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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrzeug, aufweisend eine Karosserie,
eine über
mindestens ein Scharnier daran angeschlossene, schwenkbare Öffnungsklappe
und eine Feder aus elastischem Federmaterial, die derart angeordnet
ist, dass sie die Bewegung der Öffnungsklappe
unterstützt.
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Derartige
Federsysteme für Öffnungsklappen
und insbesondere Heckklappen von Kraftfahrzeugen sind beispielsweise
aus
DE 196 43 604
A1 und
DE
195 04 961 A1 bekannt. Das Problem derartiger Federsysteme,
die lediglich konventionelle Federn aus elastischem Federmaterial
aufweisen, liegt in dem damit erzielbaren dynamischen Öffnungsverhalten
und in deren aufwändiger
Konstruktion. Die relativ aufwändige
Konstruktion ergibt sich insbesondere bei Schraubendruckfedern,
da diese beispielsweise durch eine Innenführung geführt und an einem Ausknicken
gehindert werden müssen.
Die konventionellen Federn aus Federmaterial setzen außerdem die
gespeichert Energie relativ schlagartig frei, so dass die Öffnungsklappe
sehr stark beschleunigt wird und schließlich mit hoher Wucht gegen
den Anschlag fährt.
Um dieses Problem abzumildern, wurde vorgeschlagen, Gasdruckfedern
alleine oder in Kombination mit konventionellen Federn aus elastischem
Federmaterial zu verwenden, wie das beispielsweise in
DE 296 22 242 U1 ,
DE 196 46 939 C2 und
DE 101 44 791 A1 beschrieben
ist. Dabei werden die relativ guten Dämpfungseigenschaften der Gasdruckfeder in
dem Gesamtsystem genutzt. Die Kombination aus konventioneller Feder
und Gasdruckfeder ist daneben auch aus weiteren Gründen vorteilhaft;
so kann eine Gasdruckfeder bei einem relativ geringen Bauraum relativ
hohe Federkräfte
entwickeln. Dem steht aber der Nachteil der Gasdruckfeder entgegen,
dass die Federkraft sehr stark temperaturabhängig ist. In der Literatur
sind Werte von über
3% Änderung
der Federkraft bei 10° Temperaturänderung
angegeben. In der Praxis führt
das dazu, dass bei sehr tiefen Temperaturen die Federkraft von Gasdruckfedern nicht
ausreichend die Öffnungsbewegung
unterstützt,
während
bei sehr hohen Temperaturen die von der Gasdruckfeder gelieferte
Federkraft zu hoch ist und ein unangenehm schnelles Öffnen der Öffnungsklappe
bewirkt. Durch die Kombination von konventioneller Feder und Gasdruckfeder,
lässt sich
die Temperaturabhängigkeit
der Gasdruckfeder wesentlich kompensieren, jedoch nicht vollständig ausschalten. Dazu
kommt, dass herstellungsbedingt sowohl die Gasdurckfeder als auch
eine konventionelle Feder gewisse Federtoleranzbereiche aufweist,
so dass sich bei einer derartigen Federkombination die Toleranzen
der Federtypen kombinieren. Das erschwert es, die Öffnungsklappe
eines Fahrzeugs so anzuschließen,
dass sie eine definiert vorgegebene Öffnungskraft über ihren Öffnungsweg
benötigt.
Insbesondere bei der zunehmenden Verwendung von Antriebsmotoren
zum Öffnen
derartiger Öffnungsklappen
ist es von hoher praktischer Bedeutung, eine über den Bewegungsweg im Wesentlichen
konstante und fest vorgegebene Öffnungskraft
unabhängig
von der Umgebungstemperatur zu haben.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, das Federsystem
für eine
Fahrzeugöffnungsklappe
derart auszulegen, dass die Nachteile konventioneller Federn aus
elastischem Federmaterial und die Nachteile von Gasdruckfedern eliminiert
sind und dass es unabhängig
von der Arbeitstemperatur eine vorgegebene Öffnungscharakteristik liefert.
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Erfindungsgemäß wird diese
Aufgabe dadurch gelöst,
dass ein Fluiddämpfer
zum Dämpfen der
Bewegung der Öffnungsklappe
vorgesehen ist, wobei der Fluiddämpfer
als eine Zylinder-Kolbeneinheit ausgebildet ist und die Zylinder-Kolbeneinheit als ein
offenes System vorzugsweise mit zwei durch den Kolben getrennten
Kammern und einer Drosselpassage zwischen den Kammern ausgebildet
ist. Dabei ist eine Kammer gegen die Umgebung abgeschlossen und
die zweite Kammer befindet sich in Fluidverbindung mit der Umgebung.
Der Fluiddämpfer
kann, verglichen mit einer Gasdruckfeder, von wesentlich kleinerer
Größe sein.
Ferner ist es möglich,
den Fluiddämpfer
mit Umgebungsdruck zu betreiben, so dass eine aufwändige Abdichtung
des Fluiddämpfers, wie
das bei einer Gasdruckfeder erforderlich ist, nicht benötigt wird.
Außerdem
sind mit Umgebungsdruck arbeitende Fluiddämpfer temperaturunabhängig.
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Vorzugsweise
sind Feder und Fluiddämpfer zu
einer Baueinheit kombiniert. In der Kombination lässt sich
ein besonders kompaktes Bauteil herstellen.
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Die
Erfindung betrifft ferner eine Baueinheit aus Feder aus elastischem
Federmaterial und Fluiddämpfer
zum Abstützen
von Fahrzeugöffnungsklappen.
Die Baueinheit kann mit ihrem einen Ende beispielsweise an einer
karosserieseitigen Festlegung angeschlossen sein und ihrem anderen
Ende an der Öffnungsklappe
angeschlossen sein. Es ist auch möglich, bei bestimmten Scharnieren
die Baueinheit bzw. die Feder und/oder den Fluiddämpfer an
Bauteilen des Scharniers anschließen zu lassen. Als Beispiele
für derartige
Scharniere sind Vier-Gelenk-Scharniere oder Bügelscharniere genannt.
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Es
ist möglich,
die Drosselpassage so auszubilden, dass sie ein Durchströmen nur
auf einem bestimmten Abschnitt des Bewegungswegs des Kolbens in
dem Zylinder zulässt,
indem z.B. der Einlass in den Kolben am Kolbenboden oder an der
Vorderseite des Kolbens erfolgt, während der Auslass aus der Drosselpassage
seitlich durch die Kolbenschürze in
einen Kanal in der Zylinderwand erfolgt, der nur in dem vorgegebenen
gewünschten
Abschnitt des Bewegungswegs ausgebildet ist. Somit lässt sich
die Dämpfungscharakteristik
durch das Vorsehen mehrerer unterschiedlicher Drosselpassagen ganz
gezielt an die jeweiligen Bedürfnisse
anpassen. Alternativ oder zusätzlich
können
neben dem eigentlichen "Hauptkolben" mit einer derartigen
Drosselpassage mehrere Zusatzkolben auch mit Drosselpassagen vorgesehen
sein, die auf der Kolbenstange jeweils bis zu einem Anschlag verschieblich
gelagert sind. So kann zu Beginn des Bewegungswegs zuerst der Hauptkolben
wirken, während
der/die Nebenkolben auf der Kolbenstange verschieblich gelagert
sind. Erst beim Eingriff eines Nebenkolbens mit einem entsprechenden
Anschlag an der Kolbenstange wird dieser mitbewegt, und das Strömen des
Fluids durch die weitere Drosselpassage beeinflusst zusätzlich das
Dämpfungsverhalten.
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Vorzugsweise
ist eine Einweg-Strömungspassage
parallel zu der Drosselpassage vorgesehen, die derart ausgebildet
ist, dass ein im wesentlichen ungedrosseltes Strömen in einer Bewegungsrichtung der Öffnungsklappe
des Fluids von der einen Kammer in die andere Kammer zugelassen
ist. Bei manchen Anwendungen ist es wünschenswert, die Dämpfungscharakteristik
nur in einer Bewegungsrichtung und bei nach oben öffnenden
Klappen typischerweise in Öffnungsrichtung
der Öffnungsklappe zu
haben. Typischerweise ist in Schließrichtung eine die erforderliche
Schließkraft
erhöhende
Dämpfung häufig unerwünscht. Zu
diesem Zweck kann eine Einweg-Strömungspassage vorgesehen sein,
die in eine Bewegungsrichtung ein Strömen des Fluids zulässt, so
dass das Fluid die Drosselpassage im wesentlichen umströmen kann.
Eine derartige Einweg-Strömungspassage
kann eine einfache Strömungspassage
sein, in der eine Ventileinrichtung bzw. ein Flatterventil vorgesehen
ist, die bzw. das ein Strömen
nur in eine Richtung erlaubt. Beispielhaft für eine derartige Ventileinrichtung
ist ein von einer Feder in Schließrichtung elastisch vorgespanntes
Ventilelement, beispielsweise eine Kugel, die von der Feder in einen
Ventilsitz gepresst wird. Eine derartige Ventileinrichtung sperrt
den Weg des Fluids in die eine Richtung und erlaubt ein Strömen des
Fluids in die entgegengesetzte Richtung, indem es die Kugel von dem
Ventilsitz weg gegen die Kraft der Feder verlagert. Grundsätzlich kann
die Drosselpassage und/oder die Einweg-Strömungspassage in dem Kolben
der Zylinderkolbeneinheit vorgesehen sein. Es ist jedoch auch möglich, diese
Passagen anders, beispielsweise außerhalb des Zylinders durch
die Zylinderwandung oder durch eine Strömungsvertiefung in der Zylinderwandung,
von der einen Kammer zu der anderen Kammer zu führen.
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Die
Zylinder-Kolbeneinheit als ein offenes System mit einer durch den
Kolben gegen die Umgebung abgeschlossenen Kammer und einer Drosselpassage
zwischen Kammer und Umgebung gebildet. Ein derartiges System kann
definitionsgemäß sehr einfach
aufgebaut sein. Das darin verwendete Fluid ist dann typischerweise
die Umgebungsluft. Ein derartiges System hat lediglich eine geschlossene
Kammer, die zweite Kammer ist mit der Umgebung in Verbindung. Auf
diese Weise werden Druckunterschiede in der Kammer und der Umgebung
beispielsweise durch Änderung
der Außentemperatur
kompensiert. Ein derartiges offenes System arbeitet temperaturunabhängig.
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Bei
dem offenen System besteht ein geringes Risiko, dass insbesondere
bei sehr tiefen Temperaturen der Wasserdampf in der Luft in dem
Fluiddämpfer
gefriert. Insbesondere besteht das Risiko des Zufrierens der Drosselpassage.
Um beim Zufrieren der Drosselpassage keine übermäßige Einschränkung der
Funktionalität
zu haben, kann es günstig
sein, ein zusätzliches Überdruckventil
vorzusehen, beispielsweise in der Art eines Flatterventils oder
einer federvorbelasteten Kugel, wie vorangehend beschrieben. Dieses
Ventil kann so ausgelegt sein, dass es bei einem bestimmten vorgegebenen Druckwert öffnet, der über dem üblicherweise
durch die Drosselpassage bereitgestellten Widerstand liegt.
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Vorzugsweise
ist ein Antriebsmotor zum Bewegen der Öffnungsklappe vorgesehen. Ein
wesentlicher Grund, die Öffnungscharakteristik
einer Öffnungsklappe über den
Bewegungsweg so präzise wie
nur möglich
festzulegen, liegt in dem zunehmenden Bestreben, Antriebsmotoren
zum Antreiben derartiger Öffnungsklappen
zu verwenden. Dabei wird versucht, die Antriebsmotoren grundsätzlich so
klein wie irgend möglich
auszubilden, was im Prinzip dann möglich ist, wenn die Bewegungscharakteristik
der Öffnungsklappe
derart ist, dass das Gewicht der Öffnungsklappe durch das Federsystem
im wesentlichen immer ausgeglichen ist bzw. die Öffnungsklappe geringfügig das
Bestreben hat, sich in Öffnungsrichtung
zu bewegen. Bei den temperaturabhängigen Gasdruckfedern bzw.
Gasdämpfern
ist eine solche temperaturunabhängige Öffnungscharakteristik
praktisch nicht realisierbar. Entsprechend groß müssen die Antriebsmotoren für Öffnungsklappen
mit derartigen Federsystemen ausgebildet sein. Als Weiteres kommt
hinzu, dass Sicherheitssysteme für
derartig angetriebene Öffnungsklappen
vorgesehen sein müssen,
um ein Einquetschen von Körperteilen
zu verhindern. Ein System, bei dem die Öffnungscharakteristik temperaturabhängig variiert,
trägt inhärent das
Problem in sich, dass der Sicherheitsabschalt-Schwellenwert auch
temperaturabhängig
vorgegeben sein muss, so dass die Steuerung für den Antriebsmotor nach einer
bestimmten Temperaturkennlinie erfolgen muss. Eine derartige komplizierte Steuerung
lässt sich
vermeiden, indem das Federsystem selbst eine temperaturunabhängige Öffnungscharakteristik
hat. Als Antriebe können
beispielsweise Elektromotoren, Hydraulikantriebe, etc. Verwendung
finden.
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Vorzugsweise
ist der Fluiddämpfer
im Inneren der Schraubenfeder angeordnet. Dort steht typischerweise
ausreichender Platz zur Verfügung,
um einen solchen Fluiddämpfer
zu positionieren, ohne zusätzlichen
Bauraum zu benötigen.
Dabei können die
Befestigungen zur Befestigung der Baueinheit an dem Fahrzeug integral
mit dem Zylinder bzw. der Kolbenstange einer Zylinder-Kolbeneinheit
verbunden sein und an dem Zylinder bzw. der Kolbenstange die Befestigungen
bzw. die Anschläge
für die
Federenden ausgebildet sein.
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Vorzugsweise
dient der Fluiddämpfer
als Teleskopführung
für die
Schraubenfeder. So kann beispielsweise die Außenfläche des Zylinders einen geringfügig geringeren
Durchmesser haben als der Innendurchmesser der Schraubenfeder, so
dass die Innenseiten der Windung gegen den Zylinder in Anlage kommen
können.
Auf diese Weise ist ein Ausknicken der Feder verhindert. Zusätzlich kann
die Baueinheit nach außen
durch ein Gehäuse
verschlossen sein. Dabei können
beispielsweise zwei teleskopisch ineinander verschiebbare Hülsen das
Gehäuse
definieren, wobei zwischen den Hülsen
eine Dichtung vorgesehen sein kann, die ein Eindringen von Schmutz
und Feuchtigkeit in das Innere verhindert. Es kann günstig sein,
die sich weiter innen befindende Hülse, d.h. die Hülse mit
dem kleineren Durchmesser in dem Bereich der Kolbenstange vorzusehen
und den Innendurchmesse dieser Hülse
geringfügig
größer als
den Außendurchmesser
der Schraubenfeder auszubilden, so dass diese Hülse eine Außenführung für die Schraubenfeder bildet.
Auf diese Weise ist die Feder zuverlässig über die gesamte Federlänge geführt.
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Vorzugsweise
ist die Feder im Inneren des Fluiddämpfers angeordnet. Auf diese
Weise kann die Außenhülse der
Zylinder-Kolbenkombination die Feder mit einschließen. Die
Feder stützt
sich dann vorzugsweise an dem Kolben oder einem mit dem Kolben beweglichen
Teil und an ihrem entgegengesetzten Ende an einem Anschlag, der
relativ zur Zylinderhülse
im Wesentlichen festgelegt ist, ab.
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Vorzugsweise
ist eine Einrichtung zum Einstellen der Federvorspannung vorgesehen.
Mit einer derartigen Einrichtung lässt sich zum Einen die herstellungsbedingte
Toleranz der Feder ausgleichen, so dass die Öffnungscharakteristik der Federtoleranz frei
eingestellt sein kann. Zum Anderen ist es möglich, kundenspezifisch eine
bestimmte Öffnungscharakteristik
herzustellen.
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Vorzugsweise
ist eine Einrichtung zum Einstellen der Dämpfungseigenschaften vorgesehen.
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Vorzugsweise
wird als konventionelle Feder eine kaltgeformte Drahtfeder mit einem
hohen Volumennutzwert verwendet, welche aus einem Stahldraht mit
mindestens 1 mm Durchmesser und einer Zusammensetzung von 0,5 bis
0,9 Gewichtsprozent Kohlenstoff, 1,0 bis 2,5 Gewichtsprozent Silizium,
0,3 bis 1,5 Gewichtsprozent Mangan, 0,5 bis 1,5 Gewichtsprozent
Chrom sowie im Übrigen
mit ggf. Anteilen weiterer Elemente und Rest Eisen und immanente
Beimengungen. Bei dem Stahldraht handelt es sich um einen gezogenen,
gemäß DIN 17014
patentierten und um 60 bis 80% umgeformten Stahldraht, der martensitisch
Vergütet
ist und eine Zugfestigkeit von mehr als 2300 N/mm2 sowie
eine Brucheinschnürung
von mehr als 40% aufweist, der dann zur gewünschten Feder kaltverformt,
sekundär
gehärtet und
bei 200 bis 400°C
spannungsarm geglüht
ist. Die Feder kann zur Erhöhung
ihrer Dauerhaltbarkeit kugelgestrahlt sein. Der Federdraht kann
vor der Herstellung der Feder in einer Zwischenphase tiefgekühlt sein
und kann 0,05 bis 0,3 Gewichtsprozent Vanadiumanteil sowie einen
Gesamtanteil von 0,05 bis 0,3 Gewichtsprozent an Vanadium, Niob
und/oder Tantal aufweisen.
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Die
Erfindung und Ausgestaltungen der Erfindung werden nachfolgend anhand
von zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert. Es
zeigen:
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1 eine Baueinheit mit Federn
und Fluiddämpfer
zum Teil im Schnitt für
ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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2 eine Detailansicht der
Baueinheit;
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3 eine Detailansicht einer
alternativen Ausführungsform
der Baueinheit;
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4 eine Detailansicht der
Dichtungen des Dämpfers
in der Baueinheit;
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5 eine Detailansicht einer
Baueinheit; und
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6 eine alternative Ausführungsform
der Baueinheit gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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1 zeigt eine Baueinheit 2,
aufweisend eine Feder 4 und einen Fluiddämpfer 6.
Die Feder 4 ist eine konventionelle Feder aus elastischem
Federmaterial, und sie ist in der gezeigten Ausführungsform eine Schraubendruckfeder.
Es ist auch möglich, den
Fluiddämpfer 6 mit
anderen Federn, beispielsweise Spiralfedern, zu kombinieren. Solche
Kombinationen können
auch als eine Baueinheit 2 ausgeführt sein, oder es kann die
Feder 4 aus elastischem Federmaterial grundsätzlich separat
von dem Dämpfer 6 an
der Öffnungsklappe
angeordnet sein. Es ist auch möglich,
an Stelle der Schraubendruckfeder 4 eine Schraubenzugfeder
zu verwenden, wenn eine umgekehrte Belastungsrichtung erwünscht ist,
beispielsweise bei nach unten öffnenden Öffnungsklappen
und/oder dann, wenn sie in Verbindung mit Umlenkmechanismen wie
beispielsweise Hebelanordnungen oder Seilzüge bzw. Seilzugumlenkungen
eingesetzt werden.
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Man
erkennt ferner, dass die Baueinheit 2 an jedem ihrer Enden
einen Anschlusskopf 8, 10 aufweist. Die Baueinheit 2 der
gezeigten Ausführungsform
ist ferner nach außen
hin im Wesentlichen abgedichtet. Zu diesem Zweck sind teleskopisch
ineinander angeordnete Hülsen 12 und 14 vorgesehen.
Die Hülse 12 hat
einen Innendurchmesser, der im wesentlichen dem Außendurchmesser
der Schraubenfeder 4 entspricht. Die Hülse 14 hat einen Innendurchmesser,
der im Wesentlichen dem Außendurchmesser
der Hülse 12 entspricht.
Die Hülsen 12 und 14 sind
vorzugsweise aus einem Aluminiummaterial hergestellt. So können diese
beispielsweise kostengünstig
mit geeigneten Ziehwerkzeugen hergestellt werden. Sie können auch
aus Kunststoffmaterial sein.
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Der
Fluiddämpfer 6 ist
als eine Zylinder-Kolbeneinheit 16 ausgebildet. Fluiddämpfer 6,
die nach dem Prinzip einer Zylinder-Kolbeneinheit 16 ausgebildet
sind, lassen sich insbesondere mit Schraubenfedern 4 besonders
günstig
kombinieren und eignen sich deshalb besonders für die Baueinheit 2 des
Ausführungsbeispiels.
Die Zylinder-Kolbeneinheit weist einen Zylinder 18, einen
im Viertelschnitt gezeigten Kolben 20 und eine Kolbenstange 22 auf.
Im Bereich vor dem Kolben 20 ist eine erste Kammer 24,
und um die Kolbenstange herum ist eine zweite Kammer 26 gebildet. 2 zeigt detaillierter die
Zylinderkolbeneinheit 16 im Inneren der Feder 4.
Man erkennt ferner deutlicher die äußere Hülse 14 und die innere
Hülse 12 im
Bereich der Kolbenstange 22. Man erkennt ferner, dass die
innere Hülse 12 an
ihrem vorderen Ende mit einer Phase 28 ausgebildet ist,
die dafür sorgt,
dass die Feder 4 beim Komprimieren der Baueinheit 2 störungsfrei
in das Innere der inneren Hülse 12 eingeschoben
werden kann.
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Der
Zylinder 18 ist auch im Wesentlichen durch eine rohrförmige Hülse gebildet.
Auch dieses Rohr ist vorzugsweise aus einem Aluminiummaterial hergestellt.
Auch für
diesen Zweck sind die mit Ziehwerkzeugen erreichbaren Genauigkeiten
ausreichend, so dass sich auch das Rohr für den Zylinder 18 sehr
kostengünstig
fertigen lässt.
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Die
Kolbenstange ist an ihrem vorderen Ende 30 verjüngt, und
auf diesem verjüngten
Ende ist der Kolben 20 befestigt. Der Kolben 20 hat
im wesentlichen einen Außendurchmesser,
der dem Innendurchmesser des Zylinders 18 entspricht. Zusätzlich ist
eine Dichtung 32 beispielsweise in der Form einer O-Ringdichtung zwischen
Kolben und Zylinder in eine Dichtungsnut des Kolbens 20 eingelegt
vorgesehen. Durch den Kolben 20 hindurch ist eine Drosselpassage 34 gebildet.
Man erkennt insbesondere, dass die Drosselpassage 34 einen
sehr kleinen Querschnitt, verglichen mit den zu der Drosselpassage 34 führenden
Strömungspassagen 36, 38,
hat. Prinzipiell kann die Drosselpassage 34 beliebig kurz sein,
und es ist aus herstellungstechnischen Gründen bevorzugt, die Drosselpassage 34 mit
dem dünnen
Querschnitt nicht über
die gesamte Länge
des Kolbens 20 auszubilden. Es ist herstellungstechnisch wesentlich
einfacher, relativ große
Strömungspassagen 36, 38 beispielsweise
durch Bohren oder integral im Spritzgussverfahren herzustellen und
lediglich über
einen verbleibenden kurzen Zwischenbereich die eigentliche Drosselpassage 34 mit
dem reduzierten Querschnitt herzustellen. Es ist vorteilhaft, eine Einrichtung
vorzusehen, die verhindert, dass Schmutz und Flüssigkeit in die Drosselpassage 34 gelangt.
Das kann durch entsprechende Einrichtungen wie beispielsweise Filter,
etc. an den Einströmöffnungen
in die Strömungspassage 36, 38 geschehen.
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Der
Kolben 20 kann beispielsweise aus Kunststoffmaterial hergestellt
sein. Es ist möglich, den
Kolben 20 aus Kunststoff im Spritzgussverfahren herzustellen,
dabei können
die Strömungspassagen 36, 38,
die Nut für
den O-Ring 32, etc. gleich mit hergestellt werden. Es kann
erforderlich sein, die Drosselpassage mit dem relativ kleinen Querschnitt
nachträglich
durch Bohren herzustellen bzw. nachträglich auf das gewünschte Maß nachzubearbeiten.
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Wie
man in 2 auch erkennen
kann, hat die Feder 4 einen Innendurchmesser, der geringfügig größer ist
als der Außendurchmesser
des Zylinders bzw. des Rohrs des Zylinders 18. Damit dient
die Zylinder-Kolbeneinheit 16 als Innenführung für die Feder 4.
Wie bereits erwähnt,
ist in dem Bereich der Kolbenstange die innere Hülse 12 als Außenführung vorgesehen.
Dadurch und insbesondere dann, wenn die zusätzliche Außenführung durch die Hülse 12 vorhanden
ist, lässt
sich eine zuverlässige
und sichere Führung
der Feder 4 mit sehr wenig Platzbedarf und geringem zusätzlichen
Herstellungsaufwand realisieren. Insbesondere ist sichergestellt,
dass die Feder 4 nicht zur Seite hin ausknicken kann. Um
eine möglichst
stabile Führung
sicherzustellen, weist der Kolben 20 gemäß der Ausführungsform
eine substanzielle Länge
auf. Es ist günstig,
wenn der Kolben 20 mindestens so lang ist, wie auch sein
Durchmesser ist. Vorzugsweise beträgt die Länge des Kolbens das 1,5- bis
5-fache des Kolbendurchmessers und vorzugsweise etwa das 2- bis
3-fache des Kolbendurchmessers.
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Von
den Kammern 24 und 26 ist eine zur Umgebung hin
abgeschlossen bzw. abgedichtet und die andere in Fluidverbindung
mit der Umgebung ("offenes
System"). Wird ein
offenes System bei einer nach oben öffnenden Heckklappe verwendet,
so wird man typischerweise die Kammer 26, die auf der Seite der
Kolbenstange angeordnet ist, als die abgedichtete Kammer ausbilden,
während
die Kammer 24 zur Umgebung hin offen ist.
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In 3 ist ein Viertelschnitt
durch die Baueinheit 2 gezeigt. Bei diesem Viertelschnitt
erkennt man eine der beiden Hülsen 12 bzw. 14 in
der Ansicht von außen.
Geschnitten gezeigt ist der Kolben 20 dargestellt. Man
erkennt die Nut für
den Dichtring 32 sowie ferner eine Strömungspassage 36, an
deren einem Ende eine Drosselpassage 34 ausgebildet ist. Die
Drosselpassage 34 der 3 weist
ein sog. Flatterventil 64 auf. Das Flatterventil besteht
im wesentlichen aus einer gegen einen Anschlag 66 abgestützten Ventilfeder 68 und
einer Kugel 70, die von der Ventilfeder 68 gegen
einen Ventilsitz 72 mit Vorspannung gehalten ist. Durch
die Vorgabe der Federkraft der Ventilfeder 68 lässt sich
sehr präzise
die Dämpfung
der Baueinheit einstellen. Je größer die
Federkraft der Ventilfeder 68 ist, desto größer ist
auch die Dämpfung.
Die Federkraft lässt
sich beispielsweise durch unterschiedliche Ventilfedern oder aber
auch durch eine Verlagerung des Anschlags 66 bewirken. So
ist es beispielsweise möglich,
das Element, welches den Anschlag 66 trägt, mit einem Außengewinde
zu versehen und in ein entsprechendes Gewinde in den Kolben 20 zu
schrauben. Auf diese Weise lässt
sich die Ventilfedervorspannung problemlos variieren. Insbesondere
in offenen Systemen ist es somit möglich, durch eine entsprechende
Zugangsöffnung
mit einem Werkzeug, beispielsweise einem Schraubenzieher, den Anschlag
zu verstellen und somit die Dämpfungseigenschaften
kundengerecht abzustimmen.
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Anstelle
dieses Kugelsitzventils 64 kann auch ein anderes in eine
Richtung sperrendes Ventil vorgesehen sein, welches eine Drosselpassage öffnet oder
schließt,
beispielsweise ein einfaches durch federelastische Kraft gegen einen
Sitz vorgespanntes Dichtplättchen,
das durch die Fluidströmung
von dem Sitz abgehoben wird und somit ein Strömen zulässt. Auch bei dieser Ausführungsform
lässt sich
in einfacher Weise eine Einrichtung zum Einstellen der Dämpfungseigenschaften
vorsehen. So ist es beispielsweise möglich, einen verstellbaren
Anschlag vorzusehen, der entlang des federelastisch vorgespannten
Dichtplättchens
von dessen Einspannungsstelle in Richtung auf sein freies Ende hin
verlagerbar ist. Je weiter dieser Anschlag in Richtung auf das freie
Ende des Dichtplättchens
verlagert wird, desto höher
ist die Federkraft und um so härter
ist die Dämpfung.
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Wird
der Kolben 20 der 3 in
der Ansicht der 3 nach
links bewegt, so baut das Fluid aus der Kammer 26 einen
Druck auf, der ausreichend ist, die Kugel 70 von dem Ventilsitz 72 abzuheben,
und anschließend
kann das Fluid aus der Kammer 26 in die Kammer 24 strömen. Wird
danach der Kolben 20 in die entgegengesetzte Richtung,
d.h. nach rechts in der Ansicht der 3,
bewegt, so kann ein Zurückströmen des
Fluids in die Kammer 26 entweder über die inhärenten Undichtheiten des Systems
erfolgen, d.h. zwischen Kolben 20 und Zylinderwandung und an
dem Dichtring 32 vorbei. Alternativ kann eine Rückströmpassage,
beispielsweise in der Form einer Einweg-Strömungspassage, vorgesehen sein.
Eine derartige Einweg-Strömungspassage
kann grundsätzlich
so aufgebaut sein wie die Drosselpassage 34 der 3. Durch unterschiedliche
Bemessung der Drosselpassage 34 bzw. der Einweg-Strömungspassage
und durch unterschiedliche Federvorbelastung der Ventilelemente
können
unterschiedliche Dämpfungswirkungen
in die beiden Richtungen vorgesehen sein.
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In 4 ist das kolbenseitige
Ende der Baueinheit 2 gezeigt. Insbesondere erkennt man
wieder den in den Zylinder 18 geführten Kolben 20, der
im Viertelschnitt ähnlich
der Darstellung der 1 gezeigt
ist, d.h. die in der 4 gezeigte
obere Hälfte des
Kolbens ist ungeschnitten, während
die untere Hälfte
des Kolbens geschnitten dargestellt ist. Man erkennt, dass die Kammer 26 nach links
von einer Führung 40 abgeschlossen
ist, die wiederum mit einem O-Ring 42 gegen die Kolbenstange 22 abgedichtet
ist. Die Führung 40 kann
ebenfalls aus Kunststoffmaterial im Druckgussverfahren hergestellt
sein. Die Führung 40 weist
umlaufende Nuten 44, 46 auf, in die bei der gezeigten
Ausführungsform
das Rohr des Zylinders 18 eingebördelt ist. Auf diese Weise
ist eine sichere Verbindung zwischen dem Rohr des Zylinders 18 und
der Führung 40 sichergestellt.
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Die
Kolbenstange 22 ist nach links fortgesetzt, und der Anschlusskopf 10 ist
an ihr befestigt. Ebenso ist die Hülse 12 an der Kolbenstange 22 bzw. dem
Anschlusskopf 10 befestigt. Des weiteren befindet sich
an der fortgesetzten Kolbenstange 22 ein Sitz (nicht gezeigt)
für die
Feder 4.
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In ähnlicher
Weise zeigt 5 das entgegengesetzte
Ende mit dem Anschlusskopf 8. Man erkennt, dass auch hier
das Rohr des Zylinders 18 in Nuten 48, 50 eines
sog. Gewindekopfes 52 eingebördelt ist. Auf das Anschlussgewinde 54 des
Gewindekopfes 52 ist der Anschlusskopf 8 aufgeschraubt. Zwischen
dem Gewindekopf 52 und dem Anschlusskopf 8 ist
eine Scheibe 56 eingeklemmt, an der die Hülse 14 angeschlossen
ist. Die Hülse 14 weist
zu diesem Zweck einen Bund 58 auf. Dieser Bund 58 liegt
mit seiner einen Seite an der Scheibe 56 an, und an der
anderen Seite des Bunds 58 liegt die Feder 4 an.
Die Federcharakteristik kann in einem gewissen Maße dadurch
eingestellt werden, dass der Bund 58 mehr oder weniger
dick ausgebildet wird bzw. geeignete Beilagscheiben zwischen dem
Bund 58 und der Feder 4 bzw. zwischen der Scheibe 56 und
dem Bund 58 eingelegt werden. Auf diese Art und Weise lässt sich
bei der Herstellung die Federcharakteristik verändern. Es ist allerdings auch
möglich,
an der Hülse 14 beispielsweise
im Bereich des Bunds 58 ein Innengewinde auszubilden, welches
mit einem Außengewinde
beispielsweise an dem Rohr des Zylinders 18 bzw. an dem
Schraubenkopf 52 oder der Scheibe 56 zusammenwirkt.
Durch ein Verdrehen der Hülse 14 kann
somit die Vorspannung der an dem Bund 58 anliegenden Feder 4 verändert werden.
Auf diese Weise lässt
sich die Öffnungscharakteristik
der Öffnungsklappe
kundenspezifisch variieren.
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In
dem Gewindekopf 52 ist eine Passage 60 zur Umgebung
ausgebildet. Wenn die Passage 60 einen ausreichend großen Durchmesser
hat, ist durch sie ein im wesentlichen ungehindertes Strömen des Fluids
bzw. der Luft möglich,
so dass in der Kammer 24 immer Außendruck herrscht. In der Scheibe 56 und
in dem Anschlusskopf 8 sind korrespondierende Fortsetzungen
der Passage 60 vorgesehen, so dass die Verbindung zur Umgebung
tatsächlich
sichergestellt ist.
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Eine
Gleitschicht 62 kann auf der Außenseite des Rohrs des Zylinders 18 vorgesehen
sein, um ein verschleißarmes
Funktionieren der Zylinderkolbeneinheit 16 als Führung für die Feder 4 sicherzustellen. Ähnlich kann
auch die Innenund/oder Außenwandung
der Hülse 12 und/oder 14 mit
einer Gleitschicht versehen sein.
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In
der 6 ist eine alternative
Ausführungsform
der Baueinheit 2 gemäß der vorliegenden
Erfindung gezeigt. Bei dieser Ausführungsform ist die Feder 4 im
Inneren der Zylinder-Kolbeneinheit 16 angeordnet, so dass
keine separaten teleskopischen Hülsen 12 und 14 erforderlich
sind. Ansonsten entspricht diese Ausführungsform im Wesentlichen
der Ausführungsform,
wie sie vorangehend im Zusammenhang mit den 1 bis 5 geschildert
wurde. Entsprechend können
bei der Ausführungsform
der 6 auch sämtliche
Details vorhanden sein, wie sie vorangehend mit Bezugnahme auf die
Ausführungsform
der 1 bis 5 geschildert wurden. Auch
hier kann es günstig
sein, eine Gleitschicht 62 an der Innenseite des Rohrs
des Zylinders 18 vorzusehen, um ein verschleißarmes Kooperieren
des als Führung
für die Feder 4 dienenden
Zylinders mit der Feder 4 sicherzustellen.
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Eine
Einrichtung zum Einstellen der Vorspannung der Feder 4 lässt sich
bei dieser Ausführungsform
besonders einfach realisieren, indem man die Kolbenstange 22 verlagerbar,
beispielsweise mittels einer Gewindeeinrichtung in dem Kolben 20 anbringt.
So kann beispielsweise bei einer Gewindeverbindung zwischen Kolbenstange 22 und
Kolben 20 durch ein einfaches Verdrehen der Kolbenstange 22 relativ
zum Kolben 20 die Federvorspannung anwendungsbezogen eingestellt
werden. Es kann günstig sein,
eine Führung
für den
Kolben 20 in dem Zylinder 18 vorzusehen, die ein
Verdrehen des Kolbens 20 relativ zu dem Zylinder und damit
ein Verstellen der Federvorspannung der Feder 4 verhindert.
So kann beispielsweise im Kolben 20 ein Führungskanal
oder ein Führungsvorsprung
vorgesehen sein, der mit einem korrespondierenden Führungsvorsprung
bzw. Führungskanal
in dem Zylinder 18 kooperiert.