DE3237886A1 - Suspension for helical tension springs - Google Patents

Suspension for helical tension springs

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DE3237886A1 DE19823237886 DE3237886A DE3237886A1 DE 3237886 A1 DE3237886 A1 DE 3237886A1 DE 19823237886 DE19823237886 DE 19823237886 DE 3237886 A DE3237886 A DE 3237886A DE 3237886 A1 DE3237886 A1 DE 3237886A1
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Rudolf 7032 Sindelfingen Andres
Günter Dipl.-Ing. Gmeiner
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Abstract

The application relates to a suspension for helical tension springs, in particular stress-relief springs for motor vehicle panels which can be raised, the limbs on the ends of which springs are bent in a circular manner to form a spring eye and are constructed to engage in or behind associated suspension supports, it being possible to vary the tension direction of said spring relative to the suspension supports by pivoting at least one of the suspension supports of each helical tension spring, and the suspension supports being arranged in such a manner that a relative rotation, corresponding to the deflection angle of the helical tension spring, between the spring eyes and the contact surface of the suspension supports can be compensated for. In order to avoid objectionable creaking noises, the so-called "stick-slip effect", when such suspensions have been stored dry, dimensioning rules are specified according to the invention for dimensioning the spring eye which can be pivoted with the suspension support.

Description

"Einhängung für Schraubenzugfedern"Suspension for coil tension springs

Die Erfindung betrifft eine Einhängung für Schraubenzugfedern der im Oberbegriff von Anspruch 1 angegebenen Art.The invention relates to a suspension for helical tension springs Art specified in the preamble of claim 1.

Derartige Entlastungsfedern bewirken ein leichteres Öffnen und Schließen von Motorhauben und Heckdeckeln von Kraftwagen, indem sie einen Gewichtsanteil der entsprechenden Abdeckhaube durch Federkraft aufnehmen.Such relief springs make opening and closing easier of hoods and trunk lids of motor vehicles by adding a weight percentage of the Take up the corresponding cover hood by spring force.

Hierbei ist es im Kraftfahrzeugbau allgemein bekannt, ein Ende mindestens einer Entlastungsfeder an einer karosserieseitig angeordneten Lasche und das andere Ende derselben an einem sogenannten Scharnierhebel einzuhängen.It is generally known in motor vehicle construction to have at least one end a relief spring on a bracket arranged on the body side and the other Hang the end of the same on a so-called hinge lever.

Die Einhängung selbst besteht dabei aus einer kreisförmig gebogenen Federöse, die in Aussparungen eingreift oder Bolzen oder dgl. hintergreift.The suspension itself consists of a circular curved one Spring eyelet that engages in recesses or engages behind bolts or the like.

Es hat sich jedoch als nachteilig herausgestellt, daß derartige Federeinhängungen, die einerseits aus Gründen der Wartungsfreiheit und andererseits wegen der Verschmutzungs- gefahr durch Schlllierst.offe z .b. iri Kofferraumen trocken gelagert sind, beini Öffnen oder Schließen der Abdeckiiauben zu unangenehmen Knarrgeräuschen neigen. Diese Knarrgeräusche entstehen dadurch, daß eine Relativverdrehung zwischen Federösen und Einhängewiderlagern stattfindet, die im ständigen Wechsel zwischen Gleit- und Haftreibung - dem sogenannten 11Stick-Slip-Effekt" - die Feder zu Schwingungen anregt.However, it has been found to be disadvantageous that such spring suspensions, which on the one hand for reasons of freedom from maintenance and on the other hand because of the pollution danger by means of sealing materials e.g. The trunk is stored in a dry place, when it is opened or closing the covers tend to make unpleasant creaking noises. These creaking noises arise from the fact that a relative rotation between the spring eyelets and suspension abutments takes place in the constant alternation between sliding and static friction - the so-called 11 Stick-slip effect "- stimulates the spring to vibrate.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Federeinhängung zu schaffen, die eine trockene Lagerung der Federenden gestattet, ohne daß Knarrgeräusche auftreten können oder höhere Material-oder Montagekosten anfallen.The invention is based on the object of a spring suspension create that allows a dry storage of the spring ends without creaking noises can occur or higher material or assembly costs are incurred.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist Gegenstand der kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1.The inventive solution to this problem is the subject of the characterizing Features of claim 1.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Einhängewiderlager sind durch die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 2 bis 4 vorgegeben.Advantageous embodiments of the suspension abutments are by the characterizing features of claims 2 to 4 specified.

Im folgenden sind drei Ausführungsbeispiele für eine erfindungsgemäße Einhängung von Schraubenzugfedern anhand von Zeichnungen erläutert.The following are three embodiments for an inventive Suspension of helical tension springs explained with the aid of drawings.

Diese zeigen in Fig. 1 einen schematisch dargestellten Heckbereich eines Kraftwagens mit einer durch eine Entlastungsfeder beaufschlagten, geöffneten Heckklappe, in Fig. 2 den Heckbereich dieses Kraftwagens mit geschlossener Heckklappe, in Fig. 3 einen Einhängungspullkt der l!tltllssalrlgsfeder gemäß Fig. 2 als Einzelheit, in Fig. 4 die schematische Darstellung eines von einer Federöse hinCergriffenen Ruiidzapfens, und in Fig. 5 die schematische Darstellung eines von einer Federöse hintergriffenen Vierkantzapfens.These show a rear area, shown schematically in FIG. 1 of a motor vehicle with an open one acted upon by a relief spring Tailgate, in Fig. 2 the rear area of this motor vehicle with the tailgate closed, in 3 shows a suspension point of the spring suspension spring according to FIG Fig. 2 as a detail, in Fig. 4 the schematic representation of one of a spring eyelet Ruiidzapfens seized, and in Fig. 5 the schematic representation of one of a spring eyelet behind a square pin.

In Fig. 1 ist der obere Bereich eines Kraftwagenhecks 1 schematisch dargestellt. Eine geöffnete Heckklappe 2, die karosserieseitig schwenkbar gelagert ist, weist einen über den Drehpunkt derselben hinausragenden Scharnierhebel 3 auf.In Fig. 1, the upper region of a motor vehicle rear 1 is schematic shown. An open tailgate 2, which is mounted pivotably on the body side is, has a hinge lever 3 protruding beyond the pivot point thereof.

An diesen Scharnierhebel 3 ist endseitig ein Einhängewiderlager 4 angeformt, in das eine Federöse 5a einer gespannten Schraubenzugfeder 5 eingehängt ist. Eine zweite Federöse 5b greift in ein weiteres Einhängewiderlager 6 ein, das mittels einer Lasche 7 karosserieseitig befestigt ist. Beide Federösen 5a und 5b sind so eingehängt, daß deren Längsachse parallel zur Schwenkachse des Scharnierhebels 3 verläuft. Ein Abstand A zwischen den Einhängungspunkten der Federösen 5a und 5b hat bei vollständig geöffneter Heckklappe 2 seinen Minimalwert. Hierbei schließt die Mittellängsachse der Schraubenzugfeder 5 mit der Längsachse der Scharnierhebels 3 einen WinkelC(2 ein.At the end of this hinge lever 3 there is a suspension abutment 4 integrally formed, in which a spring eye 5a of a tensioned helical tension spring 5 is suspended is. A second spring eyelet 5b engages in a further suspension abutment 6, which is fastened by means of a tab 7 on the body side. Both spring eyelets 5a and 5b are hung in such a way that their longitudinal axis is parallel to the pivot axis of the hinge lever 3 runs. A distance A between the suspension points of the spring eyelets 5a and 5b has its minimum value when the tailgate 2 is fully open. This closes the central longitudinal axis of the helical tension spring 5 with the longitudinal axis of the hinge lever 3 an angle C (2 a.

Fig. 2 zeigt das Kraftwagenheck 1 gemäß Fig. 1 mit geschlossener Heckklappe 2. Daher werden im folgenden nur die Unterschiedsmerkmale erläutert.FIG. 2 shows the rear of the motor vehicle 1 according to FIG. 1 with the tailgate closed 2. Therefore, only the different features are explained below.

Der Scharnierhebel @ befindet sich nunmehr in einer in Fahrzeuglängsrichtung verschwenkten Stellung und hat hierbei die Schraubenzugfeder r) stärker gespannt, wobei der von der Mittellängsachse der Schraubenzugfeder 5 mit der Längsachse des Scharnierhebels 3 gebildete Winkel kleiner geworden ist und nur noch «1 beträgt. Gleichzeitig hat eine Relativverdrehung zwischen den Einhängewiderlagern 4 und 6 und der Mittellängsachse der Schraubenzugfeder 5 stattgefunden. Während diese im Einhängewiderlager 6 vernachlässigbar gering ist und somit noch durch Haftreibung kompensiert werden kann, ist der Drehwinkel cz1 1der sich aus der Differenz von α2 und i1 ergiht, im Einhängewiderlager 4 infolge der Auslenkung des Scharnierhebels 3 derart groß, daß ein Ausgleich der Relativverdrehung zwischen Einhängewiderlager 4 und Federöse 5a erfolgen muß.The hinge lever @ is now located in a longitudinal direction of the vehicle pivoted position and has tensioned the helical tension spring r) more strongly, wherein the of the central longitudinal axis of the tension coil spring 5 with the longitudinal axis of the Hinge lever 3 formed angle has become smaller and is only «1. At the same time, there is a relative rotation between the suspension abutments 4 and 6 and the central longitudinal axis of the tension coil spring 5 took place. While this is in Suspension abutment 6 is negligibly small and therefore still due to static friction can be compensated, the angle of rotation cz1 1 is derived from the difference of α2 and i1 result in the suspension abutment 4 as a result of the deflection of the hinge lever 3 so large that a compensation for the relative rotation between suspension abutments 4 and spring eyelet 5a must be done.

Dieser Ausgleich erfolgt, wie Fig. 3 als Einzelheit deutlicher erkennen läßt, dadurch, daß sich der Innenumfang der in eine Bohrung 8 eingreifenden Federöse 5a unter nahezu punktförmiger Momentanberührung auf einer Krümmung der Bohrungswand dem Drehwinkel cX entsprechend abwälzt. Die Krümmung der Bohrungswand muß hierbei nicht fertigungstechnisch vorgesehen werden, sondern stellt sich, wie Versuche ergeben haben, nach kurzer Einlaufzeit bedingt durch die hohe Flächenpressung zwischen Federöse und Bohrungswand selbsttätig ein. (Kaltwalz-Effekt).This compensation takes place, as can be seen more clearly in FIG. 3 as a detail can, in that the inner circumference of the engaging in a bore 8 spring eyelet 5a with almost point-like instantaneous contact on a curvature of the bore wall according to the angle of rotation cX. The curvature of the bore wall must be not be provided in terms of production technology, but arises as tests result after a short running-in period due to the high surface pressure between the spring eye and bore wall automatically. (Cold rolling effect).

Wählt man den Radius R1 des Innenumfangs der Federöse 5a so, daß dessen Betrag dem kleinsten Abstand A der Einhängungspunkte der Schraubenzugfeder 5 entspricht, so verläuft die Zugrichtung der Schraubenzugfeder 5 stets durch den Mittelpunkt des der Krümmung der Bohrungswand zugrundeliegenden Kreises. Weil hierbei keine tangential gerichteten, aus der Federspannung resultierenden Krafskomponenten auftreten, erfolgt cl ne ideelle Abwälzbewiegung. Wenn nun vorl cJ:i esem idealon Radius R1 abgewichen wird, so werden tangential gerichte Kraftkomponenten erst dann wirksam, wenn sie in der Lage sind, die HaCtreibung zu überwinden. Da in der praktischen Anwendung von Schraubenzugfedern die lichten Durchmesser von Federösen oftmals aus konstruktiven Zwängen heraus möglichst gering gehalten werden müssen, ist der Minimalwert für R1, bei dem gerade noch eine einwandfreie Abwälzbewegung stattfinden kann, von großer Bedeutung.If you choose the radius R1 of the inner circumference of the spring eye 5a so that its The amount corresponds to the smallest distance A between the suspension points of the helical tension spring 5, so the pulling direction of the helical tension spring 5 always runs through the center of the circle on which the curvature of the bore wall is based. Because here none tangentially directed, resulting from the spring tension Power components occur, there is no ideal rolling motion. If now vorl cJ: i esem idealon Radius R1 is deviated, then tangentially directed force components are only then effective when they are able to overcome attachment. Because in the practical The use of coil springs often eliminates the clear diameter of the spring eyelets constructive constraints must be kept as low as possible, is the minimum value for R1, at which a perfect rolling movement can still take place, from great importance.

Im folgenden wird daher der Grenzwert für den minimalen Radius R1 anhand einer Beispielrechnung ermittelt.In the following, therefore, the limit value for the minimum radius R1 determined using a sample calculation.

Hierbei soll die Materialdicke des Einhängewiderlagers D = 2,5 mm, der Abstand A = 300 mm, der Drehwinkel o( = 50 und die Gleitreibungszahlµ(Stahl/Stahl/trocken) = 0,2 entsprechen.The material thickness of the suspension abutment should be D = 2.5 mm, the distance A = 300 mm, the angle of rotation o (= 50 and the coefficient of sliding friction µ (steel / steel / dry) = 0.2.

Für den Abrollweg S, der mit der Bogenlänge eines fiktiven Kreisbogens über D übereinstimmt, ergibt sich: D mm.grd 2 grd S = - x α x # / 360 s = 1,25 x 50 x7r/ 360 s = 0,545 mm; daraus folgt für R1 R1 = S/sin (arctanH 5 S x 180) / (r x A) mm x mm mm Rl = 5lar/sirl (arctan 0,2 + 0,545 x 180) j x X 300) R1 = 2,76 mm Somit sind die Bedingungen für ein einwandfreies Abwälzen im vorliegenden Fall mit Sicherheit erfüllt, wenn R1 größer als dieser Grenzwert ist.For the roll-off path S, the one with the arc length of a fictitious circular arc agrees over D, the result is: D mm.grd 2 degrees S = - x α x # / 360 s = 1.25 x 50 x7r / 360s = 0.545mm; from this follows for R1 R1 = S / sin (arctanH 5 S x 180) / (r x A) mm x mm mm Rl = 5lar / sirl (arctan 0.2 + 0.545 x 180) j x X 300) R1 = 2.76 mm These are the conditions for perfect rolling in the present case met with certainty if R1 is greater than this limit value is.

Selbstverständlich ist es ebenso möglich, anstelle des vorgenannten Einhängewiderlagers 4, bei dem die Federöse 5a in eine Bohrung 8 eingreift, einen Zapfen kreisförmigen Querschnitts gemäß Fig. 4 als Einhängewiderlager 9 zu wählen, der von der Federöse 4 hintergriffen wird. Dies empfiehlt sich besonders für sehr große Drehwinkel.Of course, it is also possible instead of the aforementioned Suspension abutment 4, in which the spring eyelet 5a engages in a bore 8, a To choose pins of circular cross-section according to FIG. 4 as suspension abutment 9, which is engaged from behind by the spring eyelet 4. This is especially recommended for very large angles of rotation.

Ein Beispiel für ein Einhängewiderlager, das aus einem Vierkantzapfen besteht, ist durch Einhängewiderlager 10 gemäß Fig. 5 vorgegeben. Diese Ausführungsform kann dann bevorzugt eingesetzt werden, wenn der Abrollweg S sehr gering gehalten werden soll.An example of a suspension abutment that consists of a square tenon exists, is predetermined by suspension abutment 10 according to FIG. This embodiment can be used with preference when the roll-off path S is kept very small shall be.

Darüber hinaus bieten sich noch vielfältige Möglichkeiten für die geometrische Gestaltung der Auflageflächen von Einhängewiderlagern, wobei die jeweils günstigste anhand der konstruktiven Randbedingungen bzw. Vorgaben festzulegen ist.In addition, there are many possibilities for the geometric design of the bearing surfaces of suspension abutments, each of which the most favorable is to be determined on the basis of the structural boundary conditions or specifications.

Grundsätzlich läßt sich jedoch jedem Einhängewiderlager mittels des vorangegangenen Berechnungsschemas ein Radienbereich für die korrespondierende Federöse zuordnen, in dem ein einwandfreies Abwälzen des Innenumfangs der Federöse gewährleistet ist.In principle, however, each suspension abutment can be used with the previous calculation schemes a radius area for the corresponding spring eyelet assign, in which a perfect rolling of the inner circumference of the spring eye is guaranteed is.

L e e r s e i t eL e r s e i t e

Claims (4)

Patentansprüche Einhängung für Schraubenzugfedern, insbesondere Entlastungsfedern für aufstellbare Abdeckhauben von Kraftfahrzeugen, deren endseitige Schenkel kreisförmig zu einer Federöse gebogen und zugeordnete Einhängewiderlager hintergreifend oder in diese eingreifend ausgebildet sind, wobei durch ein Verschwenken von zumindest einem der Einhängewiderlager je Schraubenzugfeder die Zugrichtung derselben relativ zu den Einhängewiderlagern veränderbar ist und die Einhängewiderlager derart angeordnet sind, daß eine dem-Auslenkwinkel der Schraubenzugfeder entsprechende Relatiwerdrehung zwischen den Federösen und der Auflagefläche der Einhängewiderlager ausgleichbar ist, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß zumindest die mit dem Einhängewiderlager (4) verschwenkbare Federöse (5a) einen Krümmungsradius (R1) aufweist, dessen minimaler Betrag sich aus der Formel Rl >= S/sin (arctane s S x 180) / (1rx A) ergibt, wobei S dem Abrollweg auf dem Innenumfang der Federöse (5a),» der Gleitreibungszahl der an der Einhängung be- @eiligten Werks f£e utid A dein kleinsten zwischen den Einhängungspunkten einer Schraubenzugfeder (5) auXtretenclen Abstand entspricht und dessen maximaler Betrag dem Einhängungsabstand (A) entspricht, derart, daß die Relativverdrehung zwischen Innenumfang der Eederöse (5a) und Auflagefläche des zugeordneten Einhängewiderlagers (4) als reine Abwälzbewegung erfolgt. Claims suspension for helical tension springs, in particular relief springs For cover hoods of motor vehicles that can be set up, the legs of which are circular at the end bent to a spring eyelet and engaging behind associated mounting abutments or are designed to engage in this, by pivoting at least one of the suspension abutments per helical tension spring, the direction of pull of the same relative is changeable to the suspension abutments and the suspension abutments are arranged in this way are that a relative rotation corresponding to the deflection angle of the helical tension spring Can be compensated between the spring eyelets and the support surface of the suspension abutments is that at least the one with the mounting counter bearing (4) pivotable spring eyelet (5a) has a radius of curvature (R1), the minimum of which The amount results from the formula Rl> = S / sin (arctane s S x 180) / (1rx A), where S is the rolling path on the inner circumference of the spring eye (5a), »the coefficient of sliding friction which is attached to the suspension @participated work f £ e utid A your smallest there is a distance between the suspension points of a helical tension spring (5) and whose maximum amount corresponds to the suspension distance (A), in such a way that that the relative rotation between the inner circumference of the eyelet (5a) and the support surface of the associated mounting abutment (4) takes place as a pure rolling movement. 2. Einhängung für Schraubenfedern nach Anspruch 1, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß ein Einhängewiderlager (9) aus einem Zapfen kreisförmigen Querschnitts besteht.2. suspension for coil springs according to claim 1, d a -d u r c h it is noted that a suspension abutment (9) consists of a circular journal Cross-section. 3. Einhängung für Schraubenzugfedern nach Anspruch 1, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß ein Einhängewiderlager (4,6) aus einem mit einer Bohrung versehenen Profil rechteckigen Querschnitts besteht.3. suspension for helical tension springs according to claim 1, d a -d u r c h e k e n n n n e i c h n e t that a suspension abutment (4, 6) consists of a with a Drilled profile consists of rectangular cross-section. 4. Einhängung für Schraubenzugfedern nach Anspruch 1, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß ein Einhängewiderlager (10) aus einem Vierkantzapfen besteht.4. suspension for helical tension springs according to claim 1, d a -d u r c h e k e n n n z e i c h n e t that a suspension abutment (10) made of a square pin consists.
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