DE19504961C2 - Federstütze - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Federstütze für schwenk­ bare Abdeckungen, insbesondere Motorhauben, Kof­ ferraumdeckel oder auch Gewächshaus- und Frühbeet­ öffnungen, 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 Wir­ kung der Gasfeder wird entscheidend von der Umge­ bungstemperatur beeinflußt. Temperaturdifferenzen wirken sich proportional auf die Federsteife aus und haben somit wesentliche Unterschiede in der Stützwir­ kung zur Folge. In der Kraftfahrzeugindustrie müssen zum Zwecke einer rationellen Fertigung die Stützele­ mente vor der Oberflächenbehandlung im Karosserie­ bau eingesetzt werden. Bei der Entfettung, der Phospha­ tierung, der Lackierung sowie dem Einbrennvorgang bis 200°C treten solche Schäden an den Gasfedern auf, daß die Stützwirkung im hohen Maße negativ beeinflußt der gänzlich beseitigt wird. In der Praxis werden des­ halb die Gasfedern entweder aufwendig abgedeckt oder während der Oberflächenbehandlung zeitweilig durch Hilfsstützen ersetzt. Sowohl der Abdeckvorgang als auch das Auswechseln bringt der Fahrzeugindustrie er­ hebliche Mehraufwendungen.

Zur Beseitigung dieser Nachteile wurde eine Feder­ tütze mit Auszugssperren vorgeschlagen (DE 94 16 903 U1), die aus einer den Stütz- und Federungsver­ hältnissen entsprechenden Schraubendruckfeder be­ steht, die mittels einer speziellen Führung bei minimal­ stem Einbauraum, die verschiedensten Oberflächenbe­ schichtungen übersteht, ohne Wirkungseinbußen zu verzeichnen. Die Druckfeder wird etwa über ihrer hal­ ben Länge durch einen im Innenbereich angeordneten sternförmigen Profilkörper geführt, der an einem Ende einen Druckteller trägt und am anderen ein Kolbenele­ ment aufnimmt, an dem der zweite Druckteller befestigt ist. Vom Druckteller am Kolbenelement gehen kreisseg­ mentförmige Führungsbleche oder auch Führungsbol­ zen bis zum sternförmigen Profilkörper und bilden so­ mit die Federführung in dem Bereich, wo der sternför­ mige Profilkörper nicht wirkt. Antihaftbeschichtung der aktiv wirkenden Teile beseitigen die geschilderten Nachteile der Gasfedern gleichermaßen wie der Einsatz von Werkstoffen, die resisdent gegen die Behandlungs­ medien sind. Als Nachteil hat sich aber herausgestellt, daß die Federstütze aus zu vielen Einzelteilen besteht und folglich hohe Fertigungskosten entstehen. Deswei­ teren ist, bedingt durch die kolbenartige Führung der Federführungsteile, eine Grenze für den Schlankheits­ grad und damit für das Einsatzgebiet der Federstütze gesetzt.

Aus der US 4 973 030 ist eine Federstütze mit einer schlanken, für relativ lange Federwege ausgelegten und damit nicht knicksicheren Schraubenfeder bekannt, in de­ rem Innern ein Führungsgabelpaar angeordnet ist, das aus zwei gegeneinander wirkenden, jeweils einen Kopf und ein Druckteil sowie eine Federstützenbefestigung tragenden, korrosionsbeständigen und gleitgünstigen Führungsgabeln besteht, deren Querschnittsgeometrie so ausgebildet ist, daß der Umfang der Schraubendruckfeder im Innendurchmes­ ser an mindestens vier Umfangsstellen definiert gleicher Abstände linien- bzw. teilflächenförmig gestützt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Federstüt­ ze für schwenkbare Abdeckungen zu schaffen, die aus ei­ ner minimalen Zahl von Einzelteilen besteht und weit­ gehend temperaturunempfindlich ist.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß zur Beaufschlagung und Führung der Schrauben­ druckfeder im Innendurchmesser derselben ein Füh­ rungsgabelpaar angeordnet ist, das aus zwei, gegenein­ ander wirkende, jeweils einen Druckteller und eine Fe­ derstützenbefestigung tragende, korrosionsschützend, gleitgünstig und lackabweisend beschichtete Führungs­ gabeln mit gegenüberliegenden Gabelteilen, deren Querschnittsgeometrie so ausgebildet ist, daß der Um­ fang der Schraubendruckfeder im Innendurchmesser an mindestens vier Umfangsstellen in definiert gleichmäßigen Abständen linienförmig und/oder teilflächenförmig ge­ stützt 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 Auszugs­ sperre ausgebildet. Im Bereich der Auszugssperre ist ein Dämp­ fungselement, wahlweise aus einem Elastomer- oder Metallfederelement bestehend, angeordnet. Erfindungs­ gemäß können weitere Funktionselemente korrosions­ schützend, gleitgünstig und lackabweisend beschichtet werden. Bei der Gabelverbindung im Federmittelbe­ reich wird die Federgabel mit dem Druckteller ver­ schraubt, verschweißt, verstemmt oder mittels eines an­ deren üblichen Metallverbindungsverfahrens verbun­ den. Die Schraubendruckfeder ist im eingebauten Zu­ stand in der Federstütze vorgespannt und kann zweck­ mäßigerweise auch aus zwei oder mehreren Einzelfe­ dern bestehen.

Ein Ausführungsbeispiel wird anhand der schemati­ schen Zeichnungen beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt der Federstütze mit Füh­ rungsgabeln kreissegmentförmig,

Fig. 2 einen Querschnitt aus Fig. 1 (Schnitt II-II),

Fig. 3 eine Führungsgabel mit Druckteller und Feder­ stützenbefestigung,

Fig. 4 einen Querschnitt aus Fig. 3 (Schnitt IV-IV),

Fig. 5 einen Längsschnitt einer Federstütze mit kreis­ segmentförmigen Führungsgabeln insbesonders schlan­ ker Ausführung,

Fig. 6 einen Querschnitt aus Fig. 5 (Schnitt VI-VI),

Fig. 7 einen Längsschnitt einer Federstütze mit Ga­ belverbindung im Schraubenfedermittelbereich,

Fig. 8 einen Querschnitt aus Fig. 7 mit ankerförmi­ ger Federgabel (Schnitt VIII-VIII gemäß Fig. 7),

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

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

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

Fig. 12 einen Querschnitt aus Fig. 11 (Schnitt XII-XII)

Die Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfin­ dungsgemäßen Federstütze. Diese Federstütze besteht aus einer Schraubendruckfeder 1, die infolge ihrer not­ wendigen Abmessungen nicht knicksicher ist. Im Innen­ bereich der Schraubendruckfeder 1 ist ein Führungsga­ belpaar 2; 3 angeordnet. Jede Führungsgabel 2; 3 besitzt zwei gegenüberliegende Gabelteile 4; 5 und 4'; 5' von beispielsweise kreissegmentförmiger Querschnittsgeo­ metrie. Jede Führungsgabel 2; 3 ist im Bereich der Schraubendruckfederstirnfläche 6; 7 verbunden und mit einem Druckteller 8 zur Beaufschlagung der Schrauben­ druckfeder 1 sowie einer Federstützenbefestigung 9 versehen. Eine weitere Möglichkeit besteht in das Fe­ dergabelverbindungsteil 10 ein Gewinde 11 einzubrin­ gen und so montageerleichternd einen weiteren Druck­ teller 12 und eine Federstützenbefestigung 13 anzubrin­ gen. Die Führungsgabeln 2, 3 sind zwischen den Druck­ tellern 8; 12 und den freien Führungsgabelenden länger als die halbe Länge der Schraubendruckfeder 1. Im ent­ spannten Zustand der Schraubendruckfeder 1 sind die Führungsgabeln 2; 3 in Schraubendruckfedermitte noch im Eingriff und bewahren somit ständig die Schrauben­ druckfeder 1 am kritischsten Punkt vor dem Ausknic­ ken. 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 kreissegmentförmi­ ger Querschnittsgeometrie würde die Schraubendruck­ feder 1 in vollem Umfang im Innendurchmesser berüh­ ren. Zur Verringerung der so entstehenden großen Rei­ bung sind die kreisbogenförmigen Außenseiten der Führungsgabeln 2; 3 wie Fig. 2 darstellt, mit einer Abfla­ chung 16 versehen. Die Fig. 5 und 6 zeigen, daß mit einem Federgabelpaar 2; 3 und kreissegmentförmiger Querschnittsgeometrie gemäß Fig. 2 sehr schlanke Fe­ derstützen realisierbar sind. Der Schlankheitsgrad weicht kaum von dem einer Gasfeder, bei gleichen Lei­ stungsbedingungen ab. Eine weitere Ausführungsform, insbesondere zur Realisierung einer günstigeren Her­ stellungstechnologie der Führungsteile und der Feder­ stütze selbst zeigt Fig. 7. Die hier dargestellten Füh­ rungsgabeln besitzen ein Führungsgabelverbin­ dungsteil 19 im Mittelbereich der Schraubendruckfeder 1, entweder als gesondert verbundenes Stützblech oder angeformtes Teil. Das Führungsgabelverbindungsteil 19 ist dabei so bemessen, daß es gleichzeitig als Aus­ zugssperre und Schraubendruckfedervorspanneinrich­ tung dient. Die in Richtung Schraubendruckfederstirn­ flächen 6, 7 offenen Führungsgabeln werden bei der Montage mit den Drucktellern 8; 12, in denen entspre­ chende Aussparungen 20; 21 vorgesehen sind, verbun­ den. Die Verbindung der Führungsgabeln 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 Schrau­ ben eine Verbindung der Führungsgabeln 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 Federstüt­ ze wird dabei in der Endphase gedämpft und erfolgt mittels eines Metall- und/oder Elastomerfederelemen­ tes.

Alle Funktionselemente dieser Federstütze sind kor­ rosionsschützend, gleitgünstig und lackabweisend be­ schichtet.

Claims (8)

1. Federstütze für schwenkbare Abdeckungen mit einer schlanken, für relativ lange Federwege ausgelegten und dadurch nicht knicksicheren Schraubendruckfeder, wobei zur Beaufschlagung und Führung der Schraubendruckfeder (1) im Innendurchmesser derselben ein Führungsgabelpaar (2, 3) angeordnet ist, das aus zwei gegeneinander wirken­ den, jeweils ein Druckteil zur Beaufschlagung der Schrau­ bendruckfeder und eine Federstützenbefestigung (9, 13) tragenden, korrosionsschützend, gleitgünstig und lackab­ weisend beschichteten Führungsgabeln (2, 3) mit gegen­ überliegenden Gabelteilen (4, 4' und 5, 5') besteht, deren Querschnittsgeometrie so ausgebildet ist, daß der Umfang der Schraubendruckfeder (1) im Innendurchmesser an mindestens vier Umfangsstellen in definiert gleichmä­ ßigen Abständen linien- und/oder teilflächenförmig ge­ stützt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckteile als Druckteller (8, 12) ausgebildet sind und daß an den freien Enden der Gabelteile (4, 4'; 5, 5') jeder Füh­ rungsgabel (2, 3) eine Gabelverbindung (14, 15; 19) so angeordnet ist, daß die beiden Gabelverbindungen eine Auszugssperre für die beiden Führungsgabeln (2, 3) bil­ den.

2. Federstütze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsgeometrie eines Führungsgabelteiles (4, 4'; 5, 5') kreissegmentförmig, T-förmig, hammerför­ mig oder ankerförmig ausgebildet ist.

3. Federstütze nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Führungsgabeln (2; 3) am Druckteller (8, 12) verbunden sind und eine durch Stifte (14; 15) gebildete Auszugssperre im Mittenbereich der Federstütze angeordnet ist.

4. Federstütze nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß im Bereich der Auszugssperre ein Dämpfungs­ element (23) wahlweise aus einem Elastomer- oder Metall­ federlement bestehend angeordnet ist.

5. Federstütze nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß alle Feder- und Gabelelemente korrosions­ schützend, gleitgünstig und lackabweisend beschichtet sind.

6. Federstütze nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Führungsgabeln (17; 18) mit dem Druck­ teller (8 bzw. 12) und der Federstützenbefestigung (9 bzw. 13) verschraubt, verschweißt, verstemmt, verklemmt oder verlötet sind.

7. Federstütze nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Schraubendruckfeder (1) vorgespannt ist.

8. Federstütze nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Schraubendruckfeder (1) aus zwei oder mehreren Einzelfedern besteht.