstellfeder nach 1
4 eine Seitenansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Ausstellfeder
5 eine Draufsicht eines ersten Anschlußstücks der Ausstellfeder nach 4
6 eine Draufsicht eines zweiten Anschlußstücks der Ausstellfeder nach 4
7 eine Querschnittsansicht einer Kolben-Zylinder-Einheit einer Ausstellfeder nach 4
8 eine vergrößerte Querschnittsansicht des Kolbens der Kolben-Zylinder-Einheit nach 7.
Die in den Figuren dargestellten Ausstellfedern besitzen 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.
Auf das Gewinde 8 der Kolbenstange 6 ist ein Anschlußstück 10, 10'' aufgeschraubt, das eine sich quer zur Längserstreckung der Kolben-Zylinder-Einheit 1 erstreckende Gelenkbohrung 11 aufweist, in die ein nicht dargestellter Gelenkzapfen zum Anlenken an eine Klappe oder ein festes Bauteil einführbar ist.
An dem dem freien Ende der Kolbenstange 6 entgegengesetzten Ende des Zylinders 2 ist ein weiteres Anschlußstück 10', 10''' z.B. durch Schweißen befestigt, das ebenfalls eine Gelenkbohrung 11 aufweist.
Die in den 2 und 3 dargestellten Anschlußstücke 10, 10' sind etwa U-förmig ausgebildet, so daß eine zum freien Ende hin offene, sich quer zur Längserstreckung der Kolben-Zylinder-Einheit 1 durchgehend erstrekkende Öffnung 12 gebildet ist.
Die stirnseitigen freien Enden der in den 5 und 6 dargestellten Anschlußstücke 10'' und 10''' besitzen eine etwa kreisförmige Kontur, über die sich eine eine Aufnahme bildende Nut 16 erstreckt.
Der Zylinder 2 und die Kolbenstange 6 sind von Windungen einer Schraubenzugfeder 13 mit Abstand umschlossen. Die beiden Enden der Schraubenzugfeder 13 sind als axial sich erstreckende Haken 14 mit etwa kreisförmiger Kontur ausgebildet, deren Hakenöffnungen 15 einander zugewandt sind.
Bei den Anschlußstücken 10 und 10' sind die Haken 14 in die Öffnungen 12 eingehakt, wobei die Schraubendruckfeder 13 in jeder Ausfahrposition der Kolbenstange 6 vorgespannt ist.
Dies trifft auch bei den Anschlußstücken 10'' und 10''' zu, bei denen die Haken 14 etwa die gleiche Kontur wie die Nuten 16 besitzen, in die sie eingehakt sind.
Bei geöffneter Klappe befindet sich die Kolbenstange 6 in ihrer am weitesten ausgefahrenen Stellung und die Schraubendruckfeder 13 weist ihre größte Vorspannung auf. Nach Freigabe der Klappe wird diese durch die Zugkraft der Schraubendruckfeder 13 in ihre Öffnungsstellung gezogen.
Damit diese Öffnungsbewegung gedämpft erfolgt, weist der Kolben 5 eine in Strömungsrichtung von der ersten Arbeitskammer 3 in die zweite Arbeitskammer 4 wirksame Drossel 17 auf.
Der Kolben 5 besitzt in einem axialen Abstand voneinander ein der ersten Arbeitskammer 3 näheres scheibenartiges Drosselstück 18 und ein der zweiten Arbeitskammer 4 näheres scheibenartiges Überströmstück 19, die über ein koaxiales Zylinderstück 20 wesentlich geringeren Durchmessers miteinander verbunden sind. Zwischen dem Drosselstück 18 und dem Überströmstück 19 sind eine dem Drosselstück 18 nähere Flatterringscheibe 21 und eine dem Überströmstück 19 näherer Dichtring 22 angeordnet, der mit seinem Außenumfang dichtend an der Innenwand des Zylinders 2 in Anlage ist.
Sowohl die Flatterringscheibe 21 als auch der Dichtring 22 sind unterströmbar.
Auf der der Flatterringscheibe 21 zugewandeten Stirnfläche besitzt das in seinem Außenumfang umströmbare Drosselstück 18 radiale nutartige Drosselkanäle 23, die zur Flaterringscheibe 21 hin offen sind und im Bereich des Zylinderstücks 20 in einen am Drosselstück 18 ausgebildeten, zur Flatterringscheibe 21 hin offenen Ringkanal 24 münden.
Das Überströmstück 19 ist eine Sternscheibe, deren Lücken zwischen den Sternzähnen wesentlich radial tiefer ragen als es der Innendurchmesser des Dichtrings 22 ist.
Bei einer Einschubbewegung der Kolbenstange 6 in den Zylinder 2 bewegt sich der Kolben 5 in die mit einem Pfeil dargestellte Richtung. Durch die Reibung, mit der der Dichtring 22 an der Innenwand des Zylinders 2 anliegt, bewegt sich der Dichtring 22 relativ zum Kolben 5 zum Drosselstück 18 und hält die Flatterringscheibe 21 axial fest gegen das Drosselstück 18. Dadurch ist die axiale Öffnung der Drosselkanäle 22 von der Flatterringscheibe 21 abgedeckt, so daß nur noch ein Drosselquerschnitt zum Durchströmen vorhanden ist.
Durch die Einschubbewegung der Kolbenstange 6 wird von dem Kolben 5 Fluid aus der ersten Arbeitskammer 3 verdrängt, das außen um das Drosselstück 18 durch die Drosselkanäle 23, den Ringkanal 24, die Flatterringscheibe 21 und den Dichtring 22 innen durchströmend durch die Lücken großen Querschnitts des Überströmstücks 19 in die zweite Arbeitskammer 4 gelangt.
Der geringe Querschnitt der Drosselkanäle 23 läßt dabei nur eine gedämpfte Einschubbewegung zu.
Bei einer Ausschubbewegung der Kolbenstange 6 bewegt sich der Dichtring 22 relativ zum Überströmstück 19, so daß die Flatterringscheibe 21 von dem Drosselstück 18 abheben kann und zwischen Flatterringscheibe 21 und Drosselstück 18 ein großer radialer Strömungsquerschnitt gebildet wird.
Das durch den Kolben 5 aus der zweiten Arbeitskammer 4 verdrängte Fluid kann dabei durch relativ große Strömungsquerschnitte durch die Lükken der Sternscheibe, Dichtring 22 und Flatterringscheibe 21 unterströmend und zwischen Flatterringscheibe 21 und Drosselstück 18 über den Außenumfang des Drosselstücks 18 in die erste Arbeitskammer 3 strömen. Dies erfolgt 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: Dichtungspacket
8: Gewinde
10: Anschlußstück
10': Anschlußstück
10'': Anschlußstück
10''': Anschlußstück
11: Anschlußstück
12: Öffnung
13: Schraubenzugfeder
14: Haken
15: Hakenöffnung
16: Nut
17: Drossel
18: Drosselstück
19: Überströmstück
20: Zylinderstück
21: Flatteningscheibe
22: Dichtring
23: Drosselkanal
24: Ringkanal

Claims

Ausstellfeder zum Öffnen einer Klappe, insbesondere eines Kofferraumdeckels eines Kraftfahrzeugs, mit einem als Kolben-Zylinder-Einheit ausgebildeten Dämpfer, dessen einseitig aus dem Zylinder herausragendes Ende einer Kolbenstange an einem festen Bauteil oder der Klappe und dessen der Kolbenstange entgegengesetztes Ende des Zylinders an der Klappe oder dem festen Bauteil angelenkt ist, sowie mit einer Schraubenzugfeder, durch die die Kolbenstange in Einfahrrichtung kraftbeaufschlagt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Enden der Schraubenzugfeder (13) als Haken (14) ausgebildet sind und in entsprechende Aufnahmen am aus dem Zylinder (2) ragenden freien Ende der Kolbenstange (6) und dem diesem freien Ende der Kolbenstange (6) entgegengesetzten Ende des Zylinders (2) unter Vorpannen der Schraubenzugfeder (13) einhakbar sind.
Ausstellfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubenzugfeder (13) mit ihren Windungen Zylinder (2) und Kolbenstange (6) mit Abstand umschließt.
Ausstellfeder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hakenöffnungen (15) der beiden Haken (14) einander zugewandt sind.
Ausstellfeder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an dem aus dem Zylinder (2) ragenden freien Ende der Kolbenstange (6) und/oder an dem diesem Ende der Kolbenstange (6) entgegengesetzten Ende des Zylinders (2) ein axial wegragendes Anschlußstück (10, 10', 10'', 10''') zum Verbinden mit der Klappe oder dem festen Bauteil angeordnet ist und die Aufnahme für die Haken (13) an einem oder beiden Anschlußstücken (10, 10', 10'', 10''') angeordnet sind.
Ausstellfeder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlußstück (10, 10') eine sich etwa quer zur Längserstreckung der Kolben-Zylinder-Einheit (1) erstreckende Öffnung (12) aufweist, in die der Haken (14) der Schraubenzugfeder (13) eingreifbar ist.
Ausstellfeder nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (12) quer zur Längserstreckung der Kolben-Zylinder-Einheit (1) durchgehend ausgebildet ist.
Ausstellfeder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahme des Hakens (14) an dem stirnseitigen freien Ende des Anschlußstücks (10'', 10''') angeordnet ist.
Ausstellfeder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das stirnseitig freie Ende des Anschlußstücks (10'', 10''') eine der Form des Hakens (14) angepaßte Kontur besitzt.
Ausstellfeder nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das freie Ende des Anschlußstücks (10'', 10''') und/oder der Haken (14) eine etwa kreisförmige Kontur besitzen.
Ausstellfeder nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahme eine sich über das stirnseitige freie Ende des Anschlußstücks (10'', 10''') erstreckende Nut (16) ist.
Ausstellfeder nach einem der Ansprüche 4 bis 10,dadurch gekennzeichnet, daß das oder die Anschlußstücke (10, 10', 10'', 10''') eine sich quer zur Längserstreckung der Kolben-Zylinder-Einheit (1) erstreckende, durchgehende Gelenkbohrung (11) aufweisen, in die ein Gelenkzapfen zum Anlenken an die Klappe und/oder das feste Bauteil einführbar ist.
Ausstellfeder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 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 (17) miteinander verbunden oder verbindbar sind.
Ausstellfeder nach Anspruch 12, 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 (17) und bei einer Ausschubbewegung der Kolbenstange (6) über eine Überströmverbindung großen Querschnitts miteinander verbunden sind.
Ausstellfeder nach einem der Ansprüche 12 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Drossel und/oder die Überströmverbindung nutartig in der Innenwand des Zylinders ausgebildet sind.
Ausstellfeder nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Drossel (17) und/oder die Überströmverbindung in dem Kolben (5) ausgebildet sind.