1.本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的用于使机动车辆的封闭元件运动的驱动装置。


背景技术：

2.根据矛盾设计的主轴驱动器(配备有螺旋压缩弹簧的张力负载主轴驱动器)往往会在弹簧的引导系统中产生噪音。当使用具有较高弹簧力的弹簧时，这种效应会放大。此外部，这种效应取决于磨损。
3.主轴驱动器的矛盾设计例如从专利公开de 10 2017 117 993 a1、de 10 2018 121 033 a1、de 10 2012 100 220 a1、ep 2 199 513 a1和wo 2019/007583 a1中已知,其特征如下：
4.主轴驱动器承受拉伸载荷。该设计包括使用螺旋压缩弹簧，其中弹簧力作用的方向使用两个耦合元件反转。外部耦合元件称为弹簧壳管或外管并且具有作为终端的引导衬套，该引导衬套直接连接到弹簧壳管。引导衬套用于将弹簧力传至弹簧壳管。
5.内部耦合元件称为弹簧引导件或内部引导元件并且完全穿过螺旋压缩弹簧并且将弹簧力间接地传到用于将主轴驱动器连接到机动车辆主体的球座。
6.根据主轴驱动器的设计，螺旋压缩弹簧完全且仅由内部弹簧引导件或由内部弹簧引导件和弹簧壳管引导(de 10 2012 221 645 a1)。
7.与带有张力弹簧的主轴驱动器(其与主轴驱动器一样，承受拉伸载荷)的系统相比，矛盾主轴驱动器可以制造为具有更小的外部直径和更轻的重量。然而，为此必须接受主轴驱动器的更大的总长度。
8.测试结果表明，矛盾系统容易受到弹簧引导系统中产生的噪音的影响。随着弹簧力的增大，这种影响会放大。
9.即使借助惯常的优化尝试(不同的润滑脂或引导件的不同表面结构)，噪音也无法消除。


技术实现要素：

10.本发明的目的是提供一种用于使机动车辆的封闭元件运动的成本有效的驱动装置，该驱动装置与根据矛盾设计的已知的主轴驱动器相比工作更安静且磨损更少。
11.本发明提供一种根据权利要求1的驱动装置，解决了所述技术问题。有利实施例是从属权利要求的主题。
12.本发明涉及一种用于使机动车辆、特别是客车的封闭元件、特别是门或行李舱盖板相对于机动车辆的主体运动的驱动装置。
13.所述驱动装置包括具有纵向轴线的外管，用于连接至主体或封闭元件，以及至少部分地布置在所述外管中的内部元件，用于连接到主体和封闭元件中的另一元件。例如，可以通过连接到外管和内部元件中的每一个的球座来实现连接，球座连接到与主体和封闭元
件上的球座互补的球头销。
14.外管和/或内部元件的形状可以为基本上圆柱形的。内部元件可以为空心的或填充的。内部元件优选地与纵向轴线同轴地布置。
15.驱动装置包括相对于纵向轴线径向布置在内部元件和外管之间的螺旋压缩弹簧，以及相对于纵向轴线径向布置在内部元件和螺旋压缩弹簧之间的内部引导元件并轴向固定到内部元件，用于对螺旋压缩弹簧的内部引导端部沿纵向轴线进行内部引导。
16.如果部件至少被固定以防止沿纵向轴线相对于彼此轴向位移，则两个部件彼此“轴向固定”。无论如何，部件可以围绕纵向轴线相对于彼此旋转。
17.内部元件沿纵向轴线能够伸缩地延伸出外管。通过内部元件相对于外管的这种位移，驱动装置能够驱动封闭元件相对于主体的运动。
18.螺旋压缩弹簧夹在内部元件和外管之间，以此方式使得当内部元件被拉出外管时，螺旋压缩弹簧克服螺旋压缩弹簧的弹簧张力被压缩。
19.如果驱动装置连接到主体和封闭元件，以此方式使得在封闭元件的闭合运动期间将内部元件拉出外管，则螺旋压缩弹簧的弹簧张力因此驱动封闭元件打开运动或对其进行支撑，例如克服封闭元件的重量。
20.驱动装置可以包括机电驱动单元，用于使内部元件沿纵向轴线相对于外管位移。驱动单元可以包括尤其是电动机和由其驱动的螺纹主轴。在这种情况下，驱动装置为根据上述矛盾设计的主轴驱动器。
21.驱动装置包括外部引导元件，该外部引导元件相对于纵向轴线径向布置在外管和螺旋压缩弹簧之间并且轴向固定到外管，用于螺旋压缩弹簧的外部引导端部沿纵向轴线的与内部引导端部沿纵向轴线相反的外部引导。
22.术语“端”和“端部”是指部件沿纵向轴线的端部。
23.螺旋压缩弹簧的外部引导端部优选地沿纵向轴线支撑在外管上，特别是经由外部引导元件。螺旋压缩弹簧的内部引导端部优选地沿纵向轴线支撑在内部元件上，特别是经由内部引导元件。
24.如果螺旋压缩弹簧的端部由外管和/或内部元件上的导向元件支撑，则由此产生的优点是，引导元件可以通过螺旋压缩弹簧的弹簧力轴向固定到外管和/或内部元件。
25.在内部元件相对于外管的至少一种运动状态下，螺旋压缩弹簧的外部引导端部仅由外部引导元件引导，且在所述至少一种运动状态下，螺旋压缩弹簧的内部引导端部仅由内部引导元件引导。特别地，在所述至少一种运动状态下，外部引导端部不是由内部引导元件引导，且内部引导端部不是由外部引导元件引导。
26.由于螺旋压缩弹簧的外部引导端部由外部引导元件支撑，当内部元件相对于外管移动时，螺旋压缩弹簧相对于外部引导元件的相对速度从外部引导端部至螺旋压缩弹簧的内部引导端部增大。因此，螺旋压缩弹簧和外部引导元件之间的最低相对速度在螺旋压缩弹簧的外部引导端部处。
27.因此，当内部元件相对于外管移动时，螺旋压缩弹簧相对于内部引导元件的相对速度从内部引导端部至螺旋压缩弹簧的外部引导端部增大，因为内部引导端部由内部引导元件支撑。因此，螺旋压缩弹簧和内部引导元件之间的最低相对速度为在螺旋压缩弹簧的内部引导端部处。
28.螺旋压缩弹簧的外部引导端部仅由外部引导元件引导，且螺旋压缩弹簧的内部引导端部仅由内部引导元件引导，与两个端部均由外部引导元件引导和/或两个端部均由内部引导元件引导相比，这一事实实现了螺旋压缩弹簧的端部和引导元件之间的较低的相对速度。
29.与先前已知的驱动系统相比，螺旋压缩弹簧的端部和引导元件之间的相对速度降低使摩擦功率降低，从而使噪音产生和磨损降低。
30.因为从螺旋压缩弹簧传递到引导元件的横向力与作用在螺旋压缩弹簧上的轴向力成比例，所以根据本发明降低的摩擦功率对于必须施加高轴向力(例如驱动豪华汽车的沉重尾门)的驱动装置是特别有利的。
31.驱动装置的降低的摩擦功率还可以具有这样的效果，即通过适当的材料选择和引导元件的设计，可以减少或者甚至完全免除螺旋压缩弹簧和引导元件的接触面用油脂或油进行的润滑。
32.结果，油或油脂从驱动装置泄漏就不太可能发生或者甚至完全排除。因此，最小化了对环境或驱动装置的用户造成污染的风险。
33.与现有技术相比，螺旋压缩弹簧周围的元件(外部引导元件和外管)彼此独立地实现它们的功能。现有技术中惯用的要么是塑料套筒，它既实现对螺旋压缩弹簧的引导任务，又实现对驱动装置的支撑任务，要么是钢管，它要么仅实现支撑任务，要么实现引导和支撑任务。
34.由于根据本发明分成外管和外部引导元件，外管和外部引导元件可以针对不同的任务彼此独立地优化。例如，外管可以设计为具有高机械稳定性以用于支撑任务。外部引导元件可以设计为与螺旋压缩弹簧的摩擦系数低，以用于引导任务。
35.分成外管和外部引导元件对于必须施加高的力的驱动装置是特别有利的，因为用单一材料以合理的成本不能实现足够的机械稳定性和足够低的摩擦系数。
36.然而，额外的部件会导致额外的成本，例如用于零件生产、注塑工具、储存和物流。当在机动车辆中使用驱动装置时，利用额外的部件的另一个困难是部件相互碰撞的额外风险，例如在鹅卵石或崎岖路面上行驶时，由于在部件之间产生了新的接触点。
37.在内部元件相对于外管的任何运动状态下，螺旋压缩弹簧的外部引导端部优选地仅由外部引导元件引导。尤其是，外部引导端部在任何运动状态下都不由内部引导元件引导。
38.在内部元件相对于外管的任何运动状态下，螺旋压缩弹簧的内部引导端部优选地仅由内部引导元件引导。特别地，在任何运动状态下，内部引导端部都不由外部引导元件引导。
39.外部引导元件和/或内部引导元件沿纵向轴线的引导元件长度优选地分别为，在内部元件沿纵向轴线最大程度地缩回到外管中的状态下，螺旋压缩弹簧沿纵向轴线的弹簧长度的30％至80％，优选地为50％至70％，更优选地为50％或60％。
40.在内部元件沿纵向轴线最大程度地缩回外管中的状态下，螺旋压缩弹簧的外部引导端部和/或内部引导端部沿纵向轴线的部分长度优选地为螺旋压缩弹簧沿纵向轴线的弹簧长度的30％至70％，优选地为40％至60％，更优选地为50％。
41.在内部元件的最大缩回状态下，螺旋压缩弹簧沿纵向轴线承受的压力载荷比内部
元件进一步延伸出外管的状态下更低。特别地，在内部元件的最大缩回状态下，螺旋压缩弹簧可以基本上没有沿纵向轴线的拉伸或压缩载荷，使得螺旋压缩弹簧的长度在该状态下对应于螺旋压缩弹簧的静止长度。
42.试验表明，引导元件长度和部分长度的上述值使得螺旋压缩弹簧和引导元件之间摩擦功率的特别强烈地降低。
43.两个引导元件优选地设计为，使得在内部元件的最大缩回状态下，螺旋压缩弹簧的大部分仅在一侧(内侧或外侧)被引导。
44.已经发现，螺旋压缩弹簧和引导元件之间的最高载荷出现在弹簧两端处。一侧的弹簧引导降低了弹簧端部和相应的引导元件之间的相对速度。这为弹簧的激励行为带来了优势，从而降低了噪音，并减少了驱动装置的磨损。
45.因此，两个引导元件优选地设计成，当内部元件最大程度地从外管伸出时，使得弹簧端部即使在螺旋压缩弹簧的完全压缩状态下也仅从一侧(内侧或外侧)被引导。
46.在内部元件相对于外管的至少一种运动状态下，优选地在任何运动状态下，内部元件优选地与螺旋压缩弹簧的外部引导端部径向地相对于纵向轴线隔开一内部距离。
47.在内部元件相对于外管的至少一种运动状态下，优选地在任何运动状态下，外管优选地与螺旋压缩弹簧的内部引导端部径向地相对于纵向轴线隔开一外部距离。
48.内部距离和/或外部距离确保螺旋压缩弹簧的端部不会与内部元件和/或外管接触，接触会导致摩擦增大、磨损增大和噪音增大。
49.在内部元件相对于外管的至少一种运动状态下，优选地在任何运动状态下，螺旋压缩弹簧的外部引导端部优选地相对于纵向轴线径向地具有与外部引导元件的外部引导间隙。
50.外部引导元件的内直径优选地选择为，使得即使在最不利的位置也存在小的外部引导间隙，特别是当螺旋压缩弹簧由于内部元件从外管最大程度地延伸而最大程度地压缩时，导致螺旋压缩弹簧的外直径略微膨胀。
51.在内部元件相对于外管的至少一种运动状态下，优选地在任何运动状态下，螺旋压缩弹簧的内部引导端部优选地相对于纵向轴线径向地具有与内部引导元件的内部引导间隙。
52.内部引导元件的外直径优选地选择为，使得即使在最不利的位置也存在小的内部引导间隙，特别是如果螺旋压缩弹簧由于内部元件最大程度地插入外管中而松弛。
53.内部引导间隙和/或外部引导间隙降低了螺旋压缩弹簧和引导元件之间的摩擦力并且降低了螺旋压缩弹簧与引导元件卡住的风险。
54.外部引导元件优选地包括在面向外管的一侧上的多个弹性补偿元件，优选地为肋，用于偏压在外管上和/或用于对外管进行公差补偿。
55.内部引导元件优选地包括在面向内部元件的一侧上的多个弹性补偿元件，优选地为肋，用于偏压在内部元件上和/或用于对内部元件进行公差补偿。
56.补偿元件允许引导元件的力锁定固定，特别是抵抗沿纵向轴线的位移，使得引导元件保持在螺旋压缩弹簧的期望引导所需的位置处。此外，补偿元件降低了引导元件所需的制造精度，从而可以更快地和/或更经济地制造它们。
57.内部引导元件例如基本上呈圆柱形和/或与纵向轴线同轴布置。内部引导元件可
以为空心的或填充的。
58.内部引导元件优选地包括支撑元件，优选地为径向远离纵向轴线的突起，以沿着纵向轴线支撑螺旋压缩弹簧的内部引导端部。通过支撑元件，螺旋压缩弹簧可以将自身牢固地支撑在内部引导元件上，而无需额外的部件。
59.外部引导元件例如基本上呈圆柱形和/或与纵向轴线同轴布置。
60.外部引导元件优选地包括对中元件，优选地为径向朝向纵向轴线的锥形，以将内部元件在外部引导元件中对中。对中元件简化了驱动装置的组装。此外，对中元件可以用作支撑元件以沿着纵向轴线支撑螺旋压缩弹簧的外部引导端部。通过对中元件，螺旋压缩弹簧从而可以将自身牢固地支撑在外部引导元件上，而无需额外的部件。
61.外部引导元件可以包括多个弹性夹紧元件，特别是多个指向纵向轴线的弹性臂，用于将内部元件夹紧在外部引导元件中。
62.外部引导元件和/或内部引导元件优选地包括至少一种塑料，优选为低摩擦和/或自润滑塑料，特别优选为聚酰胺、聚甲醛、聚碳酸酯或聚四氟乙烯，或由它们组成。由塑料制成的引导元件便宜且重量轻，并且具有良好的自润滑和干运转特性。
63.外部引导元件和/或内部引导元件优选地在面向螺旋压缩弹簧的一侧上具有用于螺旋压缩弹簧的低激励表面。
64.外管和/或内部元件优选地包括金属，优选地为钢，或者由其组成。外管或内部元件可以以具有高机械稳定性的金属成本有效地制造。
65.螺旋压缩弹簧优选地包括金属，优选地为钢，更优选地为弹簧钢，或者由其组成。螺旋压缩弹簧可以以具有高机械稳定性的金属成本有效地制造。优选地，螺旋压缩弹簧包括腐蚀保护。
66.螺旋压缩弹簧优选地包括塑料植绒以降低外部引导元件和/或内部引导元件上的摩擦力。塑料植绒还降低了驱动装置的磨损和噪音。
67.塑料植绒特别优选地用干润滑剂浸渍。干润滑剂降低螺旋压缩弹簧和引导元件之间的摩擦力。
68.外部引导元件和/或内部引导元件优选地具有径向于纵向轴线的多个凹槽，特别是穿孔。凹槽可以降低引导元件的材料需求和重量，而不会显著削弱引导效果。此外，凹槽可以用作用于保持润滑剂以降低螺旋压缩弹簧与外部引导元件和/或内部引导元件之间的摩擦的储存器。
69.外部引导元件和/或内部引导元件设计为例如网格。网格可以以特别低的材料需求提供足够的机械稳定性和引导效果，但是只能以巨大付出来制造，例如通过注塑成型。
附图说明
70.本发明进一步的优点、目标和特性将在以下描述和附图的基础上进行解释，在附图中介绍了本发明的示例性对象。附图中至少在功能方面基本匹配的特征可以用相同的附图标记表示，因此这些特征不必在所有的附图中进行标记和解释。
71.图1示出了现有技术中的驱动装置沿纵向轴线的示意性纵向截面。
72.图2示出了根据本发明的驱动装置沿纵向轴线的示意性纵向截面。
具体实施方式
73.图1
74.图1示出了现有技术中的驱动装置100沿纵向轴线的示意性纵向截面。
75.驱动装置100设计用于使机动车辆的封闭元件相对于机动车辆的主体运动。驱动装置100包括具有纵向轴线l的外管110和内部元件120，所述外管110用于连接至主体，所述内部元件120部分地布置在外管110中，用于连接至封闭元件，例如经由连接到内部元件120的一端的内连接元件128，特别是球座。
76.外管110和内部元件120例如均基本上为中空圆柱形。外管110和内部元件120例如与纵向轴线l同轴布置。
77.驱动装置100包括相对于纵向轴线l径向布置在内部元件120和外管110之间的螺旋压缩弹簧130，以及相对于纵向轴线l径向布置在内部元件120和螺旋压缩弹簧130之间的内部引导元件122并轴向固定到内部元件120，用于对螺旋压缩弹簧130沿纵向轴线l进行内部引导。
78.内部元件120能够从外管110沿纵向轴线l伸缩地延伸，使得连接到内部元件120的封闭元件能够相对于连接到外管110的主体移动。
79.螺旋压缩弹簧130夹在内部引导元件122和外管120之间，以此方式使得当内部元件120被拉出外管110时，螺旋压缩弹簧130克服螺旋压缩弹簧130的弹簧张力被压缩。
80.内部引导元件122包括支撑元件126，例如径向远离纵向轴线l的突起，以沿纵向轴线l支撑螺旋压缩弹簧130。
81.驱动装置100包括例如机电驱动单元140，用于使内部元件120沿纵向轴线相对于外管110位移。驱动单元140可以包括尤其是电动机和由其驱动的螺纹主轴，使得驱动装置100为根据矛盾设计的主轴驱动器。
82.驱动单元140可以例如反向于外管110的内连接元件128连接到外管110并且经由外连接元件118(例如经由另一球座)连接到主体。
83.驱动装置100上方的图线示出了，当内部元件120以拉出速度v1拉出外管时，螺旋压缩弹簧130相对于内部引导元件122的速度v作为从螺旋压缩弹簧130的端部面向内连接元件128沿纵向轴线l的距离x的函数的示意性曲线。
84.在螺旋压缩弹簧130的面向连接元件128的端部处(在x＝0处)，螺旋压缩弹簧130的速度v对应于拉出速度v1。随着距离x的增加，速度v线性减小到在螺旋压缩弹簧130的另一端处的0，其中螺旋压缩弹簧130支撑在内部引导元件122的支撑元件126上。
85.图2
86.图2示出了根据本发明的驱动装置100沿纵向轴线l的示意性纵向截面。
87.与图1中所示的现有技术相比，内部引导元件122设计为仅用于螺旋压缩弹簧130的内部引导端部132的内部引导。
88.图2中所示的驱动装置100包括外部引导元件111，该外部引导元件111相对于纵向轴线l径向布置在外管110和螺旋压缩弹簧130之间并且轴向固定到外管110，以用于螺旋压缩弹簧130的外部引导端部132(与外部引导端部131沿纵向轴线l相反)的沿纵向轴线l的外部引导。
89.螺旋压缩弹簧130夹在内部引导元件122和外部引导元件111之间，以此方式使得
当内部元件120被拉出外管110时，螺旋压缩弹簧130克服螺旋压缩弹簧130的弹簧张力被压缩。
90.螺旋压缩弹簧130的外部引导端部131沿纵向轴线l支撑在外部引导元件111上，特别是在外部引导元件111的对中元件117上。
91.螺旋压缩弹簧130的内部引导端部132沿纵向轴线l支撑在内部引导元件122上，特别是在内部引导元件122的支撑元件126上。
92.在内部元件120相对于外管110的至少一种运动状态下，螺旋压缩弹簧130的外部引导端部131仅由外部引导元件111引导，且在所述至少一种运动状态下，螺旋压缩弹簧130的内部引导端部132仅由内部引导元件122引导。
93.外部引导元件111和内部引导元件122沿纵向轴线l的引导元件长度例如分别为螺旋压缩弹簧130在沿纵向轴线l最大程度地缩回到外管110中的状态下沿纵向轴线l的弹簧长度的50％至60％，如图2所示。
94.结果，螺旋压缩弹簧130的外部引导端部131和内部引导端部132各自仅在一侧(内部侧或外部侧)被引导。位于两个端部131、132之间的螺旋压缩弹簧130的中部133可以在两侧(外部侧和内部侧)被引导。
95.驱动装置100上方的图线示出了，当内部元件120以拉出速度v1拉出外管时，螺旋压缩弹簧130相对于内部引导元件122和外部引导元件111的速度v作为从螺旋压缩弹簧130的端部面向内连接元件128沿纵向轴线l的距离x的函数的示意性曲线。
96.速度v在其中相应的引导元件111、122引导螺旋压缩弹簧130的距离x的部分中显示为实线，并且在相应的引导元件111、122不引导螺旋压缩弹簧的区域中显示为虚线。
97.只有外部引导元件111引导螺旋压缩弹簧130的面向连接元件128的外部引导端部131。速度v在螺旋压缩弹簧130的面向连接元件128的端部处(在x＝0处)为0，其中螺旋压缩弹簧130支撑在内部引导元件122的对中元件117上，并且随着到中部133的距离x的增大而线性增大。
98.螺旋压缩弹簧130的内部引导端部132不是由外部引导元件111引导的，而是由内部引导元件122引导的，所述内部引导端部132紧跟中部133，距离x增大。因此，随着距离x的进一步增大，速度v(虚线)相对于外部引导元件111的进一步增大与驱动装置100的功能无关。
99.螺旋压缩弹簧130的内部引导端部132相对于内部引导元件122的相关速度v(实线)如图1所示随着在螺旋压缩弹簧130的端部处的距离x增大到0而线性减小，其中螺旋压缩弹簧130支撑在内部引导元件122的支撑元件126上。
100.因此，与驱动装置100的功能相关的螺旋压缩弹簧130相对于相应的引导导向元件111、122的速度v(实线)远低于沿整个螺旋压缩弹簧130的拉出速度v1。
101.与现有技术相比，较低的速度v降低磨损和噪音。
102.附图标记列表
103.100 驱动装置
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130 螺旋压缩弹簧
104.110 外管
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131 外部引导端部
105.111 外部引导元件
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132 内部引导端部
106.117 对中元件
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133 中部
107.118 外连接元件
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140 驱动单元
108.120 内部元件
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
l
ꢀꢀꢀ
纵向轴线
109.122 内部引导元件
ꢀꢀꢀvꢀꢀꢀ
速度
110.126 支撑元件
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
v1ꢀꢀ
拉出速度
111.128 内连接元件
ꢀꢀꢀꢀꢀ
x
ꢀꢀꢀ
距离