DE19504961A1 - Federstütze - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Federstütze für schwenkbare Abdeckungen, insbesondere Motorhauben, Kofferraumdeckel oder auch Gewächshaus- und Frühbeetöffnungen, Fenster und dgl.

Für derartige Einsatzfälle ist die Gasfeder noch sehr verbreitet. Mit diesem Federelement lassen sich infolge der progressiven Kennlinie bei kleinstem Einbauraum hohe Federkräfte erzielen. Beim Einsatz von Gasfedern treten jedoch zwei wesentliche Nachteile auf. Die Wirkung der Gasfeder wird entscheidend von der Umgebungstemperatur beeinflußt. Temperaturdifferenzen wirken sich proportional auf die Federsteife aus und haben somit wesentliche Unterschiede in der Stützwirkung zur Folge. In der Kraftfahrzeugindustrie müssen zum Zwecke einer rationellen Fertigung die Stützelemente vor der Oberflächenbehandlung im Karosseriebau eingesetzt werden. Bei der Entfettung, der Phosphatierung, der Lackierung sowie dem Einbrennvorgang bis 200°C treten solche Schäden an den Gasfedern auf, daß die Stützwirkung im hohen Maße negativ beeinflußt oder gänzlich beseitigt wird. In der Praxis werden deshalb die Gasfedern entweder aufwendig abgedeckt oder während der Ober­ flächenbehandlung zeitweilig durch Hilfsstützen ersetzt. Sowohl der Abdeckvorgang als auch das Auswechseln bringt der Fahrzeugindustrie erhebliche Mehraufwendungen.

Zur Beseitigung dieser Nachteile wurde eine Federstütze gefunden und mit dem Aktenzeichen G 9416903.9 registriert, die aus einer den Stütz- und Federungsverhältnissen entsprechenden Schraubendruckfeder besteht, die mittels einer speziellen Führung bei minimalstem Einbauraum, die verschiedensten Oberflächenbeschichtungen übersteht, ohne Wirkungs­ einbußen zu verzeichnen. Die Druckfeder wird etwa über ihrer halben Länge durch einen im Innenbereich angeordneten sternförmigen Profilkörper geführt, der an einem Ende einen Druckteller trägt und am anderen ein Kolbenelement aufnimmt, an dem der zweite Druck­ teller befestigt ist. Vom Druckteller am Kolbenelement gehen kreissegmentförmige Führungsbleche oder auch Führungsbolzen bis zum sternförmigen Profilkörper und bilden somit die Federführung in dem Bereich, wo der sternförmige Profilkörper nicht wirkt. Antihaftbeschichtung der aktiv wirkenden Teile beseitigen die geschilderten Nachteile der Gasfedern gleichermaßen wie der Einsatz von Werkstoffen, die resisdent gegen die Behandlungsmedien sind. Als Nachteil hat sich aber herausgestellt, daß die Federstütze aus zu vielen Einzelteilen besteht und folglich hohe Fertigungskosten entstehen. Desweiteren ist, bedingt durch die kolbenartige Führung der Federführungsteile, eine Grenze für den Schlankheitsgrad und damit für das Einsatzgebiet der Federstütze gesetzt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Federstütze für schwenkbare Abdeckungen zu schaffen, die aus einer minimalen Zahl von Einzelteilen besteht und einen Schlank­ heitsgrad nahezu der der Gasfedern gewährleistet.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß zur Beaufschlagung und Führung der Schraubendruckfeder im Innendurchmesser derselben ein Führungsgabelpaar angeordnet ist, das aus zwei, gegeneinander wirkende, jeweils einen Druckteller und eine Federstützenbe­ festigung tragende, korrosionsschützend, gleitgünstig und lackabweisend beschichtete Führungsgabeln mit gegenüberliegenden Gabelteilen, deren Querschnittsgeometrie so ausgebildet ist, daß der Umfang der Schraubendruckfeder im Innendurchmesser an mindest vier Umfangsstellen in definiert gleichmäßigen Abständen linienförmig und/oder teilflächenförmig gestützt wird, besteht. Die Querschnittsgeometrie eines Führungsgabelteiles kann dabei kreissegmentförmig, T-förmig, hammerförmig, ankerförmig oder ähnlich aus­ gebildet sein. Die Führungsgabeln sind jeweils am Druckteller verbunden und entsprechend angeordnete Stifte im Schraubenfedermittelbereich bewirken eine Auszugssperre. Nach einem weiteren kennzeichnenden Merkmal der Erfindung ist die Gabelverbindung im Schraubenfedermittelbereich als gleichzeitige Auszugssperre. Im Bereich der Auszugssperre ist ein Dämpfungselement, wahlweise aus einem Elastomer- oder Metallfederelement bestehend, angeordnet. Erfindungsgemäß können weitere Funktionselemente korrosions­ schützend, gleitgünstig und lackabweisend beschichtet werden. Bei der Gabelverbindung im Federmittelbereich wird die Federgabel mit dem Druckteller verschraubt, verschweißt, verstemmt oder mittels eines anderen üblichen Metallverbindungsverfahrens verbunden. Die Schraubendruckfeder ist im eingebauten Zustand in der Federstütze vorgespannt und kann zweckmäßigerweise auch aus zwei oder mehreren Einzelfedern bestehen.

Ein Ausführungsbeispiel wird anhand der schematischen Zeichnungen beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt der Federstütze mit Führungsgabeln kreissegmentförmig,

Fig. 2 einen Querschnitt durch Fig. 1,

Fig. 3 eine Führungsgabel mit Druckteller und Federstützenbefestigung,

Fig. 4 einen Querschnitt durch Fig. 3,

Fig. 5 einen Längsschnitt einer Federstütze mit kreissegmentförmigen Führungsgabeln in besonders schlanker Ausführung,

Fig. 6 einen Querschnitt durch Fig. 5,

Fig. 7 einen Längsschnitt einer Federstütze mit Gabelverbindung im Schraubenfedermittelbereich,

Fig. 8 einen Querschnitt durch Fig. 7 mit ankerförmiger Federgabel,

Fig. 9 einen Querschnitt durch eine Federstütze mit T-förmigem Federgabelpaar und vorgeformten Schraubenbohrungen,

Fig. 10 einen Querschnitt wie Fig. 9, jedoch mit hammerförmiger Querschnittsgeometrie der Federgabel,

Fig. 11 einen Längsschnitt einer Federstütze ähnlich wie Fig. 1, jedoch mit Dämpfungselement im Bereich der Auszugssperre,

Fig. 12 einen Querschnitt durch Fig. 11.

Die Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Federstütze. Diese Federstütze besteht aus einer Schraubendruckfeder 1, die infolge ihrer notwendigen Abmessungen nicht knicksicher ist. Im Innenbereich der Schraubendruckfeder 1 ist ein Führungsgabelpaar 2; 3 angeordnet. Jede Führungsgabel 2; 3 besitzt zwei gegenüberliegende Gabelteile 4; 5 und 4′; 5′ von beispielsweise kreissegmentförmiger Querschnittsgeometrie. Jede Führungsgabel 2; 3 ist im Bereich der Schraubendruckfederstirnfläche 6; 7 verbunden und mit einem Druckteller 8 zur Beaufschlagung der Schraubendruckfeder 1 sowie einer Federstützenbefestigung 9 versehen. Eine weitere Möglichkeit besteht in das Federgabel­ verbindungsteil 10 ein Gewinde 11 einzubringen und so montageerleichternd einen weiteren Druckteller 12 und eine Federstützenbefestigung 13 anzubringen. Die Führungsgabeln 2, 3 sind zwischen den Drucktellern 8; 12 und den freien Führungsgabelenden länger als die halbe Länge der Schraubendruckfeder 1. Im entspannten Zustand der Schraubendruckfeder 1 sind die Führungsgabeln 2; 3 in Schraubendruckfedermitte noch im Eingriff und bewahren somit ständig die Schraubendruckfeder 1 am kritischsten Punkt vor dem Ausknicken. Nahe dem freien Ende jeder Führungsgabel 2; 3 ist ein Stift 14; 15 angeordnet. Diese Stifte 14, 15 bewirken eine Auszugssperre und ermöglichen ein Vorspannen der Schraubendruckfeder 1.

Das Führungsgabelpaar 2; 3 mit kreissegmentförmiger Querschnittsgeometrie würde die Schraubendruckfeder 1 in vollem Umfang im Innendurchmesser berühren. Zur Verringerung der so entstehenden großen Reibung sind die kreisbogenförmigen Außenseiten der Führungsgabeln 2; 3 wie Fig. 2 darstellt, mit einer Abflachung 16 versehen. Die Fig. 5 und 6 zeigen, daß mit einem Federgabelpaar 2; 3 und kreissegmentförmiger Querschnittsgeome­ trie gemäß Fig. 2 sehr schlanke Federstützen realisierbar sind. Der Schlankheitsgrad weicht kaum von dem einer Gasfeder, bei gleichen Leistungsbedingungen ab. Eine weitere Aus­ führungsform, insbesondere zur Realisierung einer günstigeren Herstellungstechnologie der Führungsteile und der Federstütze selbst zeigt Fig. 7. Die hier dargestellten Führungs­ gabeln 17; 18 besitzen ein Führungsgabelverbindungsteil 19 im Mittelbereich der Schrau­ bendruckfeder 1, entweder als gesondert verbundenes Stützblech oder angeformtes Stück. Das Führungsgabelverbindungsteil 19 ist dabei so bemessen, daß es gleichzeitig als Auszugssperre und Schraubendruckfedervorspanneinrichtung dient. Die in Richtung Schraubendruckfederstirnflächen 6, 7 offenen Führungsgabeln 17, 18 werden bei der Mon­ tage mit den Drucktellern 8; 12, in dem entsprechende Aussparungen 20; 21 vorgesehen sind, verbunden. Die Verbindung der Führungsgabeln 17; 18 mit den Drucktellern 8; 12 erfolgt zweckmäßigerweise durch verschweißen, verstemmen, verkleben, verlöten oder dgl. Es besteht auch die Möglichkeit, wie in den Fig. 9 und 10 beispielsweise dargestellt, Schraubenbohrungen 22 vorzuformen und mittels selbstschneidenden Schrauben eine Verbindung der Führungsgabeln 17; 18 mit den Drucktellern 8; 12 herzustellen. Die Fig. 8, 9 und 10 zeigen weitere mögliche Führungsgabelprofile ohne sich darauf zu beschränken.

In bestimmten Anwendungsfällen hat es sich für zweckmäßig erwiesen, im Bereich der Auszugssperre ein Dämpfungselement 23, wie die Fig. 11 und 12 zeigen, anzuordnen. Die maximale Ausfederung der Federstütze wird dabei in der Endphase gedämpft und erfolgt mittels eines Metall- und/oder Elastomerfederelementes.

Alle Funktionselemente dieser Federstütze sind korrosionsschützend, gleitgünstig und lackabweisend beschichtet.

Bezugszeichenliste

1 Schraubendruckfeder
2 Führungsgabel
3 Führungsgabel
4, 4′ Gabelteil
5, 5′ Gabelteil
6 Schraubendruckfederstirnfläche
7 Schraubendruckfederstirnfläche
8 Druckteller
9 Federstützenbefestigung
10 Federgabelverbindungsteil
11 Gewinde
12 Druckteller
13 Federstützenbefestigung
14 Stift
15 Stift
16 Abflachung
17 Führungsgabel
18 Führungsgabel
19 Führungsgabelverbindungsteil
20 Aussparung
21 Aussparung
22 Schraubenbohrungen
23 Dämpfungselement

Claims (9)

1. Federstütze für schwenkbare Abdeckungen mit einer schlanken, für relativ lange Federwege ausgelegte und dadurch nicht knicksichere Schraubendruckfeder, dadurch gekennzeichnet, daß zur Beaufschlagung und Führung der Schraubendruckfeder (1) im Innendurchmesser derselben ein Führungsgabelpaar (2; 3) angeordnet ist, das aus zwei gegeneinander wirkende, jeweils einen Druckteller (8; 12) und eine Federstützenbe­ festigung (9, 13) tragende, korrosionsschützend, gleitgünstig und lackabweisend be­ beschichtete Führungsgabeln (2; 3) mit gegenüberliegenden Gabelteilen (4; 4′ und 5; 5′), deren Querschnittsgeometrie so ausgebildet ist, daß der Umfang der Schraubendruckfeder (1) im Innendurchmesser an mindest vier Umfangsstellen in definiert gleichmäßigen Abständen linienförmig und/oder teilflächenförmig gestützt wird, besteht.

2. Federstütze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsgeometrie eines Führungsgabelteiles (4; 4′ und 5; 5′) kreissegmentförmig, T-förmig, hammerförmig, ankerförmig o. dgl. ausgebildet ist.

3. Federstütze nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsgabeln (2; 3) am Druckteller (8; 12) verbunden sind und eine Auszugssperre mittels Stifte (14; 15) im Schraubenfedermittelbereich angeordnet ist.

4. Federstütze nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Gabelverbindung (19) im Schraubenfedermittelbereich als gleichzeitige Auszugssperre ausgebildet ist.

5. Federstütze nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Auszugssperre ein Dämpfungselement (23) wahlweise aus einem Elastomer- oder Metallfederelement bestehend angeordnet ist.

6. Federstütze nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß weitere Funktions­ elemente korrosionsschützend, gleitgünstig und lackabweisend beschichtet sind.

7. Federstütze nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Federgabel (17; 18) dem Druckteller (8; 12) und Federstützenbefestigung (9; 13) bei Gabelverbindung im Schraubenfedermittelbereich verschraubt, verschweißt, verstemmt, verklebt, verlötet o. dgl. ist.

8. Federstütze nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubendruck­ feder (1) vorgespannt ist.

9. Federstütze nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubendruck­ feder (1) aus zwei oder mehreren Einzelfedern besteht.