DE3600845C2 - Gasfeder-Gewichtsausgleichseinrichtung - Google Patents

Abstract

Ein gasfederunterstütztes Gewichtsausgleichssystem für eine Verschlußklappe, beispielsweise die Rückklappe, eines Heckklappen-Fahrzeuges umfaßt eine mechanische Feder, die mit der Gasfeder in Reihe angeordnet ist. Die Einrichtung ist so angeordnet, daß die Gasfeder ihre voll eingefahrene Stellung erreicht, bevor die Klappe ganz geschlossen ist; danach wird die Klappe gegen die Kraft der mechanischen Feder ganz geschlossen. Längsschwingungen oder kurze Bewegungen der Einrichtung, die im anderen Fall unerwünschte kurze Hubzyklen auf die Gasfeder aufbringen würden, werden durch die mechanische Feder absorbiert, wodurch die Arbeits-Lebensdauer der Gasfeder verbessert wird.

Description

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drückt Der dabei zurückgelegte Federweg steht jetzt für die Aufnahme von kurzen Vlbrationsbewegungen oder anderen Bewegungen, z. B. eine geringfügige Öffnungsbewegung der Klappe, zur Verfüguiig, ohne daß die Gasfeder selbst ihre ganz eingefahrene Stellung verändert; infolgedessen werden bei derartigen Bewegungen die Dichtanordnungen der Gasfeder nicht beansprucht Es ist zwar auch schon eine Gasfeder-Gewichtsausgleichseinrichtung bekannt bei der die Kolbenstange und der Zylinder jeweiis über zusätzliche Federmittel mit den zugeordneten Bauteilen verbunden sind (US-PS 43 80 847). Diese Federmittel dienen jedoch dazu, die Anlenkung der Gasfeder in Richtung quer zur Gasfederlängsachse beweglich zu gestalten. Auch diese Federmittel sind ständig wirksam, so daß die Gefahr besteht daß das Gasfedersystem auch quer zur Gasfederlängsachse schädlichen, die Dichtungen beanspruchenden Schwingungen unterworfen wird.

An der Gasfeder ist ein Anschlag vorgesehen, welcher an der Kolbenstange befestigt ist und gegen das Zylinderende zur Anlage kommt um auf diese Weise die voll eingefahrene Stellung der Gasfeder zu begrenzen, und der zu einer von dem pneumatischen Fluid unabhängigen Übertragung von Kräften direkt über die mechanischen Federelemente ausgelegt ist Der Anschlag kann einstellbar sein, falls erforderlich.

Die Zusatzfeder ist vorzugsweise eine mechanische Druckfeder, kann jedoch auch andere geeignete Ausgestaltungen haben, beispielsweise als elastomeres Bauteil oder als Luftkissen. Die Zusatzfeder weist vorzugsweise eine Vorspannung, auf, die gleich oder etwas größer als die auf die Kolbenstange wirkende Ausstoßkraft ist, die die Gasfeder kurz vor Erreichen der voll eingefahrenen Stellung aufbringt. Dadurch wird sichergestellt daß die Zusatzfeder auf ein mittleres Maß zusammengedrückt wird, bevor die Verschlußklappe ganz geschlossen ist, so daß Vibrations- und andere Kräfte von der Kolbenstange fern gehalten werden, wenn die Gasfeder ihre eingefahrene Stellung einnimmt. Die Vorspannung gewährleistet auch eine sichere Unterstützung der Verschlußklappe, wenn die Gasfeder ihre ausgefahrene Stellung einnimmt. Der Hub der Zusatzfeder ist in jedem Fall ausreichend, um auch dann, wenn die Feder in der oben beschriebenen Weise zusammengedrückt ist kurze Bewegungen der Gewichstsausgleichseinrichtung aufzunehmen, die sie sich aus der Forderung, die Endlagen des Gesamtsystems überfahren zu können, und aus beliebigen zusätzlich auftretenden, auf die Gasfeder in ihrer eingefahrenen Stellung wirkenden Längsschwingungen ergeben, ohne daß diese Hübe auf die Gasfeder selbst übertragen werden. In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird die Gasfeder-Gewichtsausgleichseinrichtung in Verbindung mit der Rückklappe eines Kraftfahrzeuges, beispielsweise eines Heckklappenmodells, verwendet, bei welchem die Rückklappe immer dann, wenn eine Fahrgasttüre geschlossen wird, etwas geöffnet wird, um einen Innendruck abzubauen. Die Hübe der Gasfeder und der Zusatzfeder sind jeweils so gewählt, daß die Gasfeder bis zur Anlage an einen Anschlag voll eingefahren wird und die Zusatzfeder auf ein mittleres Maß komprimiert wird, bevor die Heckklappe ihre geschlossene Stellung erreicht. Mit dieser Anordnung wird die geringe Öffnungsbewegung der Heckklappe, die beim Betätigen einer Fahrgasttüre auftritt, durch die Zusatzfeder aufgenommen, so daß kein Bewegungszyklus der Gasfeder auftritt und auf diese Weise die Arbeits-Lebensdauer der Gasfeder verlängert wird.

Es wird nochmal darauf hingewiesen, daß der Arbeitshub der zusätzlichen Federmittel 28 ausreichend groß sein muß, um kurze Hübe der Gewichtsausgleichseinrichtung, die durch Längsschwingungen und/oder ein Überfahren der Endlagen verursacht werden, zu absorbieren, ohne diese Hübe auf die Gasfeder 16 zu übertragen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Gasfeder, die in einer Gewichtsausgleichseinrichtung für die Heckklappe eines Kraftfahrzeuges eingebaut ist;

Fig. 2 in einer vergrößerten Darstellung eine Zusatzfeder, die mit der Gasfeder gemäß Fig. 1 in Reihe geschaltet ist

Die Erfindung ist im folgenden an einem Ausführungsbeispiel erläutert welches in einem als Heckklappenmodell ausgeführten Kraftfahrzeug installiert ist Es versteht sich jedoch von selbst, daß die Erfindung nicht auf ein derartiges Ausführungsbeispiel begrenzt sondern ganz allgemein bei Gewichtsausgleichseinrichtungen verwendbar ist in denen es erwünscht ist, eine Gasfeder gegen Arbeitsbedingungen zu isolieren, die kurze, die Lebensdauer der Feder verringernde Federzyklen erzeugen.

Wie Fig. 1 zeigt, umfaßt das Heckklappen-Kraftfahrzeug 10 eine Heckklappe 12, die mit ihrem oberen Ende an der Autokarosserie schwenkbar angeordnet ist, so daß sie sich zwischen einer bezüglich des Rahmens 14 unteren, geschlossenen Stellung und einer oberen, gestrichelt dargestellten offenen Stellung bewegen kann. Die Karosserie ist teilweise weggeschnitten dargestellt, um die Befestigungsweise einer Gasfeder 16 zwischen Gelenkpunkten 18 und 20 an der Klappe 12 bzw. der Karosserie 10 zu zeigen. Wie bei derartigen Anordnungen üblich ist, nimmt die Gasfeder 16 ihre eingefahrene Stellung ein, d. h., die Kolbenstange 22 ist in den Zylinder 24 eingefahren, wenn die Klappe 12 geschlossen ist; die Gasfeder 14 ist ausgefahren, wenn die Klappe 12 geöffnet ist, wie gestrichelt dargestellt wurde.

Die in Fig. 1 mit durchgehenden Linien dargestellte Stellung der Klappe 12 ist eine teilweise geschlossene Stellung, in der die Klappe noch geringfügig aufklafft. Das entspricht beispielsweise der Klappenstellung, wenn diese geringfügig geöffnet ist, um beim Schließen einer Fahrgasttüre den Innendruck abbauen zu können. Die Klappe 12 könnte auch von der oberen, gestrichelt dargestellten Stellung in die mit durchgehenden Linien dargestellte Stellung von Hand verschwenkt worden sein, bevor diese dann vollständig geschlossen wird. Eine herkömmliche, durch einen Stellmotor betätigte Verriegelungseinrichtung 26 dient dazu, in ein Halteglied an der Klappe einzugreifen, wenn diese ihre teilweise geschlossene Stellung einnimmt, und sodann die Klappe automatisch in ihre vollständig geschlossene Stellung zu bewegen, ohne daß die Bedienungsperson nochmals eingreifen muß. Eine derartige automatische, kraftbetriebene Verriegelungseinrichtung ist vor allem dann nützlich und üblich, wenn die Klappe 12 jedesmal dann, wenn eine Fahrgasttüre geschlossen wird, gelöst wird; die vorliegende Erfindung ist insbesondere für Einrichtungen von Nutzen, die eine derartige Vorrichtung aufweisen, insofern, als die kurzen Zyklen, die als Folge der Wirkung einer derartigen Vorrichtung auf die Gasfeder 16 übertragen würden, ausgeschaltet werden.

Die Gasfeder 16 weist eine Zusatzfeder 28 auf, die an deren Kolbenstaneenende angeordnet und 7wkrhf>n

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dieser und dem Anlenkpunkt 20 der Karosserie eingesetzt ist. Die dargestellte Feder 28 ist eine mechanische Druckfeder; es versteht sich von selbst, daß andere Federarten, beispielsweise elastomere Federglieder oder ein Luftkissen ebenfalls verwendbar sind, wenn nur die erwünschten, im folgenden beschriebenen Federcharacteristiken gegeben sind. In einer anderen Ausgestaltung kann die Feder 28 am Zylinderende der Gasfeder 16 vorgesehen sein oder es können Zusatzfedern an beiden Enden vorgesehen sein.

Was im einzelnen mehr in Fig. 2 dargestellt wurde, ist die mechanische Feder 28 von einer Schmutzabdeckung 30 umgeben, die sich außen über den Zylinder 24 schieben kann. Die Feder 28 ist vorzugsweise mit einer Kraft vorgespannt, die wenigstens so groß oder in geeigneter Weise geringfügig größer als die Ausstoßkraft ist, die durch die Gasfeder auf die Kolbenstange 22 ausgeübt wird, wenn die Gasfeder in eine Stellung unmittelbar vor der voll eingefahrenen Stellung eingefahren ist. Zu diesem Zweck ist die Feder 28 zwischen einem mechanisehen Anschlag 32 auf der Kolbenstange 22 und dem Ende 34 der Schmutzabdeckung 30 eingespannt, um die erwünschte Vorspannung der Feder 28 aufrechtzuerhalten. Der Anschlag 32 dient auch dazu, den Weg der Kolbenstange 22 in den Zylinder 24 dadurch zu begrenzen, daß er zur Anlage mit dem Zylinderende kommt; dadurch wird die vollständig eingefahrene Stellung der Gasfeder definiert, die der in den Fig. 1 und 2 mit durchgehenden Linien dargestellten Stellung entspricht.

Der Anschlag 32 kann entlang der Kolbenstange 22 verstellbar sein, beispielsweise über Gewinde, um eine Optimierung der Leistung des Gesamtsystems entweder durch eine Einstellung der Vorspannung der Zusatzfeder 28, des Verschiebeweges der Kolbenstange 22 im Zylinder 24 oder beider Größen zu ermöglichen. Nicht dargestellte Beilagestücke können auf einer oder beiden Seiten des Anschlages 32 für den gleichen Zweck eingesetzt werden.

Wenn die Feder 28 in der vorbeschriebenen Weise vorgespannt ist, so daß sie beispielsweise eine Federkraft erzeugt, die gleich oder etwas größer als die Ausstoßkraft der Gasfeder 16 ist, wenn diese annähernd ganz eingefahren ist, dann wird die Feder 28 auf ein mittleres Maß komprimiert, wenn die Gasfeder die voii eingefahrene, in der Zeichnung dargestellte Stellung erreicht. Da der mechanische Anschlag 32 dann in Kontakt mit dem Zylinder 24 steht, werden alle Längsschwingungen oder andere auf das Gasfedersystem wirkenden Kräfte von der Kolbenstange und dem pneumatischen Fluid ferngehalten und durch die mechanische Feder 28 absorbiert. Es versteht sich, daß die Feder 28 einen ausreichenden Federhub hat, um auch dann, wenn sie auf ihr mittleres Maß komprimiert ist, derartige Längsschwingungen oder andere Kräfte sowie ein Verfahren der Endstellungen des Federsystems zu ermöglichen, wenn die Klappe 12 ihre geschlossene Position einnimmt Die bevorzugte Vorspannung der Feder 28 stellt auch sicher, daß die mechanische Feder nicht komprimiert wird, bis die Gasfeder fast vollständig eingefahren ist, so daß sie eine sichere Abstützung für die Klappe 12 bei der ausgefahrenen Stellung der Gasfeder 16 gewährleistet

Mit einer derartigen Reihenschaltung der Gasfeder 16 und der mechanischen Feder 28 absorbiert die mechanische Feder nicht für Längsschwingungen, welche im anderen Fall zu viele kurze Zyklen auf die Gasfeder bewirken wurden, sondern sie nimmt auch andere kurze Bewegungen des Gewichtsausgleichssystems auf, wie die, die sich aus der leichten öffnung der Heckklappe 12 zum Abbauen des Innendruckes ergeben. Auf diese Weise wird ein unerwünschter Verschleiß der Hochdruckdichtungs- und Dichtflächenanordnung der Gasfeder vermieden.

Obwohl die Erfindung hier mit Bezug auf ein bestimmtes Ausführungsbeispiel beschrieben und dargestellt wurde, versteht es sich, daß auch Änderungen und Abweichungen dieses Ausführungsbeispiels möglich sind, ohne daß der Bereich der offenbarten Erfindung verlassen wird. Derartige Änderungen und Variationen fallen in den Umfang der Patentansprüche.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

36 OO 845 1 2 Patentansprüche klappen und -fenster, Motorraumdeckel usw. verwendet werden.

1. Gasfeder-Gewichtsausgleichseinrichtung für ei- Obwohl Gasfedern in diesen Anwendungsbereichen

ne an einem Tragrahmen (14) schwenkbar angeord- gut funktionieren, funktionieren sie jeweils nur solange, nete Verschlußklappe (12), die sich bezüglich einer 5 wie die Hochdruckgasdichtungs- und Dichtflächenanim Tragrahmen (14) ausgebildeten Öffnung zwi- Ordnung unverletzt ist Derartige Dichtungs-und Dichtschen einer offenen und einer geschlossenen Stel- flächenanordnungen haben jedoch eine begrenzte Lelung bewegen kann, wobei die Einrichtung eine bensdauer und neigen zu vorzeitigem Versagen, wenn Gasfeder (16) umfaßt, die mit einem Ende mit der sie nicht vorgesehene Schwingungen der Gasfeder un-Verschlußklappe (12) und mit dem anderen Ende io terworfen werden (Längsbewegung der Kolbenstange mit dem Tragrahmen (14) verbunden ist, um die relativ zur Dichtungs- und Dichtflächenanordnung). Es Schwenkbewegung der Verschlußklappe um das wurde gefunden, daß dieser Fall bei bestimmten Fahr-Schwenkgelenk zu unterstützen, wobei die Gasfe- zeugeinbauten gegeben ist, beispielsweise dort, wo der an einem Ende mit dem jeweiligen Teil, Ver- durch die Straße verursachte Vibrationen zu einer unerschlußklappe (12) bzw. Tragrahmen (14), über eine 15 wünscht hohen Zahl von kurzen Schwingungen der Schiebeverbindung verbunden ist, dadurch ge- Gasfeder führen. Ein anderes Beispiel ergibt sich dakennzeichnet, daß der Arbeitshub der Gasfeder durch, daß die Hersteller von Heckklappen-Modellen (16) im Verhältnis zur Distanz zwischen den Ver- gelegentlich vorsehen, daß sich die Heckklappen ein bindungspunkten (18,20) der Gasfeder (16) mit der wenig öffnen, um dann, wenn eine Fahrgasttüre ge-Verschlußklappe (12) einerseits und dem Tragrah- 20 schlossen wird, einen Druckabbau innerhalb des Warnen (14) andererseits so gewählt ist, daß die Gasfe- gens zu ermöglichen und auf diese Weise ein leichtes der (16) ihre voll eingefahrene Stellung erreicht, Schließen der Türen zu gewährleisten. Als Folge davon bevor die Verschlußklappe geschlossen ist, wobei machen die mit der Heckklappe verbundene Gasfeder Anschläge die voll eingefahrene Stellung begren- oder Gasfedern jedesmal, wenn eine Fahrgasttüre betäzen, und daß am verschiebbar angelenkten Ende 25 tigt wird, eine Hin- und Herbewegung (Zyklus) mit dem der Gasfeder (16) zusätzliche Federmittel (28) zwi- Ergebnis, daß die Zyklus-Lebensdauer der Gasfedern sehen der Gasfeder (16) und dem jeweiligen Ver- gemäß ihrer Auslegung sehr viel früher überschritten bindungspunkt (20) angeordnet sind. wird, als dies sonst der Fall wäre.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- Die bekannte Gasfeder-Gewichtsausgleichseinrichzeichnet, daß die zusätzlichen Federmittel (28) eine 30 tung erlaubt zwar, daß die Klappe über den gesamten Vorspannung aufweisen, die gleich oder etwas grö- Hubweg der Gasfeder hinaus noch eine Zusatzbeweßer als die von der Gasfeder (16) aufgebrachte Aus- gung in Öffnungsrichtung ausführen kann. Zu diesem Stoßkraft ist, wenn diese eine Stellung kurz vor der Zweck ist der Zylinder nicht direkt mit dem zugeordnevoll eingefahrenen Stellung einnimmt, wobei die ten Bauteil verbunden, sondern über eine ver-und entzusätzlichen Federmittel (28) bis zum Erreichen der 35 riegelbare Teleskopanordnung. Diese erlaubt es, die voll eingefahrenen Stellung der Gasfeder (16) zu- Klappe in besonderen Fällen über den Öffnungswinkel, nächst nicht weiter komprimiert werden und da- den die Gasfeder zuläßt, hinaus zu öffnen. Die bekannte nach, wenn die Gasfeder ihre voll eingefahrene Anordnung läßt jedoch ein Überfahren der Endlage der Stellung einnimmt, auf ein mittleres Maß kompri- Gasfeder in ihrer eingefahrenen Stellung und damit die miert werden. 40 Aufnahme von Vibrationsbewegungen bzw. geringfügi-

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gen Öffnungsbewegungen bei geschlossener Klappe gekennzeichnet, daß die zusätzlichen Federmittel nicht zu.

(28) eine mechanische Druckfeder (28) umfassen. Es ist zwar auch bereits bekannt, Fluiddämpfer und

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, Gasfedern über elastomere Buchsen am Anlenkpunkt dadurch gekennzeichnet, daß sie außerdem kraft- 45 zu isolieren; diese Technik ist jedoch für die obengebetätigte Verriegelungsmittel (26) zum Bewegen nannten Anwendungsfälle nicht zufriedenstellend. Derder Verschlußklappe (12) aus einer teilweise ge- artige Buchsen haben einen zusätzlichen, mit den Gasfeschlossenen Stellung in die geschlossene Stellung dem in Reihe geschalteten Federungseffekt, der immer aufweist. wirksam ist und zu unerwünschten Stoßen im gesamten

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, 50 Federungssystem bei deren ausgefahrener Stellung fühdadurch gekennzeichnet, daß die Verschlußklappe ren kann. Außerdem ist der Auslenkweg der elastischen (12) die Rückklappe eines Automobils (10) ist. Buchse zu gering, um eine Anpassung an andere Systemvariable, wie Herstellungs- und Montagetoleran-

Beschreibung zen, die Forderung, die Endlagen überfahren zu können

55 usw., zu bieten, was die Distanz zwischen den Anlenk-

Die vorliegende Erfindung betrifft gasfederunter- punkten der Gasfeder in der eingefahrenen Stellung stützte Gewichtsausgleichseinrichtungen der im Ober- derselben beeinflußt
begriff des Anspruches 1 genannten Art. Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine gasfederunter-

Gasfedern der gattungsgemäßen, z. B. durch DE-OS stützte Gewichtsausgleichseinrichtung zu schaffen, bei 25 974 bekannten Art haben in vielen !r.dustriezvvci- so der die Gasfeder selbst von unerwUnsciucii, aiii wiedergen eine weite Verbreitung als gängige und wirkungs- holenden kurzen Zyklen, welche die nutzbare Lebensvolle Einrichtungen gefunden, um einen pneumatischen dauer der Feder beeinträchtigen, isoliert wird.
Gewichtsausgleich für Lasten, wie z. B. das Gewicht von Diese Aufgabe ist durch die im Kennzeichen des AnTüren, Fenstern und anderen Verschlußklappen wäh- Spruches 1 enthaltenen Merkmale gelöst,
rend deren Öffnungs- und/oder Schließbewegung zu 65 Beim Schließen der Klappe erreicht die Gasfeder ihre bilden. Das gilt insbesondere für die Automobilindu- voll eingefahrene Stellung, bevor die Klappe ganz gestrie, in der Gasfedern in großem Umfang als Gewichts- schlossen ist. Bei der Fortsetzung der Schließbewegung ausgleichseinrichtungen für Kofferraumdeckel, Heck- werden die zusätzlichen Federmittel zusammense-