CN110043150A - 具有多个弹簧的闭合面板伸展机构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种伸展机构，该伸展机构用于与闭合面板联接以辅助车辆的闭合面板在闭合面板的完全关闭位置与完全打开位置之间的打开及关闭，伸展机构包括：具有外表面的内管；具有内表面的外管，并且外管与内管沿着伸展轴线重叠所述外表面的至少一部分，使得所述内表面与所述外表面在重叠时彼此相邻；沿着伸展轴线定位在外管的内部中的第一弹簧；沿着伸展轴线定位在内管的内部中的第二弹簧；定位在所述内表面与所述外表面之间的密封件；以及止挡件，止挡件用以在一个端部处接合第一弹簧并且在相反的端部处接合第二弹簧，使得第一弹簧与第二弹簧沿着伸展轴线彼此串联；其中，所述一个端部与所述相反的端部彼此间隔开，使得密封件定位在其之间。

Description

具有多个弹簧的闭合面板伸展机构
技术领域
本公开涉及用于闭合面板的平衡机构。
背景技术
一些车辆配备有使用电驱动系统在打开位置(位置2)与关闭位置(位置1)之间被驱动的闭合面板，比如升降门。已经提出了保持系统来为这种车辆提供辅助闭合面板的操作者的能力，以便在打开操作及关闭操作期间保持第三位置保持点(或位置2)，进而有助于抵抗闭合面板自身的重量。由于闭合面板重量提供的闭合扭矩大于由电驱动系统提供的打开扭矩，因而在没有这些保持系统的情况下，闭合面板在操作性打开范围的顶端处可能会往回下降。这种提出的保持系统在某些情况下是复杂且昂贵的并且可能无法在保持操作者的充分手动工作的同时提供足够的故障保护模式(在电动马达故障或断电的情况下)。
已知在用于伸缩管装置的平衡机构中使用多个弹簧，以试图使平衡动力学与升降门载荷曲线尽可能地紧密匹配，从而使得系统在升降门行进期间的任何点处保持平衡。如果例如这两个部件彼此平衡，则车辆操作者可以在任何点处停止升降门的运动，并且升降门将不会移动，例如将不存在下降并且如果设置有马达的话也不会对马达产生额外的应力。认识到的是，不平衡的升降门系统将需要更多的工作来使升降门移动，因为马达将不得不承担克服升降门的不平衡载荷的任务。现有技术的具有多个弹簧的现有技术平衡系统采用与主弹簧进行并联操作的“反冲弹簧”来使升降门移动、特别地用于使升降门从初始门关闭位置行进。这种并联构型的优点在于其可以降低马达载荷要求和使门从关闭位置打开的手动工作。然而，一个缺点在于该并联构型不能使弹簧常数K在升降门载荷曲线的停止-保持区域中更平。
然而，即使对于并联弹簧布置，仍存在下述问题：典型的车辆升降门的运动学(质量、重心和行进角度)产生非线性升降门载荷曲线。具有线性载荷与行程的弹簧通常用作非线性载荷曲线的平衡装置，应当认识到的是，升降门载荷曲线与平衡载荷曲线之间的差异必须通过1)摩擦(用以提供停止-保持功能)和2)对致动器传动系(例如，包括电动马达)的载荷和电流的要求来调节，以向升降门提供动力打开/关闭功能。升降门载荷曲线与平衡载荷曲线之间的较大差异(不太优化)可能需要较大量的摩擦(即，较大的手动工作)以及较大的载荷和电流(即，较大的马达、齿轮、载荷、电流等)。因此，不太优化的平衡载荷曲线可能会导致升降门的平衡系统的较差性能(即，较小的停止-保持、较大的手动工作、较大且较昂贵的传动系等)。
一些伸缩管式升降门致动器和平衡机构的另一缺点在于：在伸缩管的长度的中间需要作为同心管之间的密封件的密封件。然而，缺点在于该密封件中断了用于使弹簧圈(弹簧圈位于管内部)自由行进的空间。除非进行调节，否则密封件的存在会使弹簧圈的可用长度减少约40％至50％。由此产生的较短弹簧可能会导致限于较低载荷(对于相同的应力水平而言)和相对于升降门载荷曲线通常具有较大差异的较高弹簧系数。
对于具有伸缩管构型的平衡装置而言，密封件的存在的另一缺点在于：由于两个同心管必须围绕平衡装置的中间部分被密封在一起(例如，以重叠布置密封在一起)，因而密封件必须由从伸缩管装置的外管的外表面向外延伸的隆起部(或突起部)容纳。因此，为了允许弹簧延伸经过该密封件，密封件必须设置在内管与外管中的隆起部之间。这种隆起部的存在增大了围绕平衡装置的只为容纳该密封件所需的外包装空间。应当认识到的是，更期望具有光滑的外管，即，不需要存在隆起部/突起部，并因此具有较小直径的平衡装置，这会导致车辆中在平衡装置周围的更紧凑安装。然而，如果密封件设置在伸缩管的内部，则弹簧的行程及弹簧的直径(即，较小直径)将必须被改变，这将影响平衡装置的载荷曲线匹配能力。
因此，当前的保持系统的其他缺点包括占据宝贵的车辆货物空间的庞大形状因素、对具有串联的额外提升支撑系统比如气撑杆和其他平衡机构的需要、对需要在面板把手处的较大操作者施加手动力的手动打开及关闭工作的不可接受的影响、无法提供较平稳的手动力/扭矩曲线的不期望的力峰值、对使用车辆电池电力来保持第三位置保持点的需要、以及/或者由于环境温度的波动而导致的由操作者所需的可变手动工作造成的温度效应。
发明内容
本发明的目的在于提供一种消除或减轻上述缺点中的至少一个缺点的伸展机构。
另一目的在于使用于伸缩管式平衡机构内的弹簧圈的空间(和势能)最大化，以便最好地匹配升降门质量、重心和行进角度的载荷曲线(使差异最小化)。
另一目的在于提供一种下述装置：该装置密封平衡机构以防止水和碎屑侵入，同时为弹簧圈提供最大空间以便于改善与升降门载荷曲线的匹配，应当认识到是，与载荷曲线的改善的匹配可以为升降门提供停止-保持及保持-打开功能并且同时有助于使手动工作与致动器传动系载荷和电流之间的折衷最小化。
提供的第一方面是一种伸展机构，该伸展机构用于与闭合面板联接以辅助车辆的闭合面板在闭合面板的完全关闭位置与完全打开位置之间的打开及关闭，该伸展机构包括：内管，该内管具有外表面；外管，该外管具有内表面，并且该外管与内管沿着伸展轴线重叠所述外表面的至少一部分，使得所述内表面与所述外表面在重叠时彼此相邻；第一弹簧，该第一弹簧沿着伸展轴线定位在外管的内部中；第二弹簧，该第二弹簧沿着伸展轴线定位在内管的内部中；密封件，该密封件定位在所述内表面与所述外表面之间；以及止挡件，该止挡件用以在一个端部处接合第一弹簧并且在相反的端部处接合第二弹簧，使得第一弹簧与第二弹簧沿着伸展轴线彼此串联；其中，所述一个端部与所述相反的端部彼此间隔开，使得密封件定位在所述一个端部与所述相反的端部之间。
提供的第二方面是一种用于操作伸展机构的方法，该伸展机构与闭合面板联接以辅助车辆的闭合面板在闭合面板的完全关闭位置与完全打开位置之间打开及关闭，该方法包括下述步骤：在所述打开及关闭期间使内管相对于外管移动，内管具有外表面，外管具有内表面，并且外管与内管沿着伸展轴线重叠所述外表面的至少一部分，使得所述内表面与所述外表面在重叠时彼此相邻，在所述内表面与所述外表面之间定位有密封件；使第一弹簧扩张或收缩，第一弹簧沿着伸展轴线定位在外管的内部中；使第二弹簧扩张或收缩，第二弹簧沿着伸展轴线定位在内管的内部中；以及通过止挡件在一个端部处接合第一弹簧并且在相反的端部处接合第二弹簧，使得第一弹簧与第二弹簧沿着伸展轴线彼此串联；其中，第一端部与第二端部彼此间隔开，使得密封件定位在第一端部与第二端部之间。
根据另一方面，伸展机构还包括连接至内管的第一连接器和连接至外管的第二连接器，使得第一连接器和第二连接器中的一者用于将伸展机构连接至车辆的车身并且使得第一连接器和第二连接器中的另一者用于将伸展机构连接至闭合面板。
根据另一方面，提供了一种伸展机构，该伸展机构用于与闭合面板联接以辅助车辆的闭合面板在闭合面板的完全关闭位置与完全打开位置之间打开及关闭，该伸展机构包括：内管，该内管具有外表面；外管，该外管具有内表面，并且该外管与内管沿着伸展轴线重叠所述外表面的至少一部分，使得所述内表面与所述外表面在重叠时彼此相邻；第一弹簧，该第一弹簧沿着伸展轴线定位在外管的内部中；第二弹簧，该第二弹簧沿着伸展轴线定位在内管的内部中；以及止挡件，该止挡件用以在一个端部处接合第一弹簧并且在相反的端部处接合第二弹簧，使得第一弹簧与第二弹簧沿着伸展轴线彼此串联；其中，止挡件构造成在第一弹簧和第二弹簧中的至少一者的扩张和收缩中的一者期间移动。根据另一方面，第一弹簧和第二弹簧具有不同的外径直径。根据另一方面，内管和外管具有不同的径向直径。
上述方面的其他实施方式以及其他方面、包括操作方法将基于以下描述和附图而是明显的。
附图说明
仅作为示例，参考附图，其中：
图1是具有闭合面板组件的车辆的侧视图；
图2是图1的车辆的替代实施例；
图3示出了图1的伸展机构的示例性线性力与行程的关系；
图4示出了图1的伸展机构的示例力矩与角度的关系；
图5示出了处于缩回构型的图1的伸展机构的侧视平面图；
图5A示出了处于缩回构型的现有技术伸展机构的侧视平面图；
图6示出了处于伸展配置的图1的扩展机构的侧视平面图；
图7示出了处于缩回构型的图1的伸展机构的另一实施例的剖视图；
图8示出了处于伸展构型的图7的伸展机构的另一实施例的剖视图；
图9示出了图1的横截面视图的伸展机构；
图9A示出了根据说明性实施例的图1的横截面视图扩展机构；
图9B示出了根据说明性实施例的图9A的伸展机构的止挡件的透视图；
图10a，10b，10c示出了处于缩回和伸展构型的图1的伸展机构的又一实施例的横截面视图；
图10d，10e，10f示出了各个图10a，10b和10c的放大的局部横截面视图；和
图11是图1的伸展机构的示例操作。
具体实施方式
“该”的使用并不旨在排除在一些实施方式中包括多个物品的可能性。对于本领域技术人员而言将明显的是，在本说明书和所附权利要求中的至少一些情形中，在至少一些实施方式中将可以包括多个物品。同样地，关于物品的复数形式的使用并不意图排除在一些实施方式中包括物品中的一个物品的可能性。对于本领域技术人员而言将明显的是，在本说明书和所附权利要求中的至少一些情形中，在至少一些实施方式中将可以包括物品中的一个物品。在本文中使用了表述“例如”并且该表述被理解为代表拉丁语中的示例，其意味着“例如”，并且不旨在限制实施方式。
提供了致动器或平衡机构15(即，伸展机构-参见图1)，致动器或平衡机构15可以有利地与车辆闭合面板14一起使用以提供打开模式和关闭模式和/或特别地针对陆基、海基和/或空基车辆10提供如下所述的操作者辅助。伸展机构15的其他应用——总体上针对车辆应用中或车辆应用之外的闭合面板14——包括有利地辅助对用于闭合面板14的操作的整体保持和手动工作力的优化。还认识到的是，下面提供的伸展机构15示例可以有利地用作闭合面板14的打开及关闭辅助的唯一装置，或者可以有利地与其他闭合面板14偏置构件(例如，弹簧加载的铰链、偏置撑杆等)结合(例如，串联)使用。
特别地，伸展机构可以经由一个或更多个衬套42进行摩擦辅助(参见图7和图8)，并且伸展机构可以用于提供或以其他方式辅助闭合面板14的保持力(或扭矩)，如下面进一步描述的。此外，应当认识到，伸展机构可以与偏置构件37(参见图1)、比如弹簧加载的撑杆形成为一体，并且/或者可以设置为闭合面板组件的部件，如下面进一步描述的。应当认识到的是，结合有伸展机构15的偏置构件37可以实现为经由沿着伸展机构15的伸展轴线21串联定位的多个(例如，两个或更多个)弹簧20来偏置(参见图7)的撑杆。
参照图1，示出了具有车身11的车辆10，车身11具有一个或更多个闭合面板14。闭合面板14的一个示例性构型是闭合面板组件12，闭合面板组件12包括伸展机构15(例如，结合在例如实施为撑杆的偏置构件37中)和闭合面板驱动系统16(例如，结合有电动马达/驱动器)。对于车辆10而言，闭合面板14可以被称为隔板或门，该隔板或门通常铰接在开口13的前面，但有时通过其他机构比如轨道附接在开口13的前面，开口13用于由人和/或货物进入及离开车辆10的内部。还认识到的是，闭合面板14可以用作检修面板，该检修面板用于车辆10系统比如发动机舱并且也用于汽车类车辆10的常规行李舱。闭合面板14可以打开以提供通向开口13的通道，或者闭合面板14可以关闭以封锁或以其他方式限制通向开口13的通道。还认识到的是，在完全打开位置与完全关闭位置之间还存在如至少部分地由伸展机构15提供的闭合面板14(经由衬套42以及弹簧20辅助)的多个中间保持位置，如下面进一步描述的。例如，在定位在一个或更多个中间保持位置的情况下，伸展机构15可以辅助闭合面板14远离一个或更多个中间保持位置的偏置移动，所述中间保持位置也被称为第三位置保持点(Third Position Hold)(TPH)或停止N保持点(Stop-N-Hold)。还认识到的是，伸展机构15可以设置为闭合面板组件12的部件，使得伸展机构15部件可以与一个或更多个偏置撑杆37分开。
闭合面板14可以经由闭合面板驱动系统16被手动打开和/或电动打开，其中，动力闭合面板14可以在小型货车、高端汽车或运动型多功能车(SUV)等上找到。另外，闭合面板14的一个特征在于：由于在闭合面板14的制造中使用的材料的重量，使用某种形式的力辅助的打开及关闭机构(或多个打开及关闭机构)来促进由闭合面板14的操作者(例如，车辆驾驶员)进行的打开及关闭操作的操作。力辅助的打开及关闭机构可以由伸展机构15、任何偏置构件37(例如，弹簧加载的铰链、弹簧加载的撑杆、气体加载的撑杆、机电撑杆等)以及用作闭合面板组件12的一部分时的闭合面板驱动系统16提供，使得伸展机构15构造成提供基于摩擦的保持扭矩(或力)来对弹簧力进行补充，所述基于摩擦的保持扭矩(或力)在关于第三位置保持点的面板打开/关闭路径的至少一部分上抵抗闭合面板14的重量进行作用，以帮助保持闭合面板14的在第三位置保持点附近的位置。通过衬套42和弹簧20中的一个或更多者可以促进在伸展机构内提供期望的保持摩擦的能力。
参照图5和图6，伸展机构15涉及伸缩管构型，伸缩管构型具有沿着伸展机构15的伸展轴线21串联地定位的多个弹簧20(参见图7和图8)。伸展机构15在两个端部处具有连接器22(例如，球窝)，连接器22用于在一个端部处将伸展机构15连接至车身11并在另一端部处将伸展机构15连接至闭合面板14。提供了外管24(例如，弹簧盖管)，外管24相对于内管26(例如，壳管)沿着伸展轴线21伸缩。外管24示例性地示出为在其长度上具有恒定的直径D1，而没有从外管24的外表面向外延伸的设置成用以容纳任何密封件或压紧件或连接件的任何隆起部、凸出部或突起部等，所述隆起部、凸出部或突起部等将增大外管24的最大外径并且需要增加周围的包装(例如，设置在车身11、闭合面板14、内板或类似隔室中的存放区域101)。存放区域101以虚线示出，存放区域101具有在存放区域101的长度上略大于D1的内径Ds，以接纳外管24的一部分或全部。参照示出了已知构型的图5A，内径DSP大于作为外径的D2并且大于DS以容纳延伸至具有直径D2的外边界的任何这样的隆起部、凸出部或突起部103，其中，D2大于D1。图5示出了处于缩回构型的伸展机构15，并且图6示出了处于伸出构型的伸展机构15。关于图7和图8，示出了弹簧20(例如，第二弹簧27和第一弹簧28)，它们沿着伸展轴线21彼此相邻地串联分布。
参照图9，在外管24的内表面32与内管26的外表面34之间安置有密封件30，使得密封件30用于抑制异物(例如，污垢、湿气)从外部环境侵入伸展机构15的内部36a、36b。密封件30可以是橡胶O形环密封件，但仅作为一个说明性示例。还提供了邻近内表面32定位的一个或更多个止挡件38a、38b，所述一个或更多个止挡件38a、38b将第一弹簧28保持在外管24内并保持第一弹簧28远离密封件30的位置。可以认识到的是，密封件30和一个或更多个止挡件38a、38b可以彼此相邻地定位并且定位在第二弹簧27与第一弹簧28之间。例如，密封件30可以连接至外表面34，使得在伸展机构15的伸出期间，一个或更多个止挡件38a、38b与密封件30之间的分离距离(沿着伸展轴线21)增大，而在伸展机构15的缩回期间，一个或更多个止挡件38a、38b与密封件30之间的分开距离(沿着伸展轴线21)减小。替代性地，密封件30可以安装至止挡件39(参见图9a)。
再次参照图7和图8，伸展机构15还可以具有沿着伸展轴线21定位在内部36b中的支承管40，支承管40用以在操作(即，伸出/缩回)期间保持内管24与外管26彼此对准。可选地，伸展机构15可以具有一个或更多个摩擦元件42、例如衬套，以便对伸展机构15的操作引入摩擦，以辅助如上所述的停止和保持操作。例如，在伸展机构15的操作期间，摩擦元件42可以沿着支承管40的内表面44和/或轴48(沿着伸展轴线21定位)的外表面46滑动。套筒41可以是设置成便于弹簧27、28相对于内管24和外管26的相邻表面(例如表面32、34-参见图9)的平顺伸出/缩回。
就车辆10而言，闭合面板14可以是如图1中所示的升降门14，或者它可以是一些其他类型的闭合面板14，比如向上摆动的车门(即，有时被称为鸥翼门)或常规类型的门，该常规类型的门铰接在门的面向前或面向后的边缘处并因此允许门远离(或朝向)车辆10的车身11中的开口13摆动(或滑动)。还设想到的是闭合面板14的滑动门实施方式和闭合面板14的顶篷门实施方式，使得滑动门可以是通过水平或竖向滑动而打开的一种门，由此，门要么安装在轨道上要么悬挂在轨道上，该轨道提供更大的开口13，以便于设备通过开口13装载和卸载而不妨碍通过。顶篷门是一种如下所述的门：顶篷门位于车辆10的顶部并以某种方式升起，以为车辆乘客提供经由开口13的通道(例如汽车顶篷、飞机顶篷等)。当应用允许时，顶篷门可以在车门的前部、侧部或后部处连接(例如，在限定的枢转轴处铰接和/或沿着轨道行进而连接)至车辆的车身11。
再次参照图1，在仅通过示例的闭合面板的车辆应用的背景下，闭合面板14能够在关闭位置(以虚线轮廓示出)与打开位置(以实线轮廓示出)之间移动。在所示的实施方式中，闭合面板14围绕枢转轴线18在打开位置与关闭位置之间枢转，枢转轴线18优选地构造为水平的或者平行于车辆10的支撑表面9。在其他实施方式中，枢轴轴线18可以具有一些其他取向，比如竖向取向或从车辆10的支撑表面9以一定角度向外延伸的其他取向。在又一些其他实施方式中，闭合面板14可以以不同于枢转的方式移动，例如，闭合面板14可以沿着预定轨道平移，或者可以在打开位置与关闭位置之间经历平移和旋转的组合。
再次参照图1，如上所述，下面提供的用于闭合面板组件12的伸展机构15的示例可以用作打开和关闭辅助的唯一装置，以通过闭合面板14自身来抑制下降(参见图2)，或者可以与一个或更多个其他闭合面板偏置构件37(例如，弹簧加载的铰链、撑杆诸如气撑杆或弹簧加载的撑杆等)组合使用(例如，串联或以其他方式成一体)，所述一个或更多个其他闭合面板偏置构件37在枢轴连接部18、138处提供闭合面板14至车身11的主要连接(参见图1)。在闭合面板14的一般操作中，闭合面板驱动系统16可以联接至轴53(也被称为杠杆机构或臂或元件)的远端，轴53用于连接闭合面板14以作为闭合面板至车身11的第二连接，使得闭合面板偏置构件37和轴53可以在如所示的间隔开的位置处枢转地附接到闭合面板14。以这种方式，轴53的另一端部(例如，近端部)可以在枢轴连接部36处枢转地连接至闭合面板14。认识到的是，轴53自身根据需要可以被构造为非偏置元件(例如，实心杆/中空杆)，或者可以构造为偏置元件(例如，气体或弹簧辅助的伸展撑杆)的一部分。还认识到的是，轴53可以根据需要如所示的那样暴露或容纳在内部36a、36b内(参见图8中所示的轴48实施方式)。
再次参照图1，可以提供一个或更多个可选的闭合面板偏置构件37，所述一个或更多个可选的闭合面板偏置构件37于在打开位置与闭合位置之间的路径的至少一些部分上将闭合面板14朝向打开位置推动并辅助将闭合面板14保持在打开位置(经由衬套42辅助)。闭合面板偏置构件37可以是例如下述气体伸展撑杆：所述气体伸展撑杆在其近端部处枢转地连接至闭合面板14并且在其远端部处枢转地连接至车身11。在所示的实施方式中，设置有两个偏置构件37(一个偏置构件位于车辆10的左侧并且一个偏置构件位于车辆10的右侧)，然而，在图10中示出的视图中，一个偏置构件37被另一个偏置构件遮挡。
认识到可选的衬套42和串联的弹簧20的作用，当闭合面板14在打开位置与关闭位置之间移动时，由偏置构件37和由闭合面板14自身的重量施加在闭合面板14上的扭矩(或力)将变化。在一个实施方式中，闭合面板14可以在打开位置与关闭位置之间具有下述一些位置：在这些位置处，由偏置构件37施加在闭合面板14上的扭矩(或力)抵消了由闭合面板14的重量施加在闭合面板14上的扭矩(或力)(即，偏置构件37的扭矩或力抵抗闭合面板14的重量进行作用)。高于该点(该点可以被称为平衡点或者被称为中间保持位置)，由偏置构件37施加的扭矩(或力)可以克服由面板14的重量施加的扭矩(或力)，从而导致远离关闭位置的净扭矩(或力)，进而将闭合面板14朝向打开位置偏置(即，偏置构件37的扭矩或力抵抗闭合面板14的重量进行作用)。低于该点，由面板14的重量施加的扭矩(或力)可以克服由偏置构件37施加的扭矩(或力)，从而导致朝向关闭位置的净扭矩(或力)，进而将闭合面板14朝向关闭位置偏置。然而，甚至在闭合面板14朝向关闭位置行进时，偏置构件37的扭矩或力也会抵抗闭合面板14的重量进行作用。以此方式，偏置构件37的作用是提供始终抵抗闭合面板14的重量进行作用的扭矩或力(即，始终提供打开扭矩或力)。认识到的是，“第三位置保持点”也可以被称为“中间保持位置”或“停止并保持位置”。
参照图3和图4，示出了升降门载荷曲线50、52，提供了升降门14的示例性载荷曲线54a，以示出线性力与行程的关系。还示出了具有单个弹簧的现有技术平衡装置的载荷曲线54c。认识到的是，载荷曲线54a与平衡曲线54b、54c越紧密匹配，则系统越平衡，这是更期望的。由图7和图8的伸展机构15提供的新的平衡装置具有载荷曲线54b，应当注意的是，载荷曲线54b(表示串联的弹簧20的影响)如何更紧密地匹配升降门14的载荷曲线54a。这样，认识到的是，与单个弹簧现有技术示例性曲线54c相比，在伸缩管装置(即，使内管26与外管24重叠)中串联设置的用于平衡系统——如例如以伸展机构15实现的平衡系统——的(例如，一对)弹簧20有助于更好匹配的平衡曲线54b。
此外，再次参照图7、图8、图9，在内管26与外管24之间包括密封件30改善了平衡装置的包装，即撑杆在其沿着伸展轴线21的长度上具有恒定外径。此外，包括串联的一对弹簧20——所述一对弹簧20被位于所述一对弹簧20之间的密封件30和止挡件38a、38b分开——提供了与载荷曲线54a更紧密匹配的平衡(即，在伸展机构15的打开的开始时利用第一弹簧28提供反弹(kick)，并在使用第二弹簧27时在停止并保持区域提供更好的匹配)。
因此，认识到的是，两个或更多个弹簧20在停止-保持区域中串联进行操作，以便提供更平的弹簧刚度，以实现升降门14的最佳平衡。在关闭/缩回方向上，当内管26的端部17在中间行程点处接触止挡件38时，第二弹簧27达到最低点，并且因此，第一弹簧28是伸展机构15中唯一的活动弹簧20。第一弹簧28自身的弹簧系数可以是较陡的以便在行程伸展的前1/3到1/2中更好地辅助升降门14的打开，如曲线图50、52所示的(参见图3和图4)。
此外，再次参照图7、图8、图9，止挡件38和弹簧20的串联设置还为弹簧27、28(即，弹簧圈)提供了利用密封件30特征的两侧的空间的装置，以便更好地优化升降门14的平衡且同时允许有用于经由密封件30进行充分密封的空间。这样，在内管24与外管24之间设置密封件30可以改善密封设计，使得消除(现有技术的)密封隆起部103，并且可以适当地减小平衡装置的直径。可以结合有止挡件38以绕过现在向内突出的密封件30。同时，该止挡件38以现在所示例性说明的方式将这两个弹簧20以串联布置互连。
说明性地参照图9、图9A和图9B，止挡件38形成止挡件39的一部分，止挡件39将第一弹簧28和第二弹簧27以串联关系互连或桥接。止挡件38a、38b示例性地形成为具有第一直径的圆周构件，该圆周构件构造成允许具有相似直径的第一弹簧28抵靠在止挡件处(在图10d中示例性地示出)。止挡件39还包括互连套筒41，互连套筒41在一个端部41a处具有止挡件38a并且以可滑动的方式接纳在内管26内，以在相反的端部41b处经由止挡件38b抵接第二弹簧27(在图10d中示例性地示出)。例如，止挡件39构造成在第一弹簧28的扩张期间移动以使止挡件38a移动并因此在第一弹簧28的扩张期间或之前使第二弹簧27移动。类似地，止挡件39构造成在由于止挡件38b通过第二弹簧27的压缩进行移动而使第一弹簧28压缩期间移动。止挡件39可以构造成在第一弹簧28和第二弹簧27中的任一者或两者(例如，同时)扩张或压缩期间移动。在互连套筒41的第一端部41a处，直径为使得提供与第一弹簧28接合的第一抵接表面43(例如，作为止挡件38a的设置为直立唇缘的部分)。此外，在互连套筒的相反的端部41b处，可以设置有第二抵接表面45(例如，作为止挡件38b的设置为直立唇缘的部分)，以便提供能够与抵接特征47接合的硬止挡特征，其中，抵接特征47从内管26向内延伸，抵接特征47也可以设置为位于内管26中的凹陷部(例如，抵接特征47)，用以还容纳密封件30。向内突出的抵接特征47说明性地在内管26的内部产生瓶颈直径，该瓶颈直径被称为D3。第二抵接表面45还可以提供用以与第二弹簧27接合的接触部49。止挡件39的在其一个端部41a和相反的端部41b之间的直径差异有利于具有不同直径的弹簧27、28以串联关系互连或桥接，以便绕过密封件30的可能导致具有与第一弹簧28的直径相似的直径的弹簧的行进的干涉并且不需要减小其直径。在一个实施方式中，套筒41是中空管，并且第一抵接表面43和第二抵接表面45是在套筒的端部41a、41b处连接至套筒41的环状结构。套筒41的长度并且因此抵接表面43、45之间的(沿着伸展轴线21)距离可以设计成控制第二弹簧27将停止(硬停止)的位置，从而影响平衡曲线54b。如可以看出的，所描述的伸展机构15的一个优点在于可以改善弹簧20的尺寸以更紧密地匹配载荷曲线54a，例如，第一弹簧28可以具有更大的直径，因为第一弹簧28不会延伸超过密封件30并且因此不必将直径限制于内管26的直径。因此，串联的两个或更多个弹簧20可以更好地影响停止并保持区域中的弹簧曲线(参见图3和图4中的曲线图50、52)。例如，在闭合面板14从关闭位置朝向打开位置的移动的示例性操作中，例如由于具有较大径向直径而具有较大弹簧力的第一弹簧27能够扩张，以克服闭合面板14载荷从而迫使止挡件39沿图10a和图10d中的箭头F1所示方向远离球连接器22(即、球窝1)移动，同时第二弹簧28由于其较小的弹簧力、例如由于其较小的径向直径小于第一弹簧27的径向直径而保持压缩或同时扩张，并且能够克服在大约初始打开位置的较大的闭合面板14载荷。如图3中说明性地示出的，在闭合面板14的取决于闭合面板14的载荷动态的位置处，第二弹簧28开始扩张(例如，在图10b、图10e中所示)。如图3所示，在止挡件39的取决于第一弹簧27的力特征的行程终点处，由于止挡件39与内管26如图10c和图10f所示的那样抵接，第一弹簧27被防止进一步扩张。靠着定位在行程终点处的止挡件39进行作用的第二弹簧28的继续扩张起到进一步使球连接器22(即，球窝1)移动远离球连接器22(即，球窝2)的作用，由此使闭合面板14朝向打开位置移动。
参照图10，示出了伸展机构15的另一实施方式，该伸展机构15具有位于支承管40的内部中的第三弹簧29。参见图10，在伸展机构15的操作中，止挡件38a、38b提供了将弹簧27、28互连并绕过定位于内管26中的密封件30且同时在第一弹簧28与第二弹簧27之间传递载荷的装置。因此，弹簧27、28的外径中的每一者可以朝向内管26的和外管24的各自分别位于内管26和外管24中的内表面而径向向外地最大化，而不限于由内管26中的用以容纳密封件30的向内突出的凹陷部(例如，抵接特征47)产生的内径D3所限制的弹簧外径。换句话说，止挡件39提供了具有不同径向延伸部的弹簧27、28之间的串联连接，而不限于为弹簧27、28中的一者选择较小的直径以绕过瓶颈部比如特征47，或者不需要使直径在重叠的管24、26之间不匹配或者有差异。在关闭/缩回方向上，在停止-保持区域中，球连接器22(即，球窝1)对第一弹簧28施加力，第一弹簧28对止挡件38a施加力，止挡件38a对第二弹簧27施加力，第二弹簧27对另一连接器22(即，球窝2)施加力。在该区域中，弹簧20(即，第一弹簧28和第二弹簧27)串联地进行作用。在中间行程处，止挡件38b在内管26的端部上达到最低点。当由伸展机构15提供的平衡装置继续压缩时，第二弹簧27不再压缩。除了第一弹簧27和第二弹簧28之外，第三弹簧29也在整个行程(即，伸展机构15的收缩/缩回)中压缩。连接器22(即，球窝1)可以刚性地附接至轴48，轴48对第三弹簧29施加力，第三弹簧29对另一连接器22(即，球窝2)施加力。
参照图11，示出了伸展机构15的操作的示例性方法100。方法100用于在伸展机构15与闭合面板14联接时操作伸展机构15，以辅助车辆10的闭合面板14在闭合面板14的完全关闭位置与完全打开位置之间的打开及关闭。该方法包括下述步骤：在打开及关闭期间使内管26相对于外管24移动102，内管26具有外表面34，外管24具有内表面32，并且，外管24与内管26沿着伸展轴线21重叠外表面34的至少一部分，使得内表面32与外表面34在重叠时彼此相邻，密封件定位在内表面32与外表面34之间；使第一弹簧28扩张或收缩104，第一弹簧28沿着伸展轴线21定位在外管24的内部36a中；使第二弹簧27扩张或收缩106，第二弹簧27沿着伸展轴线21定位在内管26的内部36b中；以及通过止挡件39在一个端部41a处接合108第一弹簧28并且在相反的端部41b处接合第二弹簧27，使得第一弹簧28与第二弹簧27沿着伸展轴线21彼此串联；其中，所述一个端部41a和所述相反的端部41b彼此间隔开，使得密封件30定位在所述一个端部41a与所述相反的端部41b之间。
本发明的实施方式可以参照以下编号的段落来理解：
1.一种伸展机构，所述伸展机构用于与闭合面板联接以辅助车辆的所述闭合面板在所述闭合面板的完全关闭位置与完全打开位置之间的打开及关闭，所述伸展机构包括：
内管，所述内管具有外表面；
外管，所述外管具有内表面，并且所述外管与所述内管沿着伸展轴线重叠所述外表面的至少一部分，使得所述内表面与所述外表面在重叠时彼此相邻；
第一弹簧，所述第一弹簧沿着所述伸展轴线定位在所述外管的内部中；
第二弹簧，所述第二弹簧沿着所述伸展轴线定位在所述内管的内部中；
密封件，所述密封件定位在所述内表面与所述外表面之间；以及
止挡件，所述止挡件用以在一个端部处接合所述第一弹簧并且在相反的端部处接合所述第二弹簧，使得所述第一弹簧和所述第二弹簧沿着所述伸展轴线彼此串联；
其中，所述一个端部与所述相反的端部彼此间隔开，使得所述密封件定位在所述一个端部与所述相反的端部之间。
2.根据段落1所述的伸展机构，还包括能够在所述外管内沿着所述伸展轴线滑动的所述止挡件。
3.根据段落1所述的伸展机构，其中，所述第一弹簧在所述第二弹簧开始扩张之前扩张。
4.根据段落1所述的伸展机构，其中，所述伸展机构是用于所述车辆的平衡机构的部件。
5.根据段落2所述的伸展机构，还包括具有套筒的所述止挡件，所述套筒具有位于所述一个端部处的用以与所述第二弹簧接合的第一抵接表面和位于所述相反的端部处的用以与所述第一弹簧接合的第二抵接表面。
6.根据段落5所述的伸展机构，其中，位于所述相反的端部处的所述第二抵接表面设置为所述套筒的直立唇缘。
7.根据段落5所述的伸展机构，其中，位于所述一个端部处的所述第一抵接表面设置为所述套筒的直立唇缘。
8.根据段落1所述的伸展机构，其中，所述止挡件的在所述一个端部处的直径大于所述止挡件的在另一端部处的直径。
9.根据段落5所述的伸展机构，还包括所述套筒中的用于允许所述止挡件相对于所述密封件滑动的凹陷部。
10.根据段落5所述的伸展机构，其中，所述套筒的沿着所述伸展轴线的长度限定所述第一抵接表面与所述第二抵接表面之间的距离。
11.根据段落1所述的伸展机构，还包括第三弹簧，所述第三弹簧定位在位于所述内管的所述内部中的支承管中。
12.根据段落5所述的伸展机构，其中，所述套筒是中空管。
13.根据段落5所述的伸展机构，其中，所述第一抵接表面和所述第二抵接表面是连接至所述套筒的环状结构。
14.一种伸展机构，所述伸展机构用于与闭合面板联接以辅助车辆的所述闭合面板在所述闭合面板的完全关闭位置与完全打开位置之间的打开及关闭，所述伸展机构包括：
内管，所述内管具有外表面；
外管，所述外管具有内表面，并且所述外管与所述内管沿着伸展轴线重叠所述外表面的至少一部分，使得所述内表面与所述外表面在重叠时彼此相邻；
第一弹簧，所述第一弹簧沿着所述伸展轴线定位在所述外管的内部中；
第二弹簧，所述第二弹簧沿着所述伸展轴线定位在所述内管的内部中；以及
止挡件，所述止挡件用以在一个端部处接合所述第一弹簧并且在相反的端部处接合所述第二弹簧，使得所述第一弹簧与所述第二弹簧沿着所述伸展轴线彼此串联；
其中，所述止挡件构造成在所述第一弹簧和所述第二弹簧中的至少一者的扩张或收缩中的一者期间移动。
15.一种用于操作伸展机构的方法，所述伸展机构与闭合面板联接以辅助车辆的所述闭合面板在所述闭合面板的完全关闭位置与完全打开位置之间的打开及关闭，所述方法包括下述步骤：
在所述打开及关闭期间使内管相对于外管移动，所述内管具有外表面，所述外管具有内表面，并且所述外管与所述内管沿着伸展轴线重叠所述外表面的至少一部分，使得所述内表面与所述外表面在重叠时彼此相邻，在所述内表面与所述外表面之间定位有密封件；
使第一弹簧扩张或收缩，所述第一弹簧沿着所述伸展轴线定位在所述外管的内部中；
使第二弹簧扩张或收缩，所述第二弹簧沿着所述伸展轴线定位在所述内管的内部中；以及
通过止挡件的第一端部在一个端部处接合所述第一弹簧并且在所述止挡件的相反的第二端部处接合所述第二弹簧，使得所述第一弹簧与所述第二弹簧沿着所述伸展轴线彼此串联；
其中，所述第一端部与所述第二端部彼此间隔开，使得所述密封件定位在所述第一端部与所述第二端部之间。
16.根据段落15所述的方法，还包括能够在所述外管内沿着所述伸展轴线滑动的所述止挡件。
17.根据段落15所述的方法，其中，所述第一弹簧在所述第二弹簧开始扩张之前扩张。
18.根据段落15所述的方法，还包括具有套筒的所述止挡件，所述套筒具有位于所述一个端部处的用以与所述第二弹簧接合的第一抵接表面和位于所述相反的端部处的用以与所述第一弹簧接合的第二抵接表面。
19.根据段落15所述的方法，其中，所述止挡件的在所述一个端部处的直径大于所述止挡件的在另一端部处的直径。
20.根据段落18所述的方法，还包括所述套筒中的用于保持所述密封件的凹陷部。

Claims (10)

1.一种伸展机构，所述伸展机构用于与闭合面板联接以辅助车辆的所述闭合面板在所述闭合面板的完全关闭位置与完全打开位置之间的打开及关闭，所述伸展机构包括：
内管，所述内管具有外表面；
外管，所述外管具有内表面，并且所述外管与所述内管沿着伸展轴线重叠所述外表面的至少一部分，使得所述内表面与所述外表面在重叠时彼此相邻；
第一弹簧，所述第一弹簧沿着所述伸展轴线定位在所述外管的内部中；
第二弹簧，所述第二弹簧沿着所述伸展轴线定位在所述内管的内部中；
密封件，所述密封件定位在所述内表面与所述外表面之间；以及
止挡件，所述止挡件用以在一个端部处接合所述第一弹簧并且在相反的端部处接合所述第二弹簧，使得所述第一弹簧与所述第二弹簧沿着所述伸展轴线彼此串联；
其中，所述一个端部与所述相反的端部彼此间隔开，使得所述密封件定位在所述一个端部与所述相反的端部之间。
2.根据权利要求1所述的伸展机构，还包括能够在所述外管内沿着所述伸展轴线滑动的所述止挡件。
3.根据权利要求1所述的伸展机构，其中，所述第一弹簧在所述第二弹簧开始扩张之前扩张。
4.根据权利要求2所述的伸展机构，还包括具有套筒的所述止挡件，所述套筒具有位于所述一个端部处的用以与所述第二弹簧接合的第一抵接表面和位于所述相反的端部处的用以与所述第一弹簧接合的第二抵接表面。
5.根据权利要求4所述的伸展机构，其中，位于所述相反的端部处的所述第二抵接表面设置为所述套筒的直立唇缘。
6.根据权利要求4所述的伸展机构，其中，位于所述一个端部处的所述第一抵接表面设置为所述套筒的直立唇缘。
7.根据权利要求1所述的伸展机构，其中，所述止挡件的在所述一个端部处的直径大于所述止挡件的在另一端部处的直径。
8.根据权利要求4所述的伸展机构，还包括所述套筒中的用于保持所述密封件的凹陷部。
9.根据权利要求4所述的伸展机构，其中，所述套筒的沿着所述伸展轴线的长度限定所述第一抵接表面与所述第二抵接表面之间的距离。
10.一种用于操作伸展机构的方法，所述伸展机构与闭合面板联接以辅助车辆的所述闭合面板在所述闭合面板的完全关闭位置与完全打开位置之间的打开及关闭，所述方法包括下述步骤：
在所述打开及关闭期间使内管相对于外管移动，所述内管具有外表面，所述外管具有内表面，并且所述外管与所述内管沿着伸展轴线重叠所述外表面的至少一部分，使得所述内表面与所述外表面在重叠时彼此相邻，在所述内表面与所述外表面之间定位有密封件；
使第一弹簧扩张或收缩，所述第一弹簧沿着所述伸展轴线定位在所述外管的内部中；
使第二弹簧扩张或收缩，所述第二弹簧沿着所述伸展轴线定位在所述内管的内部中；以及
通过止挡件在一个端部处接合所述第一弹簧并且在相反的端部处接合所述第二弹簧，使得所述第一弹簧与所述第二弹簧沿着所述伸展轴线彼此串联；
其中，所述第一端部与所述第二端部彼此间隔开，使得所述密封件定位在所述第一端部与所述第二端部之间。
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