DE102019205667B4

DE102019205667B4 - Druckfeder zum Einsetzen in einen Spindelantrieb für ein Einstellelement einer Fahrzeugtür

Info

Publication number: DE102019205667B4
Application number: DE102019205667.9A
Authority: DE
Inventors: Carla Rinaldo
Original assignee: Prod Baumann Srl; Prodotti Baumann Srl
Current assignee: Prod Baumann Srl; Prodotti Baumann Srl
Priority date: 2019-04-18
Filing date: 2019-04-18
Publication date: 2021-07-08
Anticipated expiration: 2039-04-19
Also published as: DE102019205667A1

Abstract

Antrieb für ein Einstellsystem für die Öffnung eines Fahrzeugelements, wobei in dem Antrieb eine Feder (100) installiert ist, die ein erstes und ein zweites modulares Element (1) beinhaltet, jeweils umfassend zwei oder mehrere Windungen (2) um eine jeweilige Achse (X1, X2) und zwei einander gegenüberliegende Enden (11), wobei das erste und das zweite modulare Element (1) durch ein zwischen den zwei einander gegenüberliegenden Enden (11) angeordnetes Verbindungsstück (21) miteinander verbunden sind und die Achsen (X1, X2) zueinander parallel und voneinander beabstandet sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Antrieb für ein Einstellsystem für die Öffnung eines Fahrzeugelements.
Die Erfindung eignet sich zum Einsatz in einer Vorrichtung zur Zustandsänderung dieses Fahrzeugelements, das beispielsweise eine Hecktür, eine Kofferraumklappe oder Motorhaube, ein Fenster, eine Drehflügel- oder Schiebetür sein kann, zwischen einer offenen Stellung und einer geschlossenen Stellung.
Insbesondere ist die Feder eine Druckfeder, die geeignet ist, in einen Spindelantrieb für ein Einstellsystem für die Öffnung eines Fahrzeugelements eingesetzt zu werden, und die entsprechende Spindel.
Die derzeit bekannten Einstellsysteme umfassen üblicherweise eine Vielzahl von Komponenten, die in einer kompakten und platzsparenden Konfiguration zusammengebaut sind.
In einigen Konfigurationen können die Komponenten hohle und zueinander koaxiale zylinderförmige Gehäuse mit unterschiedlichen Durchmessern umfassen, die in ihrem Inneren zumindest eine Feder und eine oder mehrere Führungen aufnehmen, die koaxial zueinander sind, die gleiche Form und verschiedene Durchmesser aufweisen.
Der unterschiedliche Durchmesser der Führungen ermöglicht es, dass die Führung mit dem größeren Durchmesser als Abstützung für das Gleiten, in ihrem Inneren, der Führung mit dem kleineren Durchmesser dient, die ihrerseits als Führungsstift für die Feder dient.
Die Führungen sind, in der Nähe ihrer Endungen, mit Mitteln zum Einhaken der zwei Enden der Feder ausgestattet, so dass diese, entsprechend der Gleitbewegung ihrer Führungen, zusammengezogen und auseinandergezogen werden kann.
Die Feder befindet sich in der zusammengezogenen Stellung, wenn das Fahrzeugelement, auf dem sie montiert ist, geschlossen ist, so dass sie, wenn die Öffnung erfolgt, der Last standhalten kann, die durch das Gewicht des geöffneten Elements bedingt ist. Üblicherweise wird versucht, das System so zu konstruieren, dass, wenn sich das Element in der geöffneten Stellung befindet, die Feder eine Kraft entgegensetzt, die gleich, oder nahezu gleich, dem Gesamtgewicht des betreffenden Elements ist.
Spindeln gewährleisten den Halt der zylinderförmigen Gehäuse, wie auch deren Gleiten relativ zueinander, zum Zwecke der Beschränkung des Ausziehens und Zusammenziehens des Führungs-Feder-Systems in ihrem Inneren.
Ebenso kann es vorgesehen sein, in eines der Gehäuse einen Motor, beispielsweise einen Elektromotor, einzusetzen, der dazu dient, den Benutzer beim Schließen des Fahrzeugelements zu unterstützen.
Die beschriebenen Einstellsysteme dienen also dem Zweck, dem Benutzer des Fahrzeugs die Manöver zum Öffnen und Schließen von Elementen wie Hecktüren, Kofferraumklappen, Türen und dergleichen zu erleichtern.
Die US 2013/0 284 147 A1 , US 2004/ 0 070 128 A1 und US 4 632 496 A zeigen jeweils eine Feder, die ein erstes und ein zweites modulares Element beinhaltet, jeweils umfassend zwei oder mehrere Windungen um eine jeweilige Achse und zwei einander gegenüberliegende Enden, wobei das erste und das zweite modulare Element durch einen zwischen den zwei einander gegenüberliegenden Enden angeordneten Verbindungsbereich miteinander verbunden sind und die Achsen zueinander parallel und voneinander beabstandet sind.
Die DE 20 2010 016 474 U1 und DE 20 2018 103 482 U1 zeigen jeweils eine eine Spiralfeder enthaltende Antriebsvorrichtung für eine Fahrzeugtür.
Unter den wichtigsten Nachteilen, die bei diesen Systemen auftreten können, und insbesondere unter den die Federn betreffenden Nachteilen, können wir beispielsweise Fehlausrichtungen beobachten, denen die Windungen aufgrund der Instabilität unter der durch die Kontraktion bedingten Spitzenbelastung unterliegen.
Diese Fehlausrichtung verursacht Ausstülpungen entlang des Profils der Feder in der zusammengezogenen Stellung, die sich störend auf das Gleiten der äußeren Gehäuse auswirken und zu einem Verlust an Bedienungskomfort für den Endbenutzer führen (in Form von geräuschvollem Betrieb, erschwertem Gleiten zwischen Gehäuse und Feder), und somit auch zu einer generellen Abschwächung der Ansprechfähigkeit des gesamten Systems.
Es wurden auch einige Versuche unternommen, eine Alternativlösung zu finden, wie beispielsweise die Oberflächenbehandlung der Feder, um das Gleiten auf den Führungen zu erleichtern und gleichzeitig auch die Geräuschentwicklung zu dämmen. Allerdings erwiesen sich solche Behandlungen, wie Beschichtungen und/oder Beflockungen, nicht immer als wirksam und sind in jedem Fall sehr teuer.
Somit bleibt die Notwendigkeit bestehen, ein Einstellsystem für die Öffnung eines Fahrzeugelements zu verwirklichen, das die bisher beklagten Nachteile beseitigt und das einfach und wirtschaftlich herstellbar ist, auch mit herkömmlichen Wickelmaschinen zur Federherstellung. Die Aufgabenstellung der Erfindung besteht insbesondere darin, den bereits erwähnten eventuellen Anomalien in der Funktionsweise des Systems vorzubeugen, insbesondere durch den Einsatz einer speziell beschaffenen Feder, mit der die Fehlausrichtungen vermieden werden können.
Daher ist Gegenstand der vorliegenden Erfindung ein Antrieb für ein Einstellsystem für die Öffnung eines Fahrzeugelements, wobei in dem Antrieb eine Feder installiert ist, die ein erstes und ein zweites modulares Element beinhaltet, jeweils umfassend zwei oder mehrere Windungen um eine jeweilige Achse und zwei einander gegenüberliegende Enden; wobei das erste und das zweite modulare Element durch ein zwischen den zwei einander gegenüberliegenden Enden angeordnetes Verbindungsstück miteinander verbunden sind und die Achsen zueinander parallel und voneinander beabstandet sind.
Vorzugsweise kann erfindungsgemäß die Feder Windungen mit veränderlicher Steigung enthalten.
Ferner kann diese Feder drei oder mehrere modulare Elemente umfassen.
Ebenfalls Gegenstand der Erfindung ist ein Antrieb für ein Einstellsystem für die Öffnung eines Fahrzeugelements, in dem eine Feder der beschriebenen Art enthalten ist.
In einer bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung umfasst der Antrieb eine hohle zylinderförmige Führung, die in ihrem Inneren einen ersten Durchmesser aufweist, während jedes modulare Element der Feder, wenn es sich in seinem maximalen Ausdehnungszustand befindet, außen einen zweiten Durchmesser aufweist; wobei der Abstand zwischen den Achsen der modularen Elemente gleich der Differenz zwischen dem ersten Durchmesser und dem zweiten Durchmesser minus einer Länge zwischen 0,05 und 0,4 mm sein kann, je nachdem, welche Toleranzen gefordert sind.
Somit wird vorteilhafterweise ermöglicht, dass die modularen Elemente abwechselnd entweder mit der hohlen zylinderförmigen Führung oder mit dem inneren Führungsstift in Berührung sind, ohne die Stabilität der Feder zu beeinträchtigen.
Beispielsweise kann, in einer weiteren Ausführungsform, der Abstand zwischen den Achsen gleich 0,1 mm sein, in einer 861 mm langen Feder mit einem Außendurchmesser von beispielsweise 28,1 mm.
Im Einzelnen können die Windungen insgesamt zum Beispiel 9,25 sein, und 8,25 davon belastet.
In jedem Fall kann die Länge der einzelnen Elemente so beschaffen sein, dass das Auftreten von Instabilitäten der Feder aufgrund von Spitzenlasten vermieden wird.
Im Folgenden ist diese Erfindung veranschaulichend, jedoch nicht einschränkend, in ihren spezifischen Ausführungsformen beschrieben, mit besonderem Bezug auf die Figuren der beigefügten Zeichnungen. Es zeigen:

1 in schematischer Ansicht ein modulares Element der erfindungsgemäßen Feder;
2 in perspektivischer Ansicht eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Feder;
3 eine Vorderansicht der erfindungsgemäßen Feder;
5 und 6 jeweils in perspektivischer Ansicht ein Detail der erfindungsgemäßen Feder.

Unter Bezugnahme auf die 1 ist eine mögliche Ausführungsform der erfindungsgemäßen Feder dargestellt, insbesondere eines ihrer modularen Elemente, allgemein mit Bezugsnummer 1 bezeichnet, das die Windungen 2 der Feder in einer beliebigen, vom Bedarf des jeweiligen Projekts abhängigen Anzahl umfasst.
Das modulare Element 1 stellt ein (wiederholbares) Teilstück einer bestimmten Länge der Feder dar und ist daher als repräsentativ für diese in ihrer Gesamtheit zu verstehen. Durch Kombinieren einer Vielzahl von modularen Elemente 1 kann eine Feder 100 veränderlicher Länge erhalten werden, die beispielsweise, wie in den 2 und 3 dargestellt, aus einer Vielzahl von modularen Elementen 1 besteht.
Diese modularen Elemente 1 weisen, wenn sie miteinander kombiniert werden, um eine Feder 100 zu bilden, die Besonderheit auf, dass sie zueinander achsversetzt sind, wenn auch nur um einen minimalen Abstand, vorzugsweise um einen Abstand, der gleich der Differenz zwischen dem Innendurchmesser der hohlen zylinderförmigen Führung, deren Inneres dazu bestimmt ist, die Feder aufzunehmen, und dem Außendurchmesser der modularen Elemente der Feder selbst in ihrem maximalen Ausdehnungszustand ist, minus einer variablen Länge von 0,05 bis 0,4 mm; wobei dieser Abstand zum Beispiel gleich 0,1 mm sein kann; womit es der Feder 100 ermöglicht wird, die zuvor beschriebenen Problematiken zu lösen, ohne jedoch für ihre Herstellung teure und komplexe Maschinen zu benötigen (wie beispielsweise mehrachsige Winde- und Biegemaschinen), da hierzu eine standardmäßige Wickelmaschine genügt.
Weiterhin können die Windungen 2 eine veränderliche Steigung innerhalb ein und desselben modularen Elements 1 aufweisen; außerdem weist das modulare Element 1, an einem seiner Enden 11, ein Verbindungsstück 21 für die Verbindung mit dem nachfolgenden Element 1 auf.
Unter Bezugnahme auf die 5 und 6 besteht das Verbindungsstück 21 aus einem zusätzlichen Teilstück, das zwischen einem modularen Element 1 und dem nachfolgenden angeordnet ist; womit es möglich ist, den gewünschten Achsversatz zwischen den Achsen X₁ und X₂ von zwei aneinander angrenzenden und durch das Verbindungsstück 21 miteinander verbundenen modularen Elementen 1 zu erhalten, dabei aber dennoch die Achsen X₁ und X₂ parallel zueinander zu halten.
Diese technische Vorkehrung ist nicht nur erforderlich, um Federn mit zueinander achsversetzten Abschnitten herzustellen, sondern auch, um die Verteilung der Kräftebeanspruchungen während deren Zusammenziehen und Auseinanderziehen zu verbessern.
Die modularen Elemente 1 erweisen sich ferner, bei einzelner Betrachtung, vorzugsweise als kompressionsstabil und sind nicht leicht in orthogonaler Richtung zur Achse verformbar, was sich vorteilhaft auf die Endstabilität der Feder 100 auswirkt.
Unter Bezugnahme auf eine Gesamtkonfiguration der Erfindung, die in 4 dargestellt ist, ist die eine Vielzahl von modularen Elementen 1 umfassende Feder 100 geeignet, in eine hohle zylinderförmige Führung 4 eingesetzt zu werden, die zwei zueinander koaxiale und hohle Abschnitte 401, 401 umfasst, die teleskopartig einer in dem anderen gleiten können.
Ferner ist im Inneren der Feder 100 eine erste Innenführung bzw. ein Führungsstift 5 untergebracht; wobei ein Ende 51 des Führungsstifts 5 aus einer Seite 10 der Feder 100 austritt und an dem ersten Ende 41 der hohlen Führung 4 befestigt ist.
Das andere Ende 52 der ersten Innenführung bzw. des Führungsstifts 5, das sich innerhalb der Feder 100 befindet, ist mittels einer Spindel 6 gleitbar mit einem ersten Ende 71 einer zweiten Innenführung 7 verbunden, die sich innerhalb der Feder 100 befindet.
Das zweite Ende 72 der zweiten Innenführung 7 hingegen, das aus der anderen Seite 20 der Feder 100 austritt, ist am zweiten Ende 42 der hohlen Führung 4 befestigt, so dass das Führungs-Führungsstift-System zusammen mit der Feder 100 auseinandergezogen und zusammengezogen werden kann.
Auf diese Weise können sowohl die hohle Führung 4, als auch der Führungsstift 5, die Maßänderungen der Feder 100 während des Betriebs begleiten.
Die besondere Beschaffenheit der erfindungsgemäßen Feder ermöglicht es somit, die typischen Fehlausrichtungen der Federn mit herkömmlichem Profil in Grenzen zu halten, und somit vorteilhafterweise auf Dauer ein flüssigeres und konstanteres Ansprechverhalten zu erreichen.
Die Anordnung der Achsen X₁ und X₂ ermöglicht somit vorteilhafterweise, dass die Feder zum Teil durch die hohle Führung 4 und zum Teil durch die Innenführungen 5 und 7 geführt wird.
Das System weist somit den Vorteil auf, bei seiner Gleitbewegung entlang der Achse des Führungsstifts 5 besser gestützt und in Grenzen gehalten zu werden, mit dem Ergebnis, dass ein nutzbringenderer und fehlerfreier Betrieb erzielt werden kann.
Die vorliegende Erfindung wurde zum Zwecke der Erläuterung, jedoch nicht in einschränkender Weise beschrieben, und zwar entsprechend ihrer bevorzugten Ausführungsformen; es gilt, dass von Fachleuten Variationen und/oder Änderungen daran vorgenommen werden können, wobei der festgelegte Schutzbereich nicht verlassen wird.

Claims

Antrieb für ein Einstellsystem für die Öffnung eines Fahrzeugelements, wobei in dem Antrieb eine Feder (100) installiert ist, die ein erstes und ein zweites modulares Element (1) beinhaltet, jeweils umfassend zwei oder mehrere Windungen (2) um eine jeweilige Achse (X₁, X₂) und zwei einander gegenüberliegende Enden (11), wobei das erste und das zweite modulare Element (1) durch ein zwischen den zwei einander gegenüberliegenden Enden (11) angeordnetes Verbindungsstück (21) miteinander verbunden sind und die Achsen (X₁, X₂) zueinander parallel und voneinander beabstandet sind.
Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Windungen (2) der Feder (100) eine veränderliche Steigung aufweisen.
Antrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (100) drei oder mehrere modulare Elemente (1) beinhaltet.
Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er eine hohle zylinderförmige Führung (4) umfasst, die in ihrem Inneren einen ersten Durchmesser aufweist, dadurch, dass jedes modulare Element (1) der Feder (100) wenn es sich in seinem maximalen Ausdehnungszustand befindet, außen einen zweiten Durchmesser aufweist, und dadurch, dass der Abstand zwischen den Achsen (X₁, X₂) der modularen Elemente (1) gleich der Differenz zwischen dem ersten Durchmesser und dem zweiten Durchmesser minus einer Länge zwischen 0,05 und 0,4 mm ist.
Antrieb nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Achsen (X₁, X₂) mit einem Abstand gleich 0,1 mm voneinander beabstandet sind.