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Die Erfindung betrifft eine Federstütze für eine Fahrzeugklappe oder eine Fahrzeugtür, umfassend ein teleskopisch ein- und ausfahrbares Gehäuse mit einem ersten Gehäuseteil und einem zweiten Gehäuseteil und ein in dem Gehäuse angeordnetes Vorspannmittel zur Vorspannung des Gehäuses in eine ausgefahrene Stellung. Weiter umfasst die Federstütze eine Führungsanordnung zu Führung des Vorspannmittels und des ersten Gehäuseteils und zweiten Gehäuseteils.
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Aus der Praxis sind Federsysteme bekannt, welche zwischen einer verschwenkbaren Fahrzeugklappe und einer Fahrzeugkarosserie angeordnet sind, welche eine Verstellung der Fahrzeugklappe oder der Fahrzeugtür in eine geöffnete Stellung unterstützt. Typischerweise sind solche Federsysteme als Gasfedern ausgebildet, da diese eine ausreichende Kraft zur Unterstützung der Verstellbewegung der Fahrzeugklappe bereitstellen und zudem eine hohe Knickfestigkeit insbesondere für die vollständig ausgefahrene Position aufweisen. Nachteilig sind Gasfedern relativ komplex aufgebaut und zudem in ihrer Verstellkraft temperaturabhängig. Darüber hinaus sind Gasfedern relativ teuer.
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DE 101 44 791 A1 zeigt eine Federstütze für eine Fahrzeugklappe, umfassend ein hohlzylinderförmiges Gehäuse und eine Gasdruckfeder mit einem Zylinder und einer in dem Zylinder geführten Kolbenstange. Die Gasdruckfeder ist dabei mit den beiden Enden über Anschlusselemente zwischen der Fahrzeugkarosserie und Fahrzeugklappe angeschlossen. Weiter umfasst die Federstütze zwei als Schraubendruckfedern ausgebildete Vorspannmittel, welche zwischen einer Stirnseite des Zylinders und dem Gehäuse eingespannt sind.
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JP H07-280016 A zeigt eine Gasfeder mit einem hohlzylinderförmigen Gehäuse, wobei in dem Gehäuse eine axial verschiebbare Kolbenstange angeordnet ist. An einem in dem Gehäuse angeordneten Ende der Kolbenstange ist ein Kolben angeordnet, wobei der Kolben zwischen einer Feder an einem oberen Ende des Gehäuses und einem Anschlagteil, welches in dem Gehäuse eingepresst ist, bewegbar angeordnet ist.
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US 2017 / 0 260 791 A1 zeigt eine Federstütze für eine Fahrzeugklappe, umfassend ein Gehäuse mit einem ersten Gehäuseteil und einem zweiten Gehäuseteil, wobei das erste Gehäuseteil gegenüber dem zweiten Gehäuseteil teleskopisch geführt verlagerbar ist. In dem Gehäuse ist eine Feder angeordnet und eine Führungsanordnung, wobei die Führungsanordnung eine Führungsstange und ein Führungsrohr umfasst, wobei die Führungsstange in dem Führungsrohr geführt ist. Das Führungsrohr weist an seinem offenen Ende ein Führungselement auf und ein erstes Anschlagelement ist an dem Führungsrohr angeordnet.
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DE 10 2022 107 855 A1 zeigt einen Spindelantrieb für eine Fahrzeugklappe, umfassend ein Gehäuse mit einem ersten Gehäuseteil und einem zweiten Gehäuseteil, welche teleskopisch zueinander verfahrbar sind. Das zweite Gehäuseteil ist als Führungsrohr ausgebildet, wobei eine Spindelmutter lösbar mit dem Führungsrohr gekoppelt ist und eine mit der Spindelmutter in Gewindeeingriff stehende Spindelstange axialfest mit dem ersten Gehäuseteil gekoppelt ist. Das Führungsrohr weist an einem ersten Ende, welches in dem ersten Gehäuseteil eingeführt ist, einen Anschlag auf, welcher eine Ausfahrbewegung des Führungsrohres begrenzt. Dabei ist an einem offenen Ende des Spindelstange ein Anschlagteil angeordnet.
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Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Federstütze für eine Fahrzeugklappe oder eine Fahrzeugtür anzugeben, welche kostengünstig und zuverlässig ausgebildet ist.
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Die vorgenannte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Federstütze gemäß Anspruch 1 gelöst.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist eine Federstütze für eine Fahrzeugklappe oder eine Fahrzeugtür geschaffen, umfassend ein entlang einer Längsachse erstrecktes Gehäuse mit einem ersten Gehäuseteil und einem zweiten Gehäuseteil, wobei das erste Gehäuseteil gegenüber dem zweiten Gehäuseteil teleskopartig zwischen einer eingefahrenen und einer ausgefahrenen Stellung verstellbar ist. Weiter umfasst die Federstütze ein in dem Gehäuse angeordnetes Vorspannmittel zur Vorspannung des ersten Gehäuseteils gegenüber dem zweiten Gehäuseteil in die ausgefahrene Stellung, eine Führungsanordnung mit einem Führungsrohr und einer in dem Führungsrohr verschiebbar eingeführten Führungsstange, wobei ein Führungselement zur Führung der Führungsstange an einem ersten offenen Ende des Führungsrohres angeordnet ist und einen ersten Anschlag, welche an einem in dem Führungsrohr eingeführten Ende der Führungsstange angeordnet ist. Die erfindungsgemäße Federstütze zeichnet sich dadurch aus, dass das Führungsrohr an seinem Innenumfang einen von dem ersten Führungselement axial beabstandeten zweiten Anschlag aufweist.
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Vorteilhaft kann der zweite Anschlag variabel in dem Führungsrohr in Abhängigkeit des benötigten Hubs in dem Führungsrohr vorgesehen sein. Die Führungsstange hingegen kann dabei standardmäßig immer mit derselben Länge hergestellt werden und zudem immer den gleichen ersten Anschlag an dem in dem Führungsrohr eingeführten Ende aufweisen. Der zweite Anschlag führt insbesondere dazu, dass sich auch in dem vollständig ausgefahrenen Zustand der Federstütze eine zur Verbesserung der Knickfestigkeit ausreichend große axiale Überlappung von erstem Gehäuseteil und zweitem Gehäuseteil ergibt.
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In einer ersten bevorzugten Weiterbildung ist der zweite Anschlag als ein an dem Innenumfang des Führungsrohres befestigtes Anschlagteil ausgebildet. Vorteilhaft verjüngt das Anschlagteil so den Innenumfang des Führungsrohres, sodass der erste Anschlag bei einer Verlagerung der Führungsstange mit dem Anschlagteil in Anlage geraten kann und so den Hub der Federstütze in die ausgefahrene Stellung begrenzt. Zweckmäßig ist das Anschlagteil ringförmig ausgebildet. Weiter bevorzugt ist das Anschlagteil mit dem Führungsrohr stoffschlüssig verbunden. Vorteilhaft wird so sichergestellt, dass das Anschlagteil ausreichend fest gegenüber dem Führungsrohr festgelegt ist und selbst bei von außen wirkender zusätzlicher Kraft in Auszugsrichtung der Federstütze in seiner festgelegten Position bleibt.
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In einer ersten bevorzugten Ausgestaltung der Federstütze ist vorgesehen, dass das Anschlagteil und das Führungsrohr aus Kunststoff bestehen. Vorteilhaft ist die Führungsanordnung insgesamt gewichtssparend und gleichzeitig ausreichend knickfest ausgebildet. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, das Anschlagteil mit dem Führungsrohr durch Laserschweißen stoffschlüssig zu verbinden. Zweckmäßig besteht hierzu das Führungsrohr aus einem lasertransparenten Kunststoff und das Anschlagteil aus einem laserintransparenten Kunststoff. Vorteilhaft wird kein Kleber benötigt und es wird gleichzeitig eine besonders exakte Positionierung des Anschlagteils relativ zu dem Führungsrohr ermöglicht.
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In einer weiteren bevorzugten Ausbildung der Federstütze ist vorgesehen, dass der zweite Anschlag einstückig mit dem Führungsrohr ausgebildet ist. Zweckmäßig ist der zweite Anschlag als eine zwischen dem Führungselement und dem ersten Anschlag angeordnete Umformung des Führungsrohrs ausgebildet. Besonders bevorzugt ist der zweite Anschlag als Verjüngung des Führungsrohrs ausgebildet. Die Verjüngung ist dabei ringförmig um den gesamten Umfang des Führungsrohrs vorgesehen, sodass durch die Verjüngung eine ringförmige Anschlagfläche für den an der Führungsstange vorgesehenen ersten Anschlag bereitgestellt wird.
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Vorteilhaft besteht das Führungsrohr aus Metall, insbesondere Aluminium. Vorteilhaft kann das Führungsrohr an einer Stelle zwischen den beiden gegenüberliegenden Enden des Führungsrohrs durch ringförmiges Quetschen oder Rollieren entsprechend umgeformt werden, wobei der zweite Anschlag durch die ringförmige Verjüngung gebildet wird. Vorteilhaft ist kein zusätzliches Material oder ein Befestigungsschritt zur Herstellung des zweiten Anschlags erforderlich.
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In einer zweckmäßigen Ausgestaltung ist der zweite Anschlag axial zwischen dem Führungselement und dem ersten Anschlag angeordnet. Besonders bevorzugt ist das Führungsrohr fest mit einem von erstem Gehäuseteil und zweitem Gehäuseteil und die Führungsstange fest mit dem anderen von erstem Gehäuseteil und zweitem Gehäuseteil verbunden. Vorteilhaft wird der an dem Führungsrohr angeordnete erste Anschlag bei einer Auszugsbewegung der Federstütze in die ausgefahrene Position in Richtung auf den zweiten Anschlag bewegt. Vorteilhaft wird so der Hub in Auszugsrichtung der Federstütze effektiv begrenzt.
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Besonders bevorzugt sind die Führungsanordnung und das Gehäuse konzentrisch um die Längsachse angeordnet. Vorteilhaft ergibt sich eine gleichmäßige Führung und Abstützung des Gehäuses unabhängig von einer um die Längsachse vorliegenden Drehung der Federstütze. Insbesondere sind der erste Anschlag und der zweite Anschlag bevorzugt rotationssymmetrisch um die Längsachse des Gehäuses ausgebildet.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung der Federstütze ist das Vorspannmittel radial zwischen der Führungsanordnung und dem Gehäuse angeordnet. Vorteilhaft wird das Vorspannmittel, welches besonders bevorzugt als Schraubendruckfeder ausgebildet ist, von außen durch das Gehäuse und von innen durch die Führungsanordnung sicher geführt. Insbesondere wird durch das Gehäuse und die Führungsanordnung verhindert, dass das Vorspannmittel sich während des Betriebes der Federstütze verbiegt und somit die Verstellung des ersten Gehäuseteil und des zweiten Gehäuseteil behindert und gegebenenfalls ungewünschte Geräusche erzeugt.
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Alternativ hierzu kann es jedoch auch vorgesehen sein, dass das Vorspannmittel in dem Führungsrohr angeordnet ist und axial zwischen einem von erstem Gehäuseteil und zweitem Gehäuseteil und dem ersten Anschlag angeordnet ist. Vorteilhaft spannt das Vorspannmittel die Führungsanordnung in die ausgefahrene Stellung vor, wobei aufgrund der eindeutigen Zuordnung von Führungsrohr und Führungsstange zu dem ersten und zweiten Gehäuseteil ebenfalls eine Vorspannung des Gehäuses in die ausgefahrene Stellung erfolgt.
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Weiter ist in einer weiteren Ausgestaltung vorgesehen, dass neben dem Vorspannmittel, welche das erste und zweite Gehäuseteil gegeneinander in die ausgefahrene Stellung vorspannt, ein weiteres Vorspannmittel vorgesehen ist, welches die Führungsanordnung in die ausgefahrene Stellung vorspannt. Besonders bevorzugt ist das zweite Vorspannmittel dabei deutlich kürzer ausgebildet, wobei das zweite Vorspannmittel im Wesentlichen nur eine Vorspannung über einen ersten kleinen Verstellweg zwischen der vollständig geschlossenen Fahrzeugklappe und einer teilweise geöffneten Fahrzeugklappe bereitstellt.
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Weitere Vorteile, Weiterbildungen und Eigenschaften der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie aus den abhängigen Ansprüchen.
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Die Erfindung wird nunmehr unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung näher erläutert.
- 1 zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer Federstütze 1 im vollständig eingefahrenen Zustand in einer Querschnittsansicht
- 2 zeigt die Federstütze 1 aus 1 im vollständig ausgefahrenen Zustand in einer Querschnittansicht.
- 3 zeigt ein zweites bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer Federstütze 101 im vollständig eingefahrenen Zustand in einer Querschnittsansicht
- 4 zeigt die Federstütze 101 aus 3 im vollständig ausgefahrenen Zustand in einer Querschnittansicht.
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1 zeigt ein erstes bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer Federstütze 1 im vollständig eingefahrenen Zustand in einer Querschnittsansicht. Die Federstütze 1 umfasst ein sich entlang einer Längsachse L erstreckendes Gehäuse 2, welches teleskopisch ein- und ausfahrbar ausgebildet ist. Hierzu umfasst das Gehäuse 2 ein erstes Gehäuseteil 3 und ein zweites Gehäuseteil 4, wobei das zweite Gehäuseteil 4 in dem ersten Gehäuseteil 3 radial geführt und somit vorteilhaft gegenüber dem ersten Gehäuseteil 3 axial verlagerbar ist. An einem ersten Ende 3a des ersten Gehäuseteils 3 ist ein erstes Anschlusselement 5 befestigt, welches zum Anschluss der Federstütze 1 an einem von Fahrzeugkarosserie und Fahrzeugklappe vorgesehen ist.
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Das erste Anschlusselement 5 ist als Kugelpfanne ausgebildet und ist in dem ersten Ende 3a des ersten Gehäuseteils 3 eingepresst. Alternativ hierzu oder auch zusätzlich kann das erste Anschlusselement 5 auch stoffschlüssig mit dem ersten Ende 3a des ersten Gehäuseteils 3 verbunden sein, beispielsweise durch Laserschweißung. Dem ersten Ende des Gehäuses 2 gegenüberliegend ist ein zweites Anschlusselement 6 mit einem ersten Ende 4a des zweiten Gehäuseteils 4 verbunden. Das zweite Anschlusselement 6 ist ebenfalls als Kugelpfanne ausgebildet und in das erste Ende 4a des zweiten Gehäuseteils 4 eingepresst. Alternativ hierzu oder zusätzlich kann das zweite Anschlusselement 6 auch stoffschlüssig mit dem ersten Ende 4a des zweiten Gehäuseteils 4 verbunden sein.
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Zwischen dem ersten Gehäuseteil 3 und dem zweiten Gehäuseteil 4 ist ein als Schraubendruckfeder ausgebildetes Vorspannmittel 7 angeordnet, welche das erste Gehäuseteil 3 und das zweite Gehäuseteil 4 gegeneinander in die ausgefahrene Position des Gehäuses 2 vorspannt. Das Vorspannmittel 7 stützt sich dabei mit einem ersten Ende 7a an eine ringförmige Stufe 3b des ersten Gehäuseteils 3 und mit einem dem ersten Ende 7a gegenüberliegenden zweiten Ende 7b an eine ringförmige Stufe 4b des zweiten Gehäuseteils 4 ab.
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Weiter umfasst die Federstütze 1 eine Führungsanordnung 8. Die Führungsanordnung 8 umfasst ein Führungsrohr 9 und eine in dem Führungsrohr 9 radial geführte Führungsstange 10, welche gegenüber dem Führungsrohr 9 teleskopisch ein- und ausfahrbar ist. Die Führungsanordnung 8 dient dabei gleichzeitig zur Führung des Vorspannmittels 7 als auch der Führung des ersten Gehäuseteils 3 und des zweiten Gehäuseteils 4. Insbesondere wird durch die Führungsanordnung 8 eine bessere Stabilität und höhere Knickfestigkeit des Gehäuses 2 im ausgefahrenen Zustand erzielt.
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An einem ersten offenen Ende 9a des Führungsrohrs 9 ist ein Führungselement 11 angeordnet, welches zur radialen Abstützung der Führungsstange 10 gegenüber dem Führungsrohr 9 vorgesehen ist. Das Führungselement 11 ist dabei an einem Innenumfang des Führungsrohrs 9 angeschlossen. Das zweite Ende 9b des Führungsrohrs 9, welches dem ersten Ende 9a gegenüberliegt, ist über ein Außengewinde 9c mit dem zweiten Anschlusselement 6 verschraubt. Vorteilhaft ist das Führungsrohr 9 mit dem zweiten Gehäuseteil 4 fest verbunden und wird so bei einer Verlagerung des zweiten Gehäuseteils 4 ebenfalls axial mit verlagert.
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Die Führungsstange 10 weist an einem ersten Ende 10a ein erstes Anschlagteil 12 auf, welches einen ersten Anschlag zur Begrenzung des Hubes der Führungsstange 10 gegenüber dem Führungsrohr 9 bereitstellt. Das erste Anschlagteil 12 ist als Ring ausgebildet, welcher einen größeren Außendurchmesser als die Führungsstange 10 und einen kleineren Außendurchmesser als der Innendurchmesser des Führungsrohrs 9 aufweist. Das erste Anschlagteil 12 ist somit nicht im Kontakt mit dem Innenumfang des Führungsrohrs 9. Das dem ersten Ende 10a gegenüberliegende zweite Ende 10b der Führungsstange 10 ist mit dem ersten Anschlusselement 5 verschraubt, sodass die Führungsstange 10 gemeinsam mit dem ersten Gehäuseteil 3 axial verlagert wird.
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Die Führungsanordnung 8 umfasst weiter ein zweites Anschlagteil 13, welches im Wesentlichen dieselbe Struktur wie das Führungselement 11 aufweist, jedoch von diesem axial beabstandet an einem Innenumfang des Führungsrohrs 9 befestigt ist. Bei dem hier gezeigten ersten Ausführungsbeispiel bestehen das Führungsrohr 9 und das zweite Anschlagteil 13 aus Kunststoff, wobei das zweite Anschlagteil 13 mit dem Führungsrohr 9 durch Laserschweiß miteinander verbunden sind.
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Das zweite Anschlagteil 13 befindet sich axial zwischen dem ersten Führungselement 11 und dem an dem ersten Ende 10a der Führungsstange 10 angeordneten ersten Anschlagteil 12. Vorteilhaft wird der Hub der Federstütze 1 in Ausfahrrichtung durch das erste Anschlagteil 12 und das zweite Anschlagteil 13 begrenzt. Weiter vorteilhaft verbleibt auch im vollständig ausgefahrenen Zustand des Gehäuses 2 ein axialer Abstand zwischen dem Führungselement 11 und dem ersten Anschlagteil 12, was die Knickfestigkeitt des Gehäuses 2 insgesamt erhöht, da der axiale Überlapp zwischen dem ersten Gehäuseteil 3 und dem zweiten Gehäuseteil 4 vergrößert wird, wie nachfolgend gezeigt.
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2 zeigt die Federstütze 1 im vollständig ausgefahrenen Zustand in einer Querschnittansicht. Wie zu erkennen, wurde die Führungsstange 10 der Führungsanordnung 8 aus dem Führungsrohr 9 analog zu dem zweiten Gehäuseteil 4 gegenüber dem ersten Gehäuseteil 3 unter der Vorspannung des Vorspannmittels 7 herausgefahren, wobei das mit der Führungsstange 10 verbundene erste Anschlagteil 12 nunmehr an dem zweiten Anschlagteil 13 anliegt, sodass der Hub in die ausgefahrene Stellung vorteilhaft begrenzt wird.
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Das erste Anschlagteil 12 ist in einer ringförmigen Nut 10c an dem ersten Ende 10a der Führungsstange 10 befestigt. Da in diesem vollständig ausgefahrenen Zustand weiterhin eine große axiale Überlappung zwischen dem Führungsrohr 9 und der Führungsstange 10 auf der einen Seite und zwischen dem ersten Gehäuseteil 3 und dem zweiten Gehäuseteil 4 auf der anderen Seite besteht, wird eine deutlich höhere Knickfestigkeit erzielt, welche vergleichbar mit der von Gasfedern ist. Darüber hinaus wird die Führungsstange 10 gemeinsam mit dem Führungselement 11 durch das zweite Anschlagteil 13 zusätzlich radial abgestützt, da das zweite Anschlagteil 13 axial von dem Führungselement 11 beabstandet ist. Vorteilhaft ist die Federstütze 1 bzw. die Führungsanordnung 8 deutlich kostengünstiger und leichter als Gasfedern ausgebildet und bietet dennoch eine gute Knickfestigkeit.
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3 zeigt ein zweites bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer Federstütze 101 im vollständig eingefahrenen Zustand in einer Querschnittsansicht. Das hier gezeigte zweite Ausführungsbeispiel einer Federstütze 101 ist weitgehend analog zu dem in den 1 und 2 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel aufgebaut und umfasst ein entlang einer Längsachse L längs erstrecktes, ein- und ausfahrbares Gehäuse 2 mit einem ersten Gehäuseteil 3 und einem zweiten Gehäuseteil 4, wobei das zweite Gehäuseteil 4 in dem ersten Gehäuseteil 3 axial verschiebbar eingeführt ist.
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Weiter ist an den sich gegenüberliegenden Enden des Gehäuses 2 ein erstes Anschlusselement 5 und ein zweites Anschlusselement 6 angeschlossen, welche jeweils als Kugelpfannen ausgebildet sind. Weiter ist ein als Schraubendruckfeder ausgebildetes Vorspannmittel 7 zwischen dem ersten Gehäuseteil 3 und dem zweiten Gehäuseteil 4 angeordnet, welches das Gehäuse 2 in die ausgefahrene Stellung vorspannt. Weiter umfasst die Federstütze 101 eine gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel modifizierte Führungsanordnung 108 mit einem Führungsrohr 109 und einer Führungsstange 110, wobei die Führungsstange 110 ein- und ausfahrbar in dem Führungsrohr 109 geführt ist.
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An einem ersten offenen Ende 109a des Führungsrohrs 109 ist ein Führungselement 111 angeordnet, wobei das Führungselement 111 an einem Innenumfang des Führungsrohrs 109 befestigt ist. An einem in dem Führungsrohr 109 eingeführten ersten Ende 110a der Führungsstange 110 ist ein erstes Anschlagteil 112 befestigt. Axial zwischen dem Führungselement 111 und dem ersten Anschlagteil 112 ist ein zweiter Anschlag 113 an dem Führungsrohr 109 vorgesehen, wobei der Anschlag 113 durch eine mittels Umformung hergestellte Verengung des Innenumfangs des Führungsrohrs 109 gebildet wird. Vorteilhaft ist der Anschlag 113 durch Rollieren des Führungsrohrs 109 herstellbar. In dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel besteht das Führungsrohr 109 aus Aluminium, welches sich leicht umformen lässt.
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4 zeigt die Federstütze 101 aus 3 im vollständig ausgefahrenen Zustand in einer Querschnittansicht. Wie zu erkennen, wurde die Führungsstange 110 der Führungsanordnung 108 aus dem Führungsrohr 109 analog zu dem zweiten Gehäuseteil 4 gegenüber dem ersten Gehäuseteil 3 des Gehäuses 2 unter der Vorspannung des Vorspannmittels 7 herausgefahren, wobei das mit der Führungsstange 110 verbundene erste Anschlagteil 112 nunmehr an dem einstückig mit dem Führungsrohr ausgebildeten Anschlag 113 anliegt, sodass der Hub in die ausgefahrene Stellung vorteilhaft begrenzt wird.