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Die Erfindung betrifft ein Federteil nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, ein Verfahren zur Herstellung eines Federteils nach Anspruch 8 und eine Antriebsvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 10.
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Aus der Praxis sind Antriebsvorrichtungen bekannt, welche zwischen zwei relativ zueinander bewegbaren Bauteilen, insbesondere einer verschwenkbaren Fahrzeugklappe und einer Fahrzeugkarosserie angeordnet sind, wobei die Antriebsvorrichtungen zur Vorspannung ein Federsystem aufweisen, welches die Antriebsbewegung oder die aktuelle Position der zu bewegenden Bauteile in einem Ruhezustand der Antriebsvorrichtung unterstützt. Bekannt sind hierbei vor allem Linearantriebe wie z.B. Spindelantriebe, welche meist ein erstes und ein zweites Gehäuseteil umfassen, welche teleskopartig zueinander verlagerbar sind und zwischen denen ein Federsystem mit zumindest einem ersten Federteil angeordnet ist. Zudem werden Federsysteme auch in Gasfedern oder in Federbeinen verwendet, welche auch eine passive Abstützung einer Fahrzeugklappe bereitstellen. Problematisch bei Antriebsvorrichtung oder auch Federbeinen ist es oft, dass das darin verbaute Federteil im Betrieb unerwünschte Anschlaggeräusche verursacht, wenn das Federteil unter der axialen Belastung radial in einer Richtung senkrecht zu einer Mittelachse des Federteils verbogen wird und hierdurch einzelne oder mehrere Federwindungen an einer Innenwand des Gehäuses anschlagen. Es ist zwar bekannt, dass durch Verwendung einer Feder mit gekrümmter Federachse eine Abstützung des Federteils innerhalb einer hohlzylindrischen Federführung erzielt werden kann, sodass ein Anschlagen der Federwindungen im Betrieb weitgehend unterbunden wird. Jedoch besteht wegen des ständigen Kontaktes der Federteilwindungen mit der Federführung gegebenenfalls weiterhin das Problem, dass das Federteil unter der Reibung mit der Federführung Geräusche verursachen kann, insbesondere aufgrund einer Stick-Slip Bewegung der Federwindungen gegenüber den Führungsflächen der Federführung.
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DE 10 2018 123 186 A1 zeigt eine Federstütze mit einem teleskopierbaren Gehäuse mit einem ersten Gehäuseteil und einem zweiten Gehäuseteil, wobei das erste Gehäuseteil gegenüber dem zweiten Gehäuseteil mittels eines zwischen dem ersten Gehäuseteil und dem zweiten Gehäuseteil angeordneten ersten Federteil vorgespannt ist. Um Anschlaggeräusche des ersten Federteils innerhalb des Gehäuses zu reduzieren, ist an einer Innenseite des ersten Gehäuseteils eine geräuschmindernde Beschichtung vorgesehen. Die geräuschmindernde Beschichtung ist als Beflockung und/oder als Lackschicht ausgebildet. Nachteilig ist die geräuschmindernde Beschichtung zur Vermeidung von Geräuschen relativ aufwendig auf der Innenseite des ersten Gehäuseteils oder auch des zweiten Gehäuseteils aufgebracht. Weiter nachteilig wird die Abriebfestigkeit oder auch Korrosionsbeständigkeit des Federteils selbst nicht wesentlich verbessert. Zudem können bei Berührung der Federwindungen mit den Führungsflächen des ersten Gehäuseteils bzw. des zweiten Gehäuseteils weiterhin störende Geräusche dadurch auftreten, dass die Federwindungen geräuschinduzierende Stick-Slip Bewegung aufgrund der nicht optimalen Reibungs- und Gleiteigenschaften ausführen.
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DE 10 2005 007 741 A1 zeigt eine Kolbenzylindereinheit mit einem als Schraubendruckfeder ausgebildeten Federteil, wobei die Schraubendruckfeder zumindest an ihrer radial nach innen gerichteten und dem Zylinder der Kolbenzylindereinheit zugewandten Oberfläche eine elastische Außenschicht aufweist. Die elastische Außenschicht ist als Beflockung ausgebildet und weist Textilfasern und eine Klebstoffschicht auf, wobei die Textilfasern in der Klebstoffschicht angeordnet sind. Nachteilig ist die Geräuschminderung, welche durch Anschlagen der Schraubendruckfeder gegen eine Führungsfläche des Kolbenzylinders entsteht über eine aufwändige Beflockung der Schraubendruckfeder realisiert, wobei auf Dauer keine ausreichende Abriebfestigkeit gegeben ist und weiter eine zusätzliche Stick-Slip Bewegung nicht ausreichend oder nur mit erheblichem Aufwand verhindert wird.
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Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Federteil für eine Antriebsvorrichtung anzugeben, welche langlebig ist und einen möglichst geräuscharmen Betrieb in einer Antriebsvorrichtung kostengünstig ermöglicht. Weiter ist es die Aufgabe der Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Federteils anzugeben. Schliesslich ist es die Aufgabe der Erfindung eine Antriebsvorrichtung mit einem Federteil anzugeben, welche geräuscharm und zudem kostengünstig ausgebildet ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Federteil gemäß Anspruch 1, ein Verfahren zur Herstellung eines Federteils gemäß Anspruch 8 und eine Antriebsvorrichtung gemäß Anspruch 10 gelöst.
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Nach einem Aspekt der Erfindung ist ein Federteil, insbesondere für eine Antriebsvorrichtung geschaffen, umfassend einen sich um eine Mittelachse erstreckenden Federkörper, wobei der Federkörper mehrere radial um eine Federachse verlaufende Federwindungen zumindest aus einem Grundmaterial umfasst, wobei das Grundmaterial zumindest von einer ersten Schutzschicht umgeben ist. Das erfindungsgemäße Federteil zeichnet sich dadurch aus, dass der Federkörper außen zumindest teilweise durch ein Schmiermittel bedeckt ist. Vorteilhaft wird durch die erste Schutzschicht zum einen verhindert, dass es zu einem Loch-Fraß des Grundmaterials durch Korrosion kommt, der einen Drahtbruch zur Folge hätte. Das Schmiermittel verhindert zum anderen vorteilhaft das Auftreten von Störgeräuschen durch ein Abgleiten der Federwindungen an Federführungselementen oder Federführungsbauteilen in einer Antriebsvorrichtung. Das Schmiermittel stellt dabei die Spanne zwischen Haft- und Gleitreibung unter Berücksichtigung der sich kontaktierenden Werkstoffe so ein, dass ein Stick-Slip-Effekt vermieden wird.
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Bevorzugt ist das Grundmaterial als Metall oder Metalllegierung ausgebildet. Besonders bevorzugt ist das Grundmaterial als legierter hochfester Stahldraht ausgebildet. In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Grundmaterial als Chrom-Silizium-Vanadium-legierter Federstahldraht ausgebildet. Vorteilhaft ist das Grundmaterial und damit der das Grundmaterial umfassende Federkörper gut für statische und leicht dynamische Beanspruchungen geeignet.
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Besonders bevorzugt ist die erste Schutzschicht in einem von Tauchschleuderverfahren, Spritzverfahren, Sprühverfahren und Tauchziehverfahren auf das Grundmaterial aufgetragen. In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist die erste Schutzschicht als Zinklamellenbeschichtung ausgebildet. Die Zinklamellenbeschichtung ist bevorzugt im Spritz- oder Sprühverfahren auf das Grundmaterial aufgetragen. In einer alternativen Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die erste Schutzschicht als flexible Lackschicht ausgebildet ist. Bevorzugt ist die flexible Lackschicht im Spritz- oder Sprühverfahren auf das Grundmaterial aufgetragen.
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In einer weiteren alternativen Ausgestaltung ist die erste Schutzschicht als lösungsmittelbasierte Klebstoffschicht ausgebildet. Bevorzugt ist der für die Klebstoffschicht verwendete Klebstoff als 2-Komponentenklebstoff mit einer Basiskomponente und einem Härter ausgebildet. Besonders bevorzugt ist der Klebstoff als lösungsmittelbasierter Polyurethan-Kleber ausgebildet. In einer zweckmäßigen Weiterbildung sind in der Klebstoffschicht Flockfasern eingebettet, wobei die Flockfasern aus einer Außenseite der Klebstoffschicht radial herausragen. Bevorzugt sind die Flockfasern in Richtung der Längserstreckung der Federwindungen oder in Richtung der Längsachse des Federkörpers orientiert an der Klebstoffschicht angeordnet. Bevorzugt werden die Flockfasern durch elektrostatische Beflockung auf die Klebstoffschicht aufgetragen. Vorteilhaft können die Flockfasern die Gleiteigenschaften und die Abriebbeständigkeit des Federkörpers verbessern, wobei aufgrund der außen auf die Flockfasern aufgetragene Schmiermittelschicht zudem vorteilhaft die Lebensdauer der Flockfasern selbst verlängert wird, da diese weniger durch fortwährende Reibung an den Führungsflächen beschädigt bzw. abgetragen werden. Vorteilhaft wird das Grundmaterial bzw. der Federkörper im Dauerlauf so geschützt, dass keine Korrosion auftritt, welche zu einem Drahtbruch führen kann.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung ist das Grundmaterial von einer zweiten Schutzschicht umgeben. Bevorzugt ist die zweite Schutzschicht über der ersten Schutzschicht angeordnet. Besonders bevorzugt ist die zweite Schutzschicht in einem von Tauchschleuderverfahren, Spritzverfahren, Spritz-Sinter-Verfahren, Sprühverfahren und Tauchziehverfahren auf die erste Schutzschicht aufgetragen. In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist die zweite Schutzschicht als Gleitlackschicht ausgebildet. Die Gleitlackschicht enthält vorteilhaft einen Festschmierstoff ausgewählt aus einer Gruppe, umfassend Polytetrafluoroethylene (PTFE), Molybdenum Disulfide (MoS2), Bornitrid, Graphit oder eine Kombination aus verschiedenen Festschmierstoffen. In einer alternativen Ausgestaltung ist die zweite Schutzschicht als organische, lösungsmittelbasierte Hochtemperaturbeschichtung ausgebildet. Besonders bevorzugt ist die zweite Schutzschicht als PTFE-Beschichtung ausgebildet. Die PTFE-Beschichtung ist vorteilhaft in einem Spritz-Sinter-Verfahren aufgetragen, wobei zunächst PTFE aufgespritzt und anschließend gesintert wird. Alternativ hierzu ist die PTFE Beschichtung in einem elektrostatischen Pulverbeschichtungsverfahren hergestellt, wobei hierzu vorteilhaft kein Lösungsmittel benötigt wird.
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In einer weiteren hierzu alternativen Ausgestaltung ist die zweite Schutzschicht als lösungsmittelbasierte Klebstoffschicht ausgebildet. Bevorzugt ist der für die Klebstoffschicht verwendete Klebstoff als Zweikomponentenklebstoff ausgebildet. Besonders bevorzugt ist der Klebstoff als lösungsmittelbasierter Polyurethan-Kleber ausgebildet. In einer zweckmäßigen Weiterbildung sind in der Klebstoffschicht Flockfasern eingebettet, wobei die Flockfasern aus einer Außenseite der Klebstoffschicht radial herausragen. Bevorzugt sind die Flockfasern in Richtung der Längserstreckung der Federwindungen oder in Richtung der Längsachse des Federkörpers orientiert an der Klebstoffschicht angeordnet. Bevorzugt werden die Flockfasern durch elektrostatische Beflockung auf die Klebstoffschicht aufgetragen.
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In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die erste Schutzschicht als Zinklamellenbeschichtung und die auf der ersten Schutzschicht angeordnete zweite Schutzschicht als Gleitlackschicht ausgebildet. In einer alternativ hierzu vorgesehenen Ausgestaltung ist die erste Schutzschicht als flexible Lackschicht und die auf der ersten Schutzschicht angeordnete zweite Schutzschicht als Gleitlackschicht ausgebildet. In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die erste Schutzschicht als Zinklamellenbeschichtung und die auf der ersten Schutzschicht angeordnete zweite Schutzschicht als lösungsmittelbasierte Klebstoffschicht mit einem lösungsmittelbasierten Polyurethan Kleber ausgebildet ist.
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In einer zweckmäßigen Ausgestaltung ist das Schmiermittel als silikonbasierter Schmierstoff ausgebildet. Vorteilhaft weist der Schmierstoff eine geringere Dichte auf als andere Schmierstoffe, wobei zudem die benötigte Schmierstoffmenge deutlich verringert, vorzugsweise halbiert wird. Besonders bevorzugt ist der Schmierstoff als Silikonfett ausgebildet. Vorteilhaft weist das Silikonfett geräuschdämpfende Eigenschaften aufgrund seiner hohen Grundölviskosität und zudem geringere Losbrechmomente bei niedrigen Temperaturen und eine zuverlässige Funktion auch bei hohen Temperaturen aufgrund eines weiten Gebrauchstemperaturbereichs auf. Zweckmäßig umfasst der silikonbasierte Schmierstoff eine Feststoffzusatz. Besonders bevorzugt ist der Feststoffzusatz als PTFE ausgebildet. Vorteilhaft werden durch den Zusatz von PTFE niedrige Reibwerte und gute Notlaufeigenschaften im Grenzreibungsbereich erzielt. Entsprechend vorteilhaft ist das Federteil lange und zuverlässig einsetzbar.
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Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Federteils geschaffen, insbesondere eines Federteils wie vorstehend beschrieben, umfassend die folgenden Verfahrensschritte: In einem ersten Verfahrensschritt wird ein Federkörper mit mehreren Federwindungen aus einem Grundmaterial bereitgestellt. In einem zweiten Verfahrensschritt wird auf das Grundmaterial eine erste Schutzschicht aufgetragen. In einem dritten Verfahrensschritt wird auf den beschichtete Federkörper außen zumindest teilweise ein Schmiermittel aufgetragen. Vorteilhaft wird durch das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren ein Federteil geschaffen, welches aufgrund der ersten Schutzschicht korrosionsbeständig und zudem aufgrund des an dem Federkörper außen vorhandenen Schmiermittels verbesserte Gleiteigenschaften gegenüber Führungsflächen innerhalb einer Antriebsvorrichtung, in der das Federteil eingebaut ist aufweist, so dass unerwünschte Geräuschentwicklungen unterbunden werden.
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In einer zweckmäßigen Weiterbildung wird in dem zweiten Verfahrensschritt auf die zuvor aufgetragene erste Schutzschicht eine zweite Schutzschicht aufgetragen. Vorteilhaft kann durch die so entstandene mehrlagige Schutzschicht zum einen eine verbesserte Haftung der ersten Schutzschicht mit dem Grundmaterial auf der einen Seite und zudem durch die zweite Schutzschicht eine verbesserten Auftragung des Schmiermittels auf der anderen Seite und/oder die Verbesserung des Korrosionsschutzes erzielt werden.
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Bevorzugt wird in dem zweiten Verfahrensschritt die erste Schutzschicht in einem Sprühverfahren auf das Grundmaterial aufgetragen. Das Sprühverfahren kann dabei vorteilhaft als elektrostatisches Sprühverfahren ausgebildet sein, wobei das auf das Grundmaterial aufzutragende Beschichtungsmaterial als geladene Tröpfchen auf das geerdete Grundmaterial aufgetragen wird und so die erste Schutzschicht hergestellt wird. Vorteilhaft erfolgt die Auftragung sehr materialsparend. Besonders bevorzugt wird hierzu kathodischer Tauchlack verwendet. Alternativ hierzu wird die erste Schutzschicht in einem Tauchschleuderverfahren auf das Grundmaterial aufgetragen.
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Weiter bevorzugt wird in dem zweiten Verfahrenschritt die zweite Schutzschicht in einem Sprühverfahren auf die erste Schutzschicht aufgetragen. Alternativ hierzu wird die zweite Schutzschicht in einem Tauchschleuderverfahren auf das Grundmaterial aufgetragen.
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Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung ist eine Antriebsvorrichtung, insbesondere zum Antrieb einer Fahrzeugklappe, geschaffen, umfassend ein Gehäuse, umfassend ein erstes Gehäuseteil und ein zweites Gehäuseteil, wobei das erste Gehäuseteil gegenüber dem zweiten Gehäuseteil entlang einer Längsachse des Gehäuses verlagerbar ist. Weiter umfasst die Antriebsvorrichtung ein Federsystem mit zumindest einem ersten Federteil, umfassend einen ersten Federabschnitt mit mehreren Federwindungen, wobei die Federwindungen jeweils radial um eine Federachse verlaufen. Das erste Federteil spannt das erste Gehäuseteil und das zweite Gehäuseteil gegeneinander parallel zu der Längsachse des Gehäuses vor. Die erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass das Federteil wie vorstehend beschrieben ausgebildet ist. Vorteilhaft kann das erste Federteil über Führungsflächen innerhalb des Gehäuses gegen ein Abknicken gesichert sein und zudem werden durch Abgleiten der Federwindungen an den Führungsflächen verursachte störende Geräusche vorteilhaft vermieden.
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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 bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert.
- 1 zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines Federteils im unbelasteten Zustand in einer Seitenansicht.
- 2 zeigt einen Querschnitt durch eine Federwindung des Federteils aus 1.
- 3 zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung in einer teilweise aufgeschnittenen Seitenansicht.
- 4 zeigt das Federteil 1 aus 1 bzw. 3 in einer schematischen Frontalansicht.
- 1 zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Federteils 1 im ausgebauten bzw. unbelasteten Zustand in einer Seitenansicht.
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Das Federteil 1 ist in dieser Darstellung aus Übersichtsgründen nicht vollständig in ganzer Länge gezeigt.
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Das Federteil 1 weist einen Federkörper 2 auf, welcher um eine Mittelachse M des ersten Federteils 1 verlaufend längserstreckt ist. Der Federkörper 2 weist mehrere Federwindungen 3 auf, welche jeweils konzentrisch um eine Federachse F verlaufen. Die Federachse F ist gekrümmt ausgebildet und verläuft Helix-förmig um die Mittelachse M herum. Hierdurch werden die Federwindungen 3 gegenüber der Mittelachse M versetzt angeordnet, sodass die Federwindungen 3 jeweils einen maximalen radialen Abstand und einen minimalen radialen Abstand zu der Mittelachse M aufweisen. Vorteilhaft kann sich das Federteil 1 bzw. der Federkörper 2 entlang einer Helix-förmigen Linie zumindest abschnittsweise gegen Führungsbauteile einer Antriebsvorrichtung abstützen und so einem Ausknicken und dem damit verbundenen Anschlagen gegen die Führungsbauteile entgegenwirken, wie weiter unten noch genauer erläutert.
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2 zeigt einen Querschnitt durch eine Federwindung 3 des Federteils 1 aus 1. In dieser Ansicht ist zu erkennen, dass die Federwindungen 3 bzw. der in 1 gezeigte Federkörper 2 aus einem Grundmaterial 4 besteht, welches den Kern der Federwindungen 3 bildet. Das Grundmaterial 4 ist als Chrom-Silizium-Vanadium-legierter Federstahldraht ausgebildet. Das Grundmaterial 4 ist radial von einer ersten Schutzschicht 5a als Base Coat und einer auf der ersten Schutzschicht aufgebrachten zweiten Schutzschicht 5b als Top Coat umgeben, welche insbesondere die Korrosion des Grundmaterials 4 verhindern sollen. Die erste Schutzschicht 5a ist als Zinklamellenbeschichtung ausgebildet, welche durch ein Sprühverfahren auf das Grundmaterial 4 aufgetragen wurde. Die zweite Schutzschicht 5b ist als Gleitlackschicht ausgebildet, welche ebenfalls im Sprühverfahren aufgetragen wurde. Die zweite Schutzschicht 5b wiederum ist von einer Schicht Schmiermittel 6 umgeben, welche für verbesserte Gleiteigenschaften der Federwindungen 3 gegenüber Führungsbauteilen in einer Antriebsvorrichtung sorgt. Das Schmiermittel 6 ist als Silikonfett mit PTFE als Feststoffzusatz ausgebildet und ist somit vorteilhaft besonders kostengünstig und gleichzeitig dauerhaft effektiv gegen Geräuschentwicklung ausgebildet.
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3 zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung 21 in einer teilweise aufgeschnittenen Seitenansicht. Die Antriebsvorrichtung 21 umfasst ein entlang einer Längsachse L erstrecktes Gehäuse 22, welches aus einem ersten Gehäuseteil 23 und einem zweiten Gehäuseteil 24 besteht. Sowohl das erste Gehäuseteil 23 als auch das zweite Gehäuseteil 24 sind als halboffene Hohlzylinder ausgebildet, wobei das geschlossene Ende des ersten Gehäuseteils 23 ein erstes Gehäuseende 25 und das geschlossene Ende des zweiten Gehäuseteils 24 ein zweites Gehäuseende 26 bildet.
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Das erste Gehäuseteil 23 weist einen größeren Außen- bzw. Innendurchmesser als das zweite Gehäuseteil 24 auf, wobei das zweite Gehäuseteil 24 in das erste Gehäuseteil 23 eingeschoben ist, sodass das erste Gehäuseteil 23 und das zweite Gehäuseteil 24 relativ zueinander parallel zu der Längsachse L des Gehäuses 22 verschiebbar sind. Dadurch, dass ein Innendurchmesser des ersten Gehäuseteils 23 in etwa dem Außendurchmesser des zweiten Gehäuseteils 24 entspricht, bildet das erste Gehäuseteil 23 eine Führung für das zweite Gehäuseteil 24, sodass keine oder nur eine geringe Verschiebung des ersten Gehäuseteils 23 und des zweiten Gehäuseteils 24 in radialer Richtung relativ zur Längsachse L während einer axialen Verschiebung der Gehäuseteile 23, 24 zueinander auftritt.
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Durch die oben beschriebene Anordnung der beiden Gehäuseteile 23, 24 wird so das insgesamt geschlossene Gehäuse 22 gebildet, wobei das Gehäuse 22 einen Bauraum 27 umschließt, welcher zwischen dem ersten Gehäuseende 25 und dem zweiten Gehäuseende 26 angeordnet ist. Das Volumen des Bauraum 27 ist entsprechend variabel, da das erste Gehäuseende 25 und das zweite Gehäuseende 26 relativ zueinander parallel zur Längsachse L verlagerbar sind.
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An dem ersten Gehäuseende 25 ist eine erste Befestigungsvorrichtung 28 und an dem zweiten Gehäuseende 26 eine zweite Befestigungsvorrichtung 29 angeordnet, wobei die erste Befestigungsvorrichtung 28 und die zweite Befestigungsvorrichtung 29 jeweils als Kugelpfannen ausgebildet sind. Vorteilhaft kann so die Antriebsvorrichtung 21 gelenkig mit einer Fahrzeugkarosserie bzw. einer Fahrzeugklappe verbunden werden, sodass die Fahrzeugklappe, angetrieben durch die Antriebsvorrichtung 21, zwischen einer geöffneten und einer geschlossenen Position automatisch bewegt werden kann, indem das erste Gehäuseteil 23 gegenüber dem zweiten Gehäuseteil 24 parallel zur Längsachse L verlagert wird.
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In dem Bauraum 27 bzw. in dem Gehäuse 22 ist zwischen dem ersten Gehäuseende 25 und den zweiten Gehäuseende 26 ein Spindelantrieb 30 angeordnet, welcher einen Motor 31, ein erstes Führungsrohr 32 und ein zweites Führungsrohr 33 umfasst. Das erste Führungsrohr 32 und das zweite Führungsrohr 33 sind jeweils als Hohlzylinder ausgebildet, wobei das erste Führungsrohr 32 einen größeren Außendurchmesser als das zweite Führungsrohr 33 aufweist.
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Das zweite Führungsrohr 33 kann so teleskopartig gegenüber dem ersten Führungsrohr 32 parallel zu der Längsachse L des Gehäuses 22 verschoben werden, wobei die Länge des herausragenden Teils des zweiten Führungsrohres 33 in einem eingefahrenen Zustand der Antriebsvorrichtung 21, in dem ein Abstand zwischen dem ersten Gehäuseende 25 und dem zweiten Gehäuseende 26 minimal ist, kleiner ist als in einem ausgefahrenen Zustand der Antriebsvorrichtung 21, in dem der Abstand zwischen dem ersten Gehäuseende 25 und dem zweiten Gehäuseende 26 maximal ist.
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Das erste hohlzylindrische Führungsrohr 32 umgibt eine mit dem Motor 31 gekoppelte (hier nicht sichtbare) Spindelstange, welche ein Außengewinde aufweist. In dem zweiten Führungsrohr 33 ist eine (hier ebenfalls nicht sichtbare) Spindelmutter orts- und drehfest angeordnet, wobei die Spindelmutter ein Innengewinde aufweist, welches mit dem Außengewinde der Spindelstange kämmt. Durch den Motor 31 wird die Spindelstange gedreht, so dass das mit der Spindelmutter verbundene zweite Führungsrohr 33 aus dem ersten Führungsrohr 32 ausgefahren bzw. bei entsprechender Umkehrung der Motorantriebsrichtung eingefahren werden kann. Da das erste Gehäuseteil 23 mit dem ersten Führungsrohr 32 und das zweite Gehäuseteil 24 mit dem zweiten Führungsrohr 33 verbunden ist, wird so das zweite Gehäuseteil 24 aus dem ersten Gehäuseteil 23 ausgefahren bzw. bei entsprechender Umkehrung der Motorantriebsrichtung eingefahren.
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Weiter umfasst die Antriebsvorrichtung 21 ein in dem Bauraum 27 bzw. dem Gehäuse 22 angeordnetes Federsystem 34, welches in dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel das erfindungsgemäße erstes Federteil 1 umfasst. Ein erstes Ende 1 a des Federteils 1 liegt an dem Motor 31 des Spindelantriebes 30 und ein zweites Ende 1b des Federteils 1 liegt an dem zweiten Gehäuseende 26 an. Hierdurch spannt das Federteil 1 das erste Gehäuseteil 23 und das zweite Gehäuseteil 24 gegeneinander in Richtung auf den ausgefahrenen Zustand der Antriebsvorrichtung 21 vor, d.h. in den Zustand, in dem der Abstand zwischen dem ersten Gehäuseende 25 und den zweiten Gehäuseende 26 maximal ist.
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Jede der Federwindungen 3 des Federteils 1 umläuft konzentrisch die Federachse F konzentrisch. Dabei verläuft die Federachse F wiederum Helix-förmig um die Längsachse L des Gehäuses 22 herum. Der jeweils senkrecht zur Längsachse L gegebene Abstand der Federachse F zu der Längsachse L ist in dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel konstant. Vorteilhaft ergibt sich hieraus als Konsequenz, dass alle Federwindungen 3 exzentrisch zu der Langsachse L angeordnet sind und somit jede Federwindung 3 einen äußeren Windungsabschnitt 3a aufweist mit einem maximalen Abstand zu der Längsachse L und einen inneren Windungsabschnitt 3b mit einem minimalen Abstand zu der Längsachse L.
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Weiter ergibt sich als Konsequenz daraus, dass die Windungen 3 exzentrisch zur Längsachse L angeordnet sind bzw. die Federachse F die Längsachse L Helix-förmig umläuft, dass der äußere Windungsabschnitt 3a mit einem maximalen radialen Abstand zu der Längsachse L mit einer Innenseite 24a des zweiten Gehäuseteils 24 in Kontakt steht. Vorteilhaft fungiert so das zweite Gehäuseteil 24 als Führung oder radiale Stütze für das Federteil 1. Bei dem hier betrachteten bevorzugten Ausführungsbeispiel werden aufgrund des Helix-förmigen Verlaufs der Federachse F um die Längsachse L alle Federwindungen 3, welche innerhalb des zweiten Gehäuseteils 24 angeordnet sind, durch die Innenseite 24a des zweiten Gehäuseteils 24 an einem Berührungspunkt abgestützt.
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Als weitere Konsequenz aus der exzentrischen Anordnung der Windungen 3 relativ zur Längsachse L bzw. aus dem Umstand, dass die Federachse F Helix-förmig die Längsachse L umläuft, ergibt sich, dass der innere Windungsabschnitt 3b mit einem minimalen radialen Abstand zu der Längsachse L mit einer Außenseite 32a des ersten Führungsrohres 32 des Spindelantriebes 30 in Kontakt steht. Vorteilhaft fungiert so das erste Führungsrohr 32 des Spindelantriebes als radiale Stütze für die diese umgebenden Federwindungen 3. Das zweite Führungsrohr 33 kann grundlegend als zweiter Führungsabschnitt für ein zweites Federteil genutzt werden, wobei das zweite Federteil Federwindungen mit kleinerem Durchmesser aufweisen würde.
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Bei dem hier betrachteten bevorzugten Ausführungsbeispiel werden aufgrund des Helix-förmigen Verlaufs der Federachse F um die Längsachse L alle Windungen 3, welche das erste Führungsrohr 32 des Spindelantriebes 30 umlaufen, durch die Außenseite 32a des ersten Führungsrohres 32 an zumindest einem Berührungspunkt abgestützt. Da das Federteil 1 außen Schmiermittel aufweist, werden vorteilhaft geräuschinduzierende Stick-Slip-Bewegungen vermieden.
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4 zeigt das Federteil 1 aus 1 in einer schematischen Frontalansicht. Diese Ansicht zeigt das Federteil 1 aus einer Sicht in Richtung der Federachse F. Wie hier zu erkennen, wird durch den Helix-förmig gekrümmten Verlauf der Federachse F ein minimaler innerer Radius RMin (gestrichelt dargestellt) und ein maximaler äußerer Radius RMax (gestrichelt dargestellt) der Windungen 3 sichtbar. Die Abschnitte 3a der Windungen 3, welche einen maximalen äußeren Radius oder einen maximalen radialen Abstand zu der Mittelachse M des Federteils 1 aufweisen, eignen sich beispielsweise, wie in 3 gezeigt, an einer Innenwand eines Gehäuses einer Antriebsvorrichtung anzuliegen. Die inneren Abschnitte 3b der Windungen 3, welche einen minimalen äußeren Radius RMin oder einen minimalen radialen Abstand zu der Mittelachse M des Federteils 1 aufweisen, eignen sich, wie in 3 gezeigt, an einer Außenseite einer Führungsanordnung oder anderen Bauteilen innerhalb eines Gehäuses einer Antriebsvorrichtung anzuliegen.
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Das Federteil 1 kann so in einen gegebenen Bauraum eines Gehäuses eingesetzt werden, wobei die Führung des Federteils dadurch gewährleistet ist, dass der Innen- bzw. Außenradius des Federteils durch den Helix-förmigen Verlauf der Federachse F variabel ist. Hierdurch wird vorteilhaft eine Verbiegung des Federteils während des Betriebes minimiert und so ungewünschte Anschlaggeräusche vermieden. Aufgrund der Beschichtung des Federteils 1 bzw. des Grundmaterials 4 des Federkörpers 2 mit der als Lackschicht ausgebildeten Schutzschicht 5 in Kombination mit dem Schmiermittel 6 wird darüber hinaus eine Korrosionsbeständigkeit des Federteils geschaffen und zudem ruckartiges Abgleiten der Federwindungen 3 an den Führungsflächen in der Antriebsvorrichtung 21 zur Vermeidung von Störgeräuschen vorteilhaft unterbunden.
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Vorstehend wurde ein erfindungsgemäßes Federteil anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert, bei dem die Federachse F Helix-förmig ausgebildet ist. Es versteht sich, dass die Federachse auch andere Verläufe aufweisen kann, soweit hierdurch eine Berührung der Federwindungen mit Führungsbauteilen der Antriebsvorrichtung und damit eine vorteilhafte Führung des Federteils bewirkt wird, welche ein geräuschinduzierendes Anschlagen der Federwindungen vermeidet. Beispielsweise kann die Federachse in einer Ebene sinusförmig verlaufen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102018123186 A1 [0003]
- DE 102005007741 A1 [0004]
