PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE102005038765A1 15.03.2007
Titel Zugfederanordnung
Anmelder Stabilus GmbH, 56070 Koblenz, DE
Erfinder Knopp, Axel, 56337 Eitelborn, DE
DE-Anmeldedatum 17.08.2005
DE-Aktenzeichen 102005038765
Offenlegungstag 15.03.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 15.03.2007
IPC-Hauptklasse F16F 9/02(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE
IPC-Nebenklasse F16F 9/43(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   B62D 25/12(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   
Zusammenfassung Die Erfindung bezieht sich auf eine Zugfederanordnung für eine um eine Schwenkachse eines Scharniers oder Mehrgelenkscharniers zwischen einer Schließposition und einer Offenposition schwenkbare Klappe an einem Kraftfahrzeug. Sie weist eine Zugfeder auf, die mit einem Federende an der Karosserie des Kraftfahrzeugs und mit dem anderen Federende an einem Anlenkpunkt der Klappe angelenkt ist. Die Zugefeder weist einen einseitig geschlossenen Zylinder 2 auf, dessen Zylinderraum von einem verschiebbar in dem Zylinderraum angeordneten Kolben 8 zueinander abgedichtet in eine erste kolbenstangenferne Arbeitskammer 12 und eine zweite kolbenstangennahe Arbeitskammer 13 getrennt ist. Eine mit ihrem einen Ende an dem Kolben 8 befestigte Kolbenstange 4, die aus der zweiten Arbeitskammer 13 abgedichtet nach außen geführt ist, wobei das nach außen ragende Ende der Kolbenstange 4 das eine Federende und das geschlossene Ende des Zylinders 2 das andere Federenede bildet. In der zweiten kolbenstangennahen Arbeitskammer 13 ist eine Ventileinrichtung 18 im Zylinder 2 angeordnet.

Beschreibung[de]

Die Erfindung bezieht sich auf eine Zugfederanordnung für eine um eine Schwenkachse eines Scharniers oder Mehrgelenkscharniers zwischen einer Schließposition und einer Offenposition schwenkbare 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 angelenkt ist, wobei die Zugfeder einen einseitig geschlossenen Zylinder aufweist, dessen Zylinderraum von einem verschiebbar in dem Zylinderraum angeordneten Kolben zueinander abgedichtet in eine erste kolbenstangenferne Arbeitskammer und eine zweite kolbenstangennahe Arbeitskammer getrennt ist, mit einer mit ihrem einen Ende an dem Kolben befestigten Kolbenstange, die aus der zweiten Arbeitskammer abgedichtet nach außen geführt ist, wobei das nach außen ragende Ende der Kolbenstange das eine Federende und das geschlossene Ende des Zylinders das andere Federende bildet.

Bei einer derartigen Zugfederanordnung 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.

Ferner ist aus der DE 44 20 474 C2 eine Gaszugfeder bekannt, die ein beidseitig offenes Zylinderrohr umfasst, das auf einer Seite durch ein Bodenstück mit Gewindeanschluss für ein Gelenkauge und auf der gegenüberliegenden Seite mit einem Führungs- und Dichtungspaket, verschlossen ist. Ein Kolben ist mit einer abgedichtet nach außen geführten Kolbenstange verbunden und trennt den Zylinderinnenraum in zwei Arbeitskammern. In der Kolbenstangenführung ist ein Füllventil angeordnet, um eine der Arbeitskammern mit einem Gas zu befüllen.

Eine derartige Gasfeder ist in ihrer Stärke nach dem befüllen mit Gas durch den Endverbraucher nicht mehr beeinflussbar, d.h. die nach längerem Gebrauch möglicherweise auftretenden Gasverluste und die damit verbunden Zugkraftverluste können durch den Endverbraucher nicht mehr ausgeglichen werden und das Gerät muss durch ein neues ersetzt werden.

Aufgabe der Erfindung ist es daher eine Zugfederanordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, die einen einfachen und nur geringen Einbauraum benötigenden Aufbau aufweist, bei der störende Klappergeräusche vermieden werden und die Zugkraft der Zugfederanordnung durch den Endverbraucher selbst eingestellt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass in der zweiten kolbenstangennahen Arbeitskammer eine Ventileinrichtung im Zylinder angeordnet ist.

Durch diese Ausbildung ist ein kompakter Aufbau der Zugfeder möglich, bei dem durch die exakte Führung der Bauteile der Zugfeder störende Klappergeräusche vermieden werden und die Zugkraft der Zugfederanordnung durch den Endverbraucher selbst eingestellt werden kann.

In vorteilhafter Ausgestaltung umfasst die Ventileinrichtung ein Ventil für Kraftfahrzeug- oder Fahrradbereifungen, wodurch auf einfache Weise der Druck in einer der Arbeitskammern erhöht werden kann.

Hierzu kann die Ventileinrichtung in den Zylinder geschraubt oder an den Zylinder geschweißt sein.

Damit die Ventileinrichtung und/oder der Kolben der Zugfeder nicht beschädigt werden, ist die Ventileinrichtung in einem Bereich der zweiten Arbeitskammer angeordnet, der zwischen einem Führungs- und Dichtungspaket und einem Anschlag für den Kolben liegt, der den Hub der Kolben/Kolbenstangenanordnung in Ausfahrrichtung aus dem Zylinder begrenzt.

Eine an der Ventileinrichtung angeordnete Filtervorrichtung verhindert das Eindringen von Schmutzpartikeln oder Feuchtigkeit, wodurch die Lebensdauer der Zugfeder erhöht wird.

Die kolbenstangenferne erste Arbeitskammer ist über eine Öffnung mit der Außenluft verbunden, wodurch in der ersten Kammer immer Atmosphärendruck herrscht.

Bei einer erfindungsgemäßen Ausführungsform weist der Zylinder eine Öffnung auf, die sich in radialer Richtung durch die Wand des Zylinders erstreckt.

Bei einer alternativen Ausführungsform weist der Zylinder eine Öffnung auf, die sich koaxial durch das geschlossene Ende des Zylinders und durch das am geschlossenen Zylinderende angeordnete Anschlusselement erstreckt.

Eine an der Öffnung angeordnete Filtervorrichtung verhindert das Eindringen von Schmutzpartikeln oder Feuchtigkeit, wodurch die Lebensdauer der Zugfeder erhöht wird.

In vorteilhafter Ausgestaltung besteht der Zylinder aus Kunststoff. Dies bedeutet eine Gewichtsreduzierung gegenüber Stahl und senkt die Kosten für die Zugfeder.

Bei einer weiteren Ausführungsform ist die kolbenstangennahe zweite Arbeitskammer über ein Überdruckventil mit der Außenluft verbindbar, wodurch das übermäßige befüllen der ersten Arbeitskammer verhindert wird.

Das Überdruckventil verbindet die kolbenstangennahe zweite Arbeitskammer bei einem Druck von 4 bis 10 bar mit der Außenluft. Als vorteilhaft hat sich eine Einstellung des Druckes bei 5 bis 7 bar und besonders vorteilhaft bei etwa 6 bar herausgestellt.

Eine gute Dämpfung der Öffnungsbewegung kombiniert mit einer Kraftunterstützung beim Öffnen 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 eine schematische Darstellung einer Zugfeder in einer Klappenanordnung bei geschlossener Klappe

2 eine schematische Darstellung einer Zugfeder in einer Klappenanordnung bei geöffneter Klappe

3 eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Zugfeder im Längsschnitt.

4 eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Zugfeder im Längsschnitt.

1 zeigt eine Klappenanordnung mit einer Zugfeder 1, die an einer Seite mit einem am geschlossenen Ende des Zylinders 2 angeordneten ersten Anschlusselement 3, welches an einem Teil einer Fahrzeugkarosserie angelenkt ist, und an der anderen Seite mit einem an einer Kolbenstange 4 angeordneten zweiten Anschlusselement 5, welches an einem Teil einer Fahrzeugklappe 6 angelenkt ist. Die Klappe 6 ist um eine Schwenkachse 7 schwenkbar und befindet sich in ihrer Schließposition, wobei die Kolbenstange 4 der Zugfeder 1 aus dem Zylinder 2 ausgefahren ist.

2 zeigt die Klappenanordnung nach 1, jedoch in geöffneter Position der Klappe 6, wobei sich die Klappe 6 in ihrer Schließposition befindet und die Kolbenstange 4 der Zugfeder 1 in den Zylinder 2 eingefahren ist.

Die Zugfeder 1 umfasst, wie nachfolgend unter Bezugnahme auf 3 beschrieben, einen an einem Ende geschlossenen Zylinder 2, in dem ein Kolben 8 axial verschiebbar angeordnet ist. Der Kolben 8 besitzt an seiner radial umlaufenden Mantelfläche eine Ringnut 9, in die ein Dichtring 10 eingesetzt ist, der mit seiner radial umlaufenden Außenfläche dicht an der Innenwand 11 des Zylinders 2 in Anlage ist und den Zylinderraum in eine erste kolbenstangenferne Arbeitskammer 12 und eine zweite kolbenstangennahe Arbeitskammer 13 unterteilt.

An dem Kolben 8 ist mit ihrem einen Ende eine Kolbenstange 4 befestigt, die durch die zweite Arbeitskammer 13 und ein die zweite Arbeitskammer 13 nach außen verschließendes Führungs- und Dichtungspaket 14 aus dem Zylinder 2 herausgeführt ist.

Das nicht dargestellte äußere Ende der Kolbenstange 4 ist an einem ebenfalls nicht dargestellten Anlenkpunkt an der Klappe 6 eines Kraftfahrzeugs angelenkt.

Das geschlossene Ende des Zylinders 2 ist mit einem Anschlusselement 3 an einem nicht dargestellten Anlenkpunkt an der Karosserie des Kraftfahrzeugs angelenkt.

Die Ausfahrbewegung der Kolbenstange 4, die der Schließbewegung der Klappe entspricht, wird durch einen Anschlag begrenzt, der durch eine radial umlaufende, radial nach innen in die zweite Arbeitskammer 13 ragende Sicke 15 gebildet ist.

Die Einfahrbewegung der Kolbenstange 4, die der Öffnungsbewegung der Klappe 6 entspricht, wird durch einen zweiten Anschlag begrenzt, der wiederum durch eine radial umlaufende, radial nach innen in die erste Arbeitskammer 12 ragende Sicke 16 gebildet ist.

In dem dem geschlossenen Ende des Zylinders 2 nahen Endbereich des Zylinders 2 ist in dessen Wand eine Öffnung 17 ausgebildet, die die erste Arbeitskammer 12 mit der Außenluft verbindet.

Die zweite Arbeitskammer 13 ist mit unter Druck stehendem Fluid gefüllt, das über eine Ventileinrichtung 18 eingefüllt wird, wobei das Fluid in bevorzugter Weise ein Gas oder Gas-Luftgemisch oder Umgebungsluft umfasst.

Bevorzugt wird dabei die Verwendung einer Ventileinrichtung, die das Befüllen der zweiten Arbeitskammer 13 mit Hilfe von handelsüblichen Pumpen, z.B. Fuß- oder Fahrradpumpen oder ähnlichen Pumpen, wie sie auch an Tankstellen zu finden sind, ermöglicht.

Eine weitere Ausführungsform wird in 4 gezeigt, die im Gegensatz zu der vorstehend beschriebenen Ausführungsform eine sich koaxial durch das geschlossene Ende des Zylinders 2 und durch das am geschlossenen Zylinderende angeordnete Anschlusselement 3' erstreckende Öffnung 17' aufweist. Dadurch wird das einbringen der in 3 gezeigten Sicke 15 vermieden, wodurch die Baulänge der Zugfeder verringert oder der Hub vergrößert werden kann. Ferner kann auf eine seitliche Anordnung der in 3 gezeigten Öffnung 17 verzichtet werden, wodurch das Eindringen von Schmutzteilchen in den Zylinderinnenraum vermindert werden kann.

Um ein Eindringen von Schmutzteilchen oder Feuchtigkeit ganz zu verhindern, ist es vorstellbar, eine entsprechende Filtervorrichtung an der Öffnung 17 oder 17' anzuordnen.

In der geschlossen Position der Klappe 6 (1) befindet sich in der zweiten Arbeitskammer 13, im Gegensatz zu der ersten Arbeitskammer 12 mit nahezu Atmosphärendruck, ein erhöhter Druck, der durch das befüllen der zweiten Arbeitskammer 13 über die Ventileinrichtung 18 eingestellt werden kann. Dieser auf den Kolben 8 wirkende Druck in der zweiten Arbeitskammer 13 erzeugt eine Kraft, die beim Öffnen der Klappe 6 die Kolbenstange 4 mit dem Kolben 8 in die in 2 dargestellte eingefahrene Position der Zugfeder verfährt. Die Luftmasse im ersten Arbeitsraum 12 wird dabei über die Öffnung 17 bzw. 17' aus der ersten Arbeitskammer 12 in die Atmosphäre gedrängt. Dadurch wird das Öffnen der Klappe 6 unterstützt. Je nach Befüllung der zweiten Arbeitskammer 13 und dem dann darin herrschenden Druck, kann die Zugfeder 1 die Klappe 6 vollständig alleine öffnen oder eine an die Klappe 6 angelegte Handkraft lediglich unterstützen.

Beim Schließen der Klappe 6 wird der auf den Kolben 8 wirkende Druck durch komprimieren des Fluids in der zweiten Arbeitskammer 13 erhöht, um für ein erneutes Öffnen der Klappe 6 wieder eine Kraftunterstützung bereitzustellen.

1
Zugfeder
2
Zylinder
3
erstes Anschlusselement
4
Kolbenstange
5
zweites Anschlusselement
6
Klappe
7
Schwenkachse
8
Kolben
9
Ringnut
10
Dichtring
11
Innenwand
12
erste Arbeitskammer
13
zweite Arbeitskammer
14
Führungs- und Dichtungspaket
15
Sicke
16
Sicke
17
Öffnung
18
Ventileinrichtung


Anspruch[de]
Zugfederanordnung für eine um eine Schwenkachse eines Scharniers oder Mehrgelenkscharniers zwischen einer Schließposition und einer Offenposition schwenkbare 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 angelenkt ist, wobei die Zugfeder einen einseitig geschlossenen Zylinder aufweist, dessen Zylinderraum von einem verschiebbar in dem Zylinderraum angeordneten Kolben zueinander abgedichtet in eine erste kolbenstangenferne Arbeitskammer und eine zweite kolbenstangennahe Arbeitskammer getrennt ist, mit einer mit ihrem einen Ende an dem Kolben befestigten Kolbenstange, die aus der zweiten Arbeitskammer abgedichtet nach außen geführt ist, wobei das nach außen ragende Ende der Kolbenstange das eine Federende und das geschlossene Ende des Zylinders das andere Federende bildet,

dadurch gekennzeichnet,

dass in der zweiten kolbenstangennahen Arbeitskammer (13) eine Ventileinrichtung (18) im Zylinder (2) angeordnet ist.
Zugfederanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung (18) ein Ventil für Kraftfahrzeugbereifungen umfasst. Zugfederanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung (18) ein Ventil für Fahrradbereifungen umfasst. Zugfederanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung (18) in den Zylinder (2) geschraubt ist. Zugfederanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung (18) an den Zylinder (2) geschweißt ist. Zugfederanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung (18) in einem Bereich der zweiten Arbeitskammer (13) angeordnet ist, der zwischen einem Führungs- und Dichtungspaket (14) und einem Anschlag (16) für den Kolben (8) liegt. Zugfederanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Ventileinrichtung (18) eine Filtervorrichtung angeordnet ist. Zugfederanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die kolbenstangenferne erste Arbeitskammer (12) über eine Öffnung (17, 17') mit der Außenluft verbunden ist. Zugfederanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder (2) eine Öffnung (17) aufweist, die sich in radialer Richtung durch die Wand des Zylinders (2) erstreckt. Zugfederanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder (2) eine Öffnung (17') aufweist, die sich koaxial durch das geschlossene Ende des Zylinders (2) und durch das am geschlossenen Zylinderende angeordnete Anschlusselement (3') erstreckt. Zugfederanordnung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass an der Öffnung (17, 17') eine Filtervorrichtung angeordnet ist. Zugfederanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder (2) Kunststoff umfasst. Zugfederanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die kolbenstangennahe zweite Arbeitskammer (13) über ein Überdruckventil (19) mit der Außenluft verbindbar ist. Zugfederanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Überdruckventil (19) die kolbenstangennahe zweite Arbeitskammer (13) bei einem Druck von 4 bis 10 bar mit der Außenluft verbindet. 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 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Bewegungsdämpfungselement ein Öldämpfer ist.






IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche

  Patente PDF

Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com