DE102004026356B4

DE102004026356B4 - Zugfederanordnung

Info

Publication number: DE102004026356B4
Application number: DE102004026356A
Authority: DE
Inventors: Michael Hewel; Marcus Weber
Original assignee: Stabilus GmbH
Current assignee: Stabilus GmbH
Priority date: 2004-05-26
Filing date: 2004-05-26
Publication date: 2008-07-31
Anticipated expiration: 2024-05-27
Also published as: US20050274583A1; DE102004026356A1

Abstract

Zugfederanordnung für eine um eine Schwenkachse eines Scharniers oder Mehrgelenkscharniers zwischen einer Schließposition und einer Offenposition schwenkbaren Klappe an einem Kraftfahrzeug, mit einer Zugfeder, die mit einem Federende an der Karosserie des Kraftfahrzeugs und mit dem anderen Federende an einem Anlenkpunkt der Klappe zur Unterstützung der Schließbewegung angelenkt ist, wobei die Zugfeder einen einseitig geschlossenen Zylinder (1) aufweist, dessen Zylinderraum mit einem Gas gefüllt und von einem verschiebbar in dem Zylinderraum angeordneten Kolben (2) zueinander abgedichtet in eine erste Arbeitskammer (6) und eine zweite Arbeitskammer (7) getrennt ist, mit einer mit ihrem einen Ende an dem Kolben (2) befestigten Kolbenstange (8), die aus der zweiten Arbeitskammer (7) abgedichtet nach außen geführt ist, wobei das nach außen ragende Ende der Kolbenstange (8) das eine Federende und das geschlossene Ende des Zylinders (1) das andere Federende bildet und in einer Position des Kolbens (2) in einem Endbereich des geschlossenen Endes des Zylinders...

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Zugfederanordnung für eine um eine Schwenkachse eines Scharniers oder Mehrgelenkscharniers zwischen einer Schließposition und einer Offenposition schwenkbaren Klappe an einem Kraftfahrzeug, mit einer Zugfeder, die mit einem Federende an der Karosserie des Fahrzeugs und mit dem anderen Federende an einem Anlenkpunkt der Klappe angelenkt ist.
Bei derartigen Zugfederanordnungen ist es bekannt als Zugfeder eine Schraubenzugfeder zu verwenden. Derartige Schraubenzugfedern benötigen einen großen Einbauraum, sind korrosionsanfällig und erzeugen während des Fahrbetriebs des Kraftfahrzeugs störende Klappergeräusche.
Weiterhin ist eine Zuggasfeder aus der DE 38 13 021 A1 bekannt, die eine in ihrer Zylinderkammer längsverschieblich geführten hohle Kolbenstange aufweist, wobei der Hohlraum mit einer Kammer im Zylinder verbunden ist. Für einen derartigen Aufbau sind viele Bauteile notwendig, die zudem noch aufwendig hergestellt werden müssen.
In der EP 12 75 873 A2 weist eine Gasfeder in einem mittleren Auszugbereich einen Bereich auf, in dem die Ausfahrbewegung gestoppt wird und der nur durch eine zusätzliche Kraft überwunden werden kann. In diesem Bereich wirkt die Gasfeder in gewisser Weise als Zuggasfeder, wobei die Ausgestaltung aber nicht im Hinblick auf eine Unterstützung der Schließbewegung einer Klappe vorgesehen ist.
Aufgabe der Erfindung ist es daher eine Zugfederanordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, die einen einfachen und nur geringen Einbauraum benötigenden Aufbau aufweist und bei der störende Klappergeräusche vermieden werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Zugfederanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Durch diese Ausbildung ist ein kompakter Aufbau der Zugfeder möglich, bei dem durch die exakte Führung der Bauteile der Zugfeder störende Klappergeräusche vermieden werden.
Bei einer Bewegung der Klappe aus ihrer Schließposition, in der zumindest annähernd gleicher Druck in beiden Arbeitskammern herrscht, in ihre Offenposition erfolgt in der einen Arbeitskammer eine Druckerhöhung und ggf. in der anderen Arbeitskammer eine Druckreduzierung. Beides erzeugt eine auf den Kolben und die Kolbenstange wirkende Kraft in Schließrichtung der Klappe.
Diese beim Öffnen der Klappe ansteigende Kraft führt zu einer Verzögerung der Öffnungsbewegung sowie zu einer Kraftunterstützung beim anschließenden Schließen der Klappe.
Die erste Arbeitskammer kann über eine erste Ausnehmung permanent und die zweite Arbeitskammer in einer Position des Kolbens in einem Endbereich des Zylinders über eine zweite Ausnehmung mit der Außenluft verbunden sein.
Dabei wird beim Öffnen der Klappe eine Druckerhöhung in der zweiten Arbeitskammer ab dem Moment erzeugt, wenn der Kolben die zweite Ausnehmung überfahren hat, so daß die zweite Arbeitskammer nicht mehr mit der Außenluft in Verbindung steht.
Um in der Schließposition einen Druckausgleich zwischen den Arbeitskammern zu erreichen und damit eine auf den Kolben wirkende Druckbelastung zu vermeiden, ist die erste Arbeitskammer in der Position des Kolbens in dem Endbereich geschlossenen Endes des Zylinders mit der anderen Arbeitskammer verbunden. Zusätzlich zu einer Druckerhöhung in der zweiten Arbeitskammer wird dabei auch noch eine Druckreduzierung in der ersten Arbeitskammer erzeugt.
Durch die Länge der nutartigen Vertiefung sowie deren zur zweiten Arbeitskammer gerichteten Ende wird der Beginn des Druckaufbaus bestimmt. Der Querschnittsverlauf über die Länge der Nut bestimmt den Verlauf des Druckausgleichs zwischen den beiden Arbeitskammern.
Die Position der zweiten Ausnehmung bestimmt dabei den Beginn eines Druckaufbaus in der zweiten Arbeitskammer
Herrscht bei miteinander verbundenen Arbeitskammern im Innenraum des Zylinders annähernd Atmosphärendruck, so ist keine Druckgasfüllung des Innenraums des Zylinders bei der Herstellung der Zugfeder erforderlich.
Eine Verbindung zwischen den beiden Arbeitskammern bei einer Positionierung des Kolbens in einem Endbereich des Zylinders ist auf einfache Weise dadurch möglich, daß in einem axialen Endbereich in der Innenwand des Zylinders eine nutartige Vertiefung größerer axialer Erstreckung als der axialen Erstreckung des Dichtbereichs des Kolbens ausgebildet ist.
Da der Endbereich des Zylinders, in dem die beiden Arbeitskammern miteinander verbunden sind, der Bereich des geschlossenen Endes des Zylinders ist, befindet sich bei geschlossener Klappe die Kolbenstange weitgehend in dem Zylinder und ist damit gegen Beschädigungen und Verschmutzungen geschützt. Außerdem ist dadurch der für die Zugfeder benötigte Bauraum besonders gering.
Ist die Klappe aus einer von der Schwenkachse aus annähernd senkrecht gerichteten Schließposition in eine annähernd waagrechte Offenposition schwenkbar, so erhöht sich beim Öffnungsvorgang der Klappe die Unterstützungskraft in Schließrichtung durch das Herausbewegen der Kolbenstange aus dem Zylinder mit dem Ansteigen der wirksamen Gewichtskraft der Klappe.
Eine gute Dämpfung der Öffnungsbewegung kombiniert mit einer Kraftunterstützung beim Schließen der Klappe wird dadurch erreicht, daß ein zur Zugfeder parallel wirkendes Bewegungsdämpfungselement mit seinem einen Ende an der Karosserie und mit dem anderen Ende an einem Anlenkpunkt der Klappe angelenkt ist.
Dabei kann das Bewegungsdämpfungselement ein Öldämpfer sein.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen
1 einen Längsschnitt einer Zugfeder in der Schließposition einer Klappe
2 einen Längsschnitt der Zugfeder nach 1 in der Offenposition der Klappe.
Die in den Figuren dargestellte Zugfeder besitzt einen an einem Ende geschlossenen Zylinder 1, in dem ein Kolben 2 axial verschiebbar angeordnet ist. Der Kolben 2 besitzt an seiner radial umlaufenden Mantelfläche eine Ringnut 3, in die ein Dichtring 4 eingesetzt ist, der mit seiner radial umlaufenden Außenfläche dicht an der Innenwand 5 des Zylinders 1 in Anlage ist und den Zylinderraum in eine erste Arbeitskammer 6 und eine zweite Arbeitskammer 7 unterteilt.
An dem Kolben 2 ist mit ihrem einen Ende eine Kolbenstange 8 befestigt, die durch die zweite Arbeitskammer 7 und ein die zweite Arbeitskammer 7 nach außen verschließendes Führungs- und Dichtungspaket 9 aus dem Zylinder 1 herausgeführt ist.
Das nicht dargestellte äußere Ende der Kolbenstange 8 ist an einem ebenfalls nicht dargestellten Anlenkpunkt an einer Klappe eines Kraftfahrzeugs angelenkt.
Das geschlossene Ende des Zylinders 1 ist an einem nicht dargestellten Anlenkpunkt an der Karosserie des Kraftfahrzeugs angelenkt.
Die Ausfahrbewegung der Kolbenstange 8, die der Öffnungsbewegung der Klappe entspricht, wird durch einen Anschlag begrenzt, der durch eine radial umlaufende, radial nach innen in die zweite Arbeitskammer 7 ragende Sicke 10 gebildet ist.
In dem dem geschlossenen Ende des Zylinders 1 nahen Endbereich des Zylinders 1 ist in dessen Innenwand 5 eine nutartige Vertiefung 11 ausgebildet, die eine axial etwas größere Erstreckung besitzt, als der durch den Dichtring 4 gebildete Dichtbereich des Kolbens 2.
Damit sind in der in 1 dargestellten eingefahrenen Position der Kolbenstange 8, welche der Schließposition der Klappe entspricht, die beiden Arbeitskammern 6 und 7 über die nutartige Vertiefung 11 miteinander verbunden, so daß ein Druckausgleich zwischen diesen beiden Arbeitskammer 6 und 7 besteht. In dieser Position herrscht Atmosphärendruck in den mit Luft gefüllten Arbeitskammern 6 und 7.
Wird beim Öffnen der Klappe die Kolbenstange 8 mit dem Kolben 2 in die in 2 dargestellte ausgefahrene Position bewegt, gelangt der Kolben 2 zunächst aus dem Bereich der nutartigen Vertiefung 11, so daß die beiden Arbeitskammern 6 und 7 voneinander getrennt werden. Bei der Weiterbewegung in Ausfahrrichtung erfolgt in der zweiten Arbeitskammer 7 eine Komprimierung der Luft und damit eine Druckerhöhung, während in der ersten Arbeitskammer 6 ein Unterdruck erzeugt wird. Sowohl der Überdruck als auch der Unterdruck steigen an, bis die in 2 dargestellte maximale ausgefahrene Position erreicht ist.
Dieser auf den Kolben 2 wirkende Druck- und Unterdruck erzeugt eine Kraft, die bei einem anschließenden Schließen der Klappe diese Schließbewegung unterstützt. Gleichzeitig erfolgt durch den Druck- und Unterdruckaufbau eine Verzögerung der Klappenbewegung.

1: Zylinder
2: Kolben
3: Ringnut
4: Dichtring
5: Innenwand
6: erste Arbeitskammer
7: zweite Arbeitskammer
8: Kolbenstange
9: Führungs- und Dichtungspaket
10: Sicke
11: nutartige Vertiefung

Claims

Zugfederanordnung für eine um eine Schwenkachse eines Scharniers oder Mehrgelenkscharniers zwischen einer Schließposition und einer Offenposition schwenkbaren Klappe an einem Kraftfahrzeug, mit einer Zugfeder, die mit einem Federende an der Karosserie des Kraftfahrzeugs und mit dem anderen Federende an einem Anlenkpunkt der Klappe zur Unterstützung der Schließbewegung angelenkt ist, wobei die Zugfeder einen einseitig geschlossenen Zylinder (1) aufweist, dessen Zylinderraum mit einem Gas gefüllt und von einem verschiebbar in dem Zylinderraum angeordneten Kolben (2) zueinander abgedichtet in eine erste Arbeitskammer (6) und eine zweite Arbeitskammer (7) getrennt ist, mit einer mit ihrem einen Ende an dem Kolben (2) befestigten Kolbenstange (8), die aus der zweiten Arbeitskammer (7) abgedichtet nach außen geführt ist, wobei das nach außen ragende Ende der Kolbenstange (8) das eine Federende und das geschlossene Ende des Zylinders (1) das andere Federende bildet und in einer Position des Kolbens (2) in einem Endbereich des geschlossenen Endes des Zylinders (1), die der Schließposition der Klappe entspricht, gleicher Druck in beiden Arbeitskammern (6, 7) herrscht, wobei in dieser Position die erste Arbeitskammer (6) mit der zweiten Arbeitskammer (7) verbunden ist und eine Verbindung mit der Außenluft besteht.
Zugfederanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Arbeitskammer (6) über eine erste Ausnehmung permanent und die zweite Arbeitskammer (7) in der Position des Kolbens (2) in dem Endbereich des geschlossenen Endes des Zylinders (1) über eine zweite Ausnehmung mit der Außenluft verbunden ist.
Zugfederanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei miteinander verbundenen Arbeitskammern (6, 7) im Innenraum des Zylinders (1) annähernd Atmosphärendruck herrscht.
Zugfederanordnung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß in einem axialen Endbereich in der Innenwand (5) des Zylinders (1) eine nutartige Vertiefung (11) größerer axialer Erstreckung als der axialen Erstreckung des Dichtbereichs des Kolbens (2) ausgebildet ist.
Zugfederanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Klappe aus einer von der Schwenkachse aus annähernd senkrechtgerichteten Schließposition in eine annähernd waagrechte Offenposition schwenkbar ist.
Zugfederanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein zur Zugfeder parallel wirkendes Bewegungsdämpfungselement mit seinem einen Ende an der Karosserie und mit dem anderen Ende an einem Anlenkpunkt der Klappe angelenkt ist.
Zugfederanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Bewegungsdämpfungselement ein Öldämpfer ist.