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JP2023535911A - 自動車の扉用の駆動装置 - Google Patents

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Abstract

Figure 2023535911000001
本発明は、自動車の扉(2)用の駆動装置であって、少なくとも1つのガス圧要素(4)、特にガススプリングを備え、ガス圧要素(4)は、外部に向かってシールされるシリンダ(6)と、シリンダ内室(7)内でシリンダ軸線(A)に沿って走行し、シリンダ内室(7)を2つの部分室(7a,7b)に区画するピストン(8)とを有し、ガス圧要素(4)は、シリンダ(6)に結合されている第1の駆動接続部(4a)と、ピストン(8)に結合されている第2の駆動接続部(4b)とを有し、シリンダ(6)は、流体、特に圧力下にある流体で満たされており、ピストン(8)は、溢流通路装置(9)を有し、溢流通路装置(9)により、ピストン運動に対して、両部分室(7a,7b)間の圧力勾配を補償すべく、両部分室(7a,7b)間の補償流動が生じ、かつピストン(8)には、切り換え可能な弁装置(10)が割り当てられており、弁装置(10)は、両部分室(7a,7b)間の圧力勾配に応じて、溢流通路装置(9)の横断面の大きさの点で相違するそれぞれ異なる貫流状態に移行可能である、駆動装置に関する。提案するのは、弁装置(10)が、圧力勾配に関する予め規定された上側の限界値を上回った時、自動的に、溢流通路装置(9)の横断面を拡大させる過負荷状態に切り換わることである。

Description

本発明は、請求項1の上位概念部に記載の、自動車の扉、特にテールゲート用の駆動装置、請求項15の上位概念部に記載の、自動車の扉、特にテールゲート用の駆動装置、および請求項16に記載の、扉、特にテールゲートと、このような駆動装置とを備える扉装置に関する。
議題の駆動装置は、自動車のあらゆる扉状のものを特にモータで作動させる分野において使用される。このような扉は、例えばテールゲート、リヤリッド、エンジンフード、荷室フロアであり得るが、しかし、自動車のドアでもあり得る。その点で「扉」なる概念は、ここでは広義に解すべきである。
本発明が出発点とする公知の駆動装置(独国特許出願公開第102018122135号明細書)は、自動車のテールゲートをモータで作動させるために用いられる。駆動装置は、テールゲートの一方の側にスピンドル駆動部の形態のモータ式の駆動部を備え、駆動部は、電気式の駆動ユニットと、駆動技術的に電気式の駆動ユニットの下流に接続されるスピンドル-スピンドルナット伝動機構とを有し、スピンドル-スピンドルナット伝動機構により、ボデー側の駆動接続部と、扉側の駆動接続部との間のリニアな駆動運動が、扉を開放および閉鎖させるべく発生される。扉の開放位置において、スピンドル駆動部は、進出された位置に存在し、これに対してスピンドル駆動部は、扉の閉鎖位置において退入された位置に存在する。
テールゲートの重量による力は、相当な大きさとなることがあるので、スピンドル駆動部とは別に、扉の他方の側に、ガススプリングの形態のガス圧要素が配置されており、ガス圧要素は、テールゲートの重量による力を補償することが望ましい。これにより、通例、テールゲートが常に均衡状態の近くにある、または開放方向に押し遣られることが達成されるはずである。モータ式の駆動部を扉の一方の側に有し、ガス圧要素、ここではガススプリングを他方の側に有するこのような扉装置を、能動/受動システムともいう。
公知の駆動装置のガス圧要素は、切り換え可能な弁装置を介して、駆動部の駆動力および/または保持力がなく、これにより扉が、ばね力に起因して、かつ/または重力に起因して閉鎖方向に押し遣られる場合に、弁装置が、扉のさらなる作動に対抗し、特に扉のさらなる作動を阻止する閉鎖状態に切り換わる点において、有利である。閉鎖状態への切り換えは、圧力に応じて、つまり、ガス圧要素内の両部分室間の圧力勾配に応じて実施され、このことは、他方、ピストン速度、つまり、ガス圧要素のシリンダに対して相対的なピストンの速度に依存している。導入される高い力と、そこから結果として生じる高いピストン速度と、ガス圧要素のロックとの際に、しかし、ガス圧要素の、ピストンにより区画される両部分室の一方における圧力は、事によっては、臨界的な圧力を超過してしまい、このことは、ガス圧要素を損傷に至らしめることがある。
本発明の根底にある課題は、公知の駆動装置を、ガス圧要素における損傷ができる限り防止されるように構成し、かつ発展させることである。
上記課題は、請求項1の上位概念部に記載の駆動装置において、請求項1の特徴部の特徴により解決される。
まずここでは、ガス圧要素とは、極めて一般的に、シリンダと、シリンダ内でそのシリンダ軸線に対して同軸に案内されるピストンとを有する要素であって、ピストンがシリンダに対して相対的に運動していない状態および/または運動している状態において、空気圧および/または液圧、特に静圧および/または動圧を、ガス圧要素のシリンダとピストンとの間に提供する要素を意味している。シリンダは、この場合、少なくとも1つの流体、特にガスおよび/または液体で満たされており、ガスおよび/または液体は、圧力下で、つまり、周囲圧より上または下の圧力を有して、または無圧で、つまり、実質的に周囲圧に相当する圧力を有して、シリンダ内に満たされていることが可能である。好ましくは、ガス圧要素は、ガススプリング、特にコンプレッションガススプリングまたはトラクションガススプリング、つまり、ピストンが、圧力、特に正圧下にある流体で満たされているシリンダ-ピストン-装置のみにより形成される。ガス圧要素は、ガスダンパ、つまり、ピストンが無圧の流体で満たされているシリンダ-ピストン-装置により形成されていてもよい。ガス圧要素は、1つの構成部分として、このようなシリンダ-ピストン-装置、特にガススプリングおよび/またはガスダンパを有し、付加的に別の構成部分として、シリンダ軸線、ひいてはガス圧要素またはガススプリングもしくはガスダンパの作用方向に対して平行にまたは同軸に作用する駆動ばね装置を有していてもよい。その点で「ガス圧要素」、「ガススプリング」および「ガスダンパ」なる概念は、つまり広義に解すべきである。
通常運転中、本提案により設けられるガス圧要素のガススプリングあるいはガスダンパは、それ自体は一般的な形式で、流体で満たされた、特にガスおよび/または液体で満たされたシリンダと、シリンダ内で案内されるピストンとを有する、従来慣用のガススプリングあるいは従来慣用のガスダンパのように機能する。而してガス圧要素は、充填された流体、特にガスの圧縮性をその弾発あるいは減衰する作用のために利用する。ガススプリングの場合、力が導入されないとき、圧力下にある流体は、ピストンの横断面積を押し、これにより、ガススプリングをそれぞれ車両に連結しているシリンダ側の駆動接続部とピストン側の駆動接続部とを互いに離間駆動する。外部から駆動接続部を介して、ある特定の最低圧縮力が、例えば、テールゲートの手動の、またはモータ式の駆動部を介して引き起こされる操作により、ガススプリング内に導入されると、両駆動接続部は、互いに接近するように駆動される。ガスダンパ、つまり、その流体が、力が導入されないときは、無圧であるガスダンパの場合、駆動接続部は、外部から駆動接続部を介して導入される圧縮力または引っ張り力、例えば、テールゲートの手動の、またはモータ式の駆動部を介して引き起こされる操作によってのみ、互いに相対的に可動であり、これにより、流体には、ピストンの横断面積を介して圧力が加えられる。
ピストン、特にピストンの、ピストンヘッドとも称呼する基体は、ガススプリングの場合も、ガスダンパの場合も、シリンダ内室を2つの部分室に区画し、特に少なくとも部分的に基体により形成される溢流通路装置は、流体が、部分室間の圧力勾配を補償すべく、一方の部分室からその都度他方の部分室内に流動することができるようにする。相応の流動は、以下では補償流動と称呼する。
而るに、ガス圧要素内への比較的大きな力の導入時、例えば、駆動部の駆動力および/または保持力がなく、これにより扉が、ばね力に起因して、かつ/または重力に起因して閉鎖方向に押し遣られるとき、またはユーザが扉を手動で閉鎖するとき、ピストン速度が上昇し得る。このとき、補償流動が、溢流通路装置のこれまでの横断面を通しては、一方の部分室から他方の部分室内に十分速く流動することができないことが生じ得る。それというのも、横断面は、このためには小さすぎるからである。これにより圧力は、その後、部分室の一方において上昇し、ひいては両部分室間の圧力勾配は、上昇する。
重要なのは、而して、臨界的な圧力が部分室の一方に生じてしまう前に、切り換え可能な弁装置が、両部分室間の圧力勾配に応じて、自動的に、高い圧力を有する部分室と、ピストンの他方の側の部分室との間の特に迅速な圧力補償をもたらし得る状態に切り換わるという基本的な思想である。弁装置が切り換わるこの状態を以下では過負荷状態と称呼する。つまり、高い力がガス圧要素内に導入され、これにより高いピストン速度が生じても、ガス圧要素をこうして損傷またはそれどころか破壊から最適に保護することが可能である。
ガス圧要素の通常運転中、このことについては以下でさらに説明するが、同じく、ガス圧要素内の、ピストンにより仕切られる両部分室間の圧力補償が行われる。両部分室間の、圧力補償を発生させる補償流動は、この場合はしかし、過負荷状態におけるほど大きくはない。さらに弁装置は、このことについては同じく以下でさらに説明するが、特にさらに、部分室の一方における圧力がある特定のレベルに高まると、補償流動を減少させる状態に切り換わることが可能である。この状態を以下では狭窄状態と称呼する。この部分室内の圧力がその結果としてなおもさらに高まると、弁装置は、その後、前述の過負荷状態に切り換わる。強調しておくと、切り換えプロセスは、ここでは自動的に、つまり、ユーザの介入なしに、かつ両部分室間の圧力勾配のみに起因して、またはいずれにしても両部分室間の圧力勾配が決定的な役割を果たして実施される。圧力勾配は、他方、ピストン速度に依存している。
詳細には、弁装置が、圧力勾配に関する予め規定された上側の限界値を上回った時、自動的に、溢流通路装置の横断面を拡大、特に最大化させる過負荷状態に切り換わることを提案する。
請求項2は、前に既に言及した狭窄状態への切り換えの可能性を規定している。この場合、溢流通路装置の横断面は、減少、特に最小化される。
請求項3は、弁装置が狭窄状態および過負荷状態に切り換わる好ましいピストン速度を規定している。
請求項4は、弁装置の開放状態に関し、弁装置は、ガス圧要素の通常運転中に、しかし、ガス圧要素の静止状態でも、この開放状態を占める。この開放状態から、弁装置は、増大するピストン速度に基づいて圧力勾配が高まるとき、まず狭窄状態に切り換わり、その後、依然として増大するピストン速度に基づいて圧力勾配がなおもさらに高まるとき、さらに過負荷状態に切り換わる。
請求項5には、他方、圧力勾配が再び低下するとき、弁装置が好ましくはどのように挙動するかを定めてある。而して弁装置は、その後、過負荷状態から狭窄状態にかつ/または狭窄状態から開放状態に切り換わる。
請求項6は、好ましくは、ガス圧要素を一方では扉に取り付け、他方では自動車ボデーに取り付けているガス圧要素の駆動接続部を互いに離間駆動する駆動ばね装置に関する。駆動ばね装置は、この場合、コイルばねを、特にガス圧要素のシリンダ内に有していてもよく、コイルばねは、ポップ-アップ-ばねとして、シリンダ内でのピストンの運動の一部にのみわたってピストン運動に対抗し、閉鎖位置からの扉の開放を容易にするものである。
請求項7には、弁装置が、好ましくは、過負荷状態において圧力勾配を減少、特に急激に減少させ、その後、自動的に狭窄状態に切り換わることができ、これにより、扉が急に閉じたときに人が挟まることを防止することが可能であることを定めてある。駆動ばね装置は、ばね力が、両駆動接続部同士の間隔の減少に伴い上昇し、これにより、ばね力を介してモーメントが発生され、扉の閉鎖運動に対抗することにより、扉をその際に付加的に制動することができる(請求項8)。好ましくは、このことは、扉の閉鎖運動時、扉の旋回軸線と、ばね力の作用線との間の最短の垂直な間隔の減少が、少なくとも部分的に補償されるように起こる。
請求項9および10は、弁装置の基本的な構造に関し、特に弁体を規定しており、弁体は、ピストンの基体に対して圧力勾配およびピストン速度に応じて移動可能である。
溢流通路装置の、特に弁体および基体の、特に好ましい構成は、請求項11ないし13の対象である。
請求項14に記載の同じく好ましい構成によれば、弁体は、特に弁ばね装置を介して、基体に対して、いずれにしても少なくとも1つのその狭窄位置および過負荷位置において力により付勢、好ましくは、少なくとも1つのその開放位置に向かって付勢されている。
独立した意義のある請求項15に記載の別の一思想によれば、自動車の扉、特にテールゲート用の駆動装置であって、少なくとも1つのガス圧要素、特にガススプリングを備え、ガス圧要素は、外部に向かってシールされるシリンダと、シリンダ内室内でシリンダ軸線に沿って走行し、シリンダ内室を2つの部分室に区画するピストンとを有し、ガス圧要素は、シリンダに結合されている第1の駆動接続部と、ピストンに結合されている第2の駆動接続部とを有し、シリンダは、流体、特に圧力下にある流体で満たされており、ピストンは、溢流通路装置を有し、溢流通路装置により、ピストン運動に対して、両部分室間の圧力勾配を補償すべく、両部分室間の補償流動が生じ、かつピストンには、切り換え可能な弁装置が割り当てられており、弁装置は、両部分室間の圧力勾配に応じて、溢流通路装置の横断面の大きさの点で相違するそれぞれ異なる貫流状態に移行可能である、駆動装置を特許請求する。第1の思想による本提案に係る駆動装置についてのすべての説明を参照されたい。
重要なのは、この場合、弁装置が、圧力勾配に関する予め規定された下側の限界値を上回った時、自動的に開放状態から、溢流通路装置の横断面を開放状態に対して減少させる狭窄状態に切り換わり、圧力勾配に関する予め規定された上側の限界値を上回った時、自動的に狭窄状態から、溢流通路装置の横断面を狭窄状態に対して減少させる閉鎖状態に切り換わることである。横断面は、この場合、つまり開放状態から出発して、まず、第1の思想におけるのと同じく、狭窄状態で減少され、続いて、しかし、第1の思想におけるのとは異なり、閉鎖状態でなおもさらに減少される。
同じく独立した意義のある請求項16に記載の別の一思想によれば、扉、特にテールゲートと、扉に割り当てられた本提案に係る駆動装置とを備える扉装置自体を特許請求する。第1の思想による本提案に係る駆動装置および第2の思想による本提案に係る駆動装置についてのすべての説明を参照されたい。
扉は、その際、好ましくは、組み付けられた状態で略水平に方向付けられている旋回軸線回りに旋回可能である。ガス圧要素は、扉を特に好ましくは予め付勢、特に扉の開放方向に付勢している。特に、扉装置は、扉の第1の側に駆動部、特にリニア駆動部、好ましくはスピンドル駆動部を備え、反対側に位置する側にガス圧要素を備えている。その点でこの駆動装置は、而して特に能動/受動システムである。
以下に、本発明について、一実施例のみを示した図面を基に詳しく説明する。
本提案に係る駆動装置を装備した本提案に係る扉装置を有する自動車の後部領域を示す図である。 静止状態にある図1に示す駆動装置のガス圧要素の断面図であって、a)は、駆動接続部をその終端位置に互いに接近駆動した後の図であり、b)は、駆動接続部をその終端位置に互いに離間駆動した後の図である。 図1に示すガス圧要素の弁装置の拡大断面図であって、a)は、開放状態、b)は、狭窄状態、c)は、過負荷状態における図である。 図1に示すガス圧要素の弁装置の拡大断面図であって、a)は、第1の変化態様、b)は、第2の変化態様、c)は、第3の変化態様における図である。
本提案に係る駆動装置1は、ここでは、かつ好ましくは、自動車の扉2をモータで作動させるために用いられる。本提案に係る駆動装置1は、代替的な一実施の形態では、しかし、少なくとも1つのガススプリングを設けて、純粋にばね駆動されていてもよいし、または少なくとも1つのガスダンパを設けて、純粋に手動で運転可能であってもよい。扉2は、駆動装置1により扉2の開放方向でかつ/または閉鎖方向で作動可能である。
扉2は、ここでは、かつ好ましくは、自動車のテールゲートである。本提案に係る駆動装置1は、まさに「テールゲート」の適用事例において特に有利に使用され得る。それというのも、テールゲートは、比較的高い重量を有しているからである。
基本的に、本提案に係る駆動装置1は、しかし、自動車のその他の種類の扉2にも適用される。その他の種類の扉2には、リヤリッド、フロントフード等が挙げられるが、ドアも含まれる。すべての説明は、その他の扉にも相応に当てはまる。
図1に示すように、本提案に係る駆動装置1は、ここでは、かつ好ましくは、1つの、ここでは正確に1つの、モータ式の駆動部3を備えている。モータ式の駆動部3は、このことについては以下でさらに詳しく説明するが、ここでは、かつ好ましくは、リニア駆動部、特にスピンドル駆動部である。
さらに、本提案に係る駆動装置1は、1つの、ここでは正確に1つの、ガス圧要素4を備えている。ガス圧要素4は、ここでは、かつ好ましくは、ガススプリング、特にコンプレッションガススプリングである。ここでは、かつ好ましくは、ガススプリングは、扉2を扉2の開放方向に予め付勢している。ガススプリングは、基本的にトラクションガススプリングであってもよい。ガス圧要素4がガスダンパであること、つまり、弾発する作用を有しないことも、可能である。
ここで説明する実施例では、而るに例示的に、ガススプリングがガス圧要素4として設けられている。これに関する説明は、しかし、挙げたその他のガス圧要素4にも同様に当てはまる。
本提案に係る駆動装置1は、基本的に1つより多くのモータ式の駆動部および/または1つより多くのガス圧要素4を備えていてもよい。自動車の扉2の他に、駆動装置1も有する図1に示す扉装置5の場合、モータ式の駆動部3は、扉2の第1の側に配置され、ガス圧要素4あるいはここではガススプリングは、扉2の、反対側に位置する第2の側に配置されている。
ここでは能動/受動システムの能動側を形成するモータ式の駆動部3は、扉2の開放および閉鎖のために設備されている。この目的のために、駆動部3は、電気式の駆動モータと、場合によっては1つまたは複数のさらなる駆動コンポーネント、例えば中間伝動機構、過負荷クラッチおよび/またはブレーキとを有する、ここでは図示しない駆動ユニットを有している。駆動ユニットには、ここでは、かつ好ましくは、同じく図示しないリニア伝動機構、特にスピンドル-スピンドルナット伝動機構が、駆動技術的に下流に接続されており、スピンドル-スピンドルナット伝動機構は、伝動機構コンポーネントとして、特に、スピンドルと、スピンドルと噛み合い係合しているスピンドルナットとを有している。ここでは、かつ好ましくは、スピンドルは、駆動ユニットに駆動技術的に連結されており、運転中、回転され、これにより、スピンドルナットは、スピンドルに沿ったリニア運動を実施する。
駆動ユニットと、リニア伝動機構、特にスピンドル-スピンドルナット伝動機構とを有するモータ式の駆動部3は、第1の、特にスピンドル側の、駆動接続部3aと、第2の、特にスピンドルナット側の、駆動接続部3bとを有し、駆動接続部3a,3bを介して、駆動部3は、自動車に連結されている。ここでは、かつ好ましくは、駆動部3は、スピンドル側の駆動接続部3aを介して扉2に連結され、スピンドルナット側の駆動接続部3bを介して自動車のボデーに連結されている。リニア伝動機構のリニアな駆動運動は、駆動接続部3a,3bを互いに離間駆動する(このことは、扉2の開放方向での扉2の作動運動に相当する)、または駆動接続部3a,3bを互いに接近駆動する(このことは、扉2の閉鎖方向での扉2の作動運動に相当する)。
能動/受動システムの受動側を形成し、ここでは、かつ好ましくは、ガス圧要素4を形成するガススプリングは、固有のモータ式の駆動部を有さず、ここではばね機能を提供する。而してガススプリングは、扉2の重量による力の一部を受け、これにより、扉2が開放されているときに、扉2を均衡状態の近くに保持する、または扉2を開放方向に押し遣ることが望ましい。
ガス圧要素4は、それ自体は一般的な形式で、外部に向かってシールされるシリンダ6と、シリンダ6により半径方向で囲繞される内室7内でシリンダ軸線Aに沿って走行し、シリンダ内室7を2つの部分室7a,7bに区画するピストン8とを有している。ピストン8は、ピストンロッド8aを有し、ピストンロッド8aは、シリンダ軸線Aに沿って延び、シリンダ6に対して相対的に可動である。ピストンロッド8aは、シリンダ6内に設けられた軸方向の開口をシールするように貫通しており、これにより、ピストンロッド8aの一部区間は、シリンダ内室7内に配置され、別の区間は、シリンダ6外に配置されている。ピストン8は、さらに、ピストンロッド8aの、シリンダ内室7内に配置される区間に、特に、ピストンロッド8aの前側の端部に、基体8bを有し、基体8bは、特にピストンヘッドを形成している。基体8bは、ここでは、かつ好ましくは、横断面を、シリンダ6の半径方向での断面に関して有し、基体8bの横断面は、シリンダ内室7の横断面に相当する。
ガス圧要素4は、さらに、シリンダ6に結合されている第1の駆動接続部4aと、ピストン8に結合されている第2の駆動接続部4bとを有している。シリンダ6は、その際、両駆動接続部4a,4bが互いに離間駆動されるように、圧力下にある流体で満たされている。流体は、特に圧縮可能なガスであり、場合によっては、好ましくは少量であるが、液体、例えばオイルを含んでいてもよく、これにより、例えば終端位置減衰を引き起こすことができる。
無負荷の状態において、つまり、力が外部からガス圧要素4に作用していないとき、両駆動接続部4a,4bは、つまり、最大に互いに離間駆動された位置にあり、この位置は、図1および2b)に示してある。駆動接続部4a,4bの、互いに相対的なこの位置は、ここでは、かつ好ましくは、扉2の、図1に示す開放位置にも相当する。シリンダ側の駆動接続部4aは、その際、扉2に連結され、ピストン側の駆動接続部4bは、自動車のボデーに連結されている。再度強調しておくと、前述のように、シリンダ6は、無圧、すなわち、ガススプリングの代わりにガスダンパである場合、無圧であってもよい。
ピストン8は、溢流通路装置9を有し、溢流通路装置9により、ピストン運動に対して、両部分室7a,7b間の圧力勾配を補償すべく、両部分室7a,7b間の補償流動が生じる。
通常運転では、而るに以下のようになる。駆動接続部4a,4bを互いに接近駆動する外的な力のとき、例えば、扉2をモータ式にまたは手動で閉鎖するとき、ピストン8は、シリンダ6に対して相対的に、図2b)に示す位置から変位され、具体的には、図2a)に示す位置に向かって変位される。ピストン8の、シリンダ内室7内に配置される区間は、つまり、シリンダ軸線Aに沿ってシリンダ内室7を通して移動し、これにより、シリンダ内室7の両部分室7a,7bは、その容積を変化させる。図2に看取可能であるように、本実施例では、駆動接続部4a,4bが互いに接近駆動されるとき、部分室7aの容積は、減少し、これに対して部分室7bの容積は、拡大する。その際、図3a)に示す詳細図に示すように、流体は、補償流動として上側の部分室7aから下側の部分室7b内に溢流通路装置9を通して流動する。流体は、ここでは、かつ好ましくは、加圧されてシリンダ6内に充填されているので、流体は、ピストン8、ここでは基体8bの横断面積を押し、これによりピストン8をシリンダ6に対して相対的に常に、図2b)に示す位置に向かって押している。その理由は、ピストン8あるいは基体8bの、ピストンから背離した側の、ここではつまり部分室7aに向かう横断面積が、反対側に位置する側におけるより大きいからである。それというのも、反対側に位置する側では、流体圧がかかる横断面積が、ピストンロッド8aを取り巻くように延びるリングによってのみ形成されるからである。部分室7bの側において有効なリング面は、部分室7aの側において有効な、シリンダ内室7の総横断面に相当する面より小さい。相応に部分室7aの側から、他方の側からよりも大きな押圧力が、ピストン8あるいは基体8bに対して作用し、これにより、ピストン8は、常にシリンダ6から押し出される。
ピストン8には、而るに切り換え可能な弁装置10が割り当てられており、弁装置10は、両部分室7a,7b間の圧力勾配に応じて、溢流通路装置9の横断面の大きさの点で相違するそれぞれ異なる貫流状態に移行可能である。溢流通路装置9の横断面とは、補償流動を提供する、圧力補償時に貫流可能な横断面を意味している。この場合、以下のようになる。圧力勾配は、両駆動接続部4a,4bが互いに接近駆動されるとき、ピストン速度v、つまり、ピストン8がシリンダ6に対して相対的に動かされる速度に応じて変化する。ピストン速度vが増大するにつれ、補償流動は、両部分室7a,7b間の圧力勾配をもはや十分な速さで補償し得ず、その結果、部分室の一方、ここでは部分室7a内の圧力は、ますます上昇する。相応に、基体8bおよび弁装置10に作用する押圧力は、高まり、このことは、弁装置10が別の貫流状態に切り換わることに至らしめる。これについては、以下でさらに詳しく説明する。
重要であるのは、而るに、特に両駆動接続部4a,4bが互いに接近駆動されるとき、弁装置10が、圧力勾配に関する予め規定された上側の限界値を上回った時、自動的に、溢流通路装置9の横断面を拡大、特に最大化させる過負荷状態に切り換わることである。
溢流通路装置9の横断面(補償流動の流動方向に対して直交する横断面積を意味している)は、以下のように規定されている:溢流通路装置9が、両部分室7a,7b間の流体技術的な接続に用いられる、すなわち、補償流動を通すために用いられる流体通路11を複数有しているときは、溢流通路装置9の横断面は、これらの流体通路11の最も狭い横断面すべての合計に相当し、つまり、これらの流体通路11のそのときどきの最も狭い箇所における個別横断面すべての合計から生じる総横断面である。溢流通路装置9が、このような流体通路11を1つしか有していないときは、溢流通路装置9の横断面は、この流体通路11のそのときどきの最も狭い箇所における横断面に相当する。
弁装置10が溢流通路装置9の横断面を拡大させるとは、溢流通路装置9の横断面がこの場合、以前の貫流状態、すなわち、以下でさらに説明する狭窄状態に最後にあったときより大きくなることを意味している。「最大化させる」とは、溢流通路装置9の横断面がこの場合、大きくなるだけでなく、溢流通路装置9が最も狭い横断面すべての合計より提供し得る最大の横断面が達成されることを意味している。
弁装置10は、この場合、超過圧力弁の形態で機能する。圧力が、特に高いピストン速度vの結果、部分室7a内で過度に大きくなると、つまり、圧力勾配に関する予め規定された上側の限界値が上回られると、弁装置10は、開放され、部分室7aと部分室7bとの間の圧力補償、特に急激な圧力補償を可能にする。このような圧力補償により、過負荷のケースにおいて突然、極めて大きな力が両駆動接続部4a,4bをますます速く互いに接近駆動し、これにより、ピストン速度vが高まったとき、ガス圧要素4における損傷は、回避される。
弁装置10を過負荷状態に切り換えることが可能な前述の機能は、図3c)に示してある。図3a)は、弁装置10の、以下でさらに詳しく説明する開放状態を示し、弁装置10は、ガス圧要素4の通常運転中、この開放状態を占める。図3b)は、開放状態と過負荷状態との間の弁装置10の状態、いわゆる狭窄状態を示し、この状態については、以下で説明する。
而して、ここでは、かつ好ましくは、弁装置10は、特に両駆動接続部4a,4bが互いに接近駆動されるとき、圧力勾配に関する予め規定された下側の限界値を上回った時、自動的に前述の狭窄状態に切り換わり、狭窄状態において弁装置10は、溢流通路装置9の横断面を減少、特に最小化させる。ここでは、かつ好ましくは、溢流通路装置9の横断面は、圧力勾配に関する予め規定された下側の限界値を上回った後、圧力勾配に関する予め規定された上側の限界値の到達まで、つまり狭窄状態において、引き続き開放、ただし、より小さい横断面で開放されたままである。これにより溢流通路装置9は、引き続き貫流可能なままである。基本的に、ここでは図示しない別の一実施の形態によれば、しかし、溢流通路装置9の横断面が、閉鎖され、これによりもはや貫流不能であることも可能である。狭窄状態は、つまり、横断面が以前の貫流状態と比較して減少されるだけの貫流状態では必ずしもなく、横断面は、完全に閉鎖されてもよい。この狭窄状態を、弁装置10は、その後、さらに増大するピストン速度vと、これによりさらに増す圧力勾配とに基づいて過負荷のケースが生じるまで、つまり、弁装置10が、過負荷状態に切り換わるまで、または例えば、特に閉鎖プロセス時、扉2に作用する付加的な力がなくなることで、ピストン速度vと、相応に圧力勾配とが小さくなっていったため、ガス圧要素4が再び通常運転に変わるまで、占める。
弁装置10が溢流通路装置9の横断面を減少させるとは、溢流通路装置9の横断面がこの場合、以前の貫流状態、すなわち、以下でさらに説明する開放状態に最後にあったときより小さくなることを意味している。「最小化させる」とは、溢流通路装置9の横断面がこの場合、小さくなるだけでなく、溢流通路装置9が最も狭い横断面すべての合計より提供し得る最小の横断面が達成されることを意味している。示唆したように、最小の横断面は、溢流通路装置9がこの場合、閉鎖され、貫流不能であることも、意味していてもよい。
予め規定された下側の限界値を上回ったとは、ここでは、予め規定された下側の限界値の到達までは、圧力勾配がますます上昇し、しかし、弁装置10の切り換わりにはまだ至らないことを意味している。下側の限界値を上回った時に初めて、弁装置10は、自動的に切り換わり、これにより溢流通路装置9の横断面を減少させる。
溢流通路装置9の横断面の減少により、ピストン8がシリンダ6内で動く際にピストン8に及ぼされる減衰(減衰力ともいう)は、高まる。これによりピストン運動、つまりシリンダ6内でのピストン8の運動は、対抗される。而して減衰は、ガス圧要素4内に導入されて駆動接続部4a,4bを互いに接近駆動する力に対抗し、これによりピストン速度vは、ガス圧要素4内に導入される力が一定またはより低いとの仮定の下、減少する。扉2の作動運動、特に閉鎖運動は、これにより制動される。
ここでは、かつ好ましくは、この場合、以下の通りである。圧力勾配に関する下側の限界値は、15mm/s~100mm/s、好ましくは、30mm/s~80mm/s、さらに好ましくは、40mm/s~60mm/sの範囲内、特に40mm/sのピストン速度vに相当し、かつ/または圧力勾配に関する上側の限界値は、25mm/s~120mm/s、好ましくは、40mm/s~100mm/s、さらに好ましくは、50mm/s~80mm/sの範囲内、特に50mm/sのピストン速度vに相当する。
この場合、減衰力は、圧力勾配に関する下側の限界値の到達時、100N~800N、好ましくは、200~700N、さらに好ましくは、400N~500Nの範囲内、特に450Nにあり、かつ/または減衰力は、圧力勾配に関する上側の限界値の到達時、300N~3000N、好ましくは、500~2000N、さらに好ましくは、700N~1500Nの範囲内、特に900Nにあるようにしてもよい。
ガス圧要素4の静止状態から、減衰力は、通常運転中、圧力勾配に関する下側の限界値の到達まで、好ましくは比較的緩慢に、例えば、ピストンが静止しているときの約350Nから、ピストン速度vが40mm/sのときの約450Nへ、上昇する。さらに減衰力は、その後、狭窄状態において、圧力勾配に関する上側の限界値の到達まで、好ましくは比較的急速に、例えば、ピストン速度vが40mm/sのときの約450Nから、ピストン速度vが50mm/sのときの約900Nへ、上昇する。最終的に減衰力は、その後、過負荷状態において、好ましくは、略一定にとどまり、例えば、ピストン速度vが50mm/sを超えるとき、約900Nである。
既に説明し、かつ図3a)に示したように、弁装置10は、特に両駆動接続部4a,4bが互いに接近駆動されるとき、ガス圧要素4の通常運転中、溢流通路装置9が、狭窄状態におけるより大きいかつ/または過負荷状態におけるより小さい横断面を有する開放状態を占める。このことは、その他の点では、ガス圧要素4の、図2a)およびb)に示すそれぞれの静止状態、つまり、ガス圧要素4が運転されず、両駆動接続部4a,4bがつまり互いに静止していて、この場合、圧力勾配が一切存在していないときにも当てはまる。付加的または代替的に、特に両駆動接続部4a,4bが互いに接近駆動されるとき、弁装置10は、圧力勾配の上昇時、自動的に、溢流通路装置9が、狭窄状態におけるより大きいかつ/または過負荷状態におけるより小さい横断面を有する開放状態から、特に狭窄状態を経て、過負荷状態に切り換わることができるようになっていてもよい。
開放状態から狭窄状態への、かつ場合によってはさらに過負荷状態への、弁装置10の自動的な切り換わりは、特に、ガス圧要素4の単一の作動方向、特に、扉2の閉鎖方向に相当する作動方向でのみ設定されている。基本的に、しかし、ここでは図示しない別の一実施の形態において、開放状態から狭窄状態への、かつ場合によってはさらに過負荷状態への、弁装置10の自動的な切り換わりが、付加的または代替的に、扉2の開放方向に相当する作動方向で設定されていることも可能である。
ここに示す、その点では好ましい駆動装置1では、さらに以下のようになっている。弁装置10は、圧力勾配に関する予め規定された上側の限界値を下回った時、自動的に過負荷状態から狭窄状態に切り換わり、かつ/または弁装置10は、圧力勾配に関する予め規定された下側の限界値を下回った時、自動的に狭窄状態から開放状態に切り換わる。このことは、いずれにしても、両駆動接続部4a,4bが互いに接近駆動されるときに当てはまるが、特に、両駆動接続部4a,4bが互いに離間駆動、例えば、以下で説明する任意選択的な駆動ばね装置12により離間駆動されるときにも当てはまる。
而して、図2に本実施例について示してあるように、ガス圧要素4は、ここでは、かつ好ましくは、駆動ばね装置12を有し、駆動ばね装置12は、少なくとも1つの第1のコイルばね13および/または少なくとも1つの第2のコイルばね14を有している。第1のコイルばね13および/または第2のコイルばね14は、特に、ここでそうであるように圧縮コイルばねまたは引っ張りコイルばねであり、圧縮コイルばねまたは引っ張りコイルばねは、好ましくは、シリンダ6に対して平行にまたは同軸に配置されている。特に、この場合、第1のコイルばね13は、シリンダ6を半径方向で包囲している。第2のコイルばね14は、この場合、特にシリンダ6により半径方向で囲繞されている。
少なくとも1つの第1のコイルばね13は、好ましくは、駆動接続部4a,4bを互いに離間駆動するために用いられ、第1のコイルばね13は、特にピストン8の運動領域全体にわたって、つまり、ピストン8の行程全体にわたって、ピストン運動に対抗する。少なくとも1つの第2のコイルばね14は、両駆動接続部4a,4bが互いに接近駆動されるとき、ピストン運動に、好ましくは、ピストン8の運動領域の最後の部分にわたってのみ、対抗する。
弁装置10は、ここでは、かつ好ましくは、場合によっては駆動ばね装置12により補助されて、両駆動接続部4a,4bが互いに接近駆動されるときに、過負荷状態において圧力勾配が、特に急激に、すなわち、溢流通路装置9の横断面の拡大により、圧力勾配に関する予め規定された上側の限界値が再び下回られるまで、減少されることができ、その結果、弁装置10が、自動的に狭窄状態に切り換わるように設計されている。
「減少されることができる」とは、少なくとも、ガス圧要素4内に導入されて駆動接続部4a,4bを互いに接近駆動する力が一定にとどまる、または低下するとき、圧力勾配が減少されることを意味している。このことは、例えば、ガス圧要素4内に導入され駆動接続部4a,4bを互いに接近駆動する力が、扉2の重量による力のみから結果として生じる際に該当する。弁装置10が、圧力勾配の特に急激な減少に起因して、狭窄状態に移行されることにより、これに伴う溢流通路装置9の横断面の減少により、減衰は、高められ、これにより、ピストン運動と、相応に両駆動接続部4a,4bの互いに接近する運動とは、減速され得る。
言及したように、弁装置10は、この場合、駆動ばね装置12により補助され得る。このことは、両駆動接続部4a,4bが互いに接近駆動されるとき、駆動ばね装置12のばね力が、ピストン運動に対抗、具体的には、好ましくは継続的に、第1のコイルばね13を介して、かつ特に付加的に、さらには一部区間において、第2のコイルばね14を介して、対抗することを意味している。ピストン運動と、相応に両駆動接続部4a,4bの互いに接近する運動とは、これにより、少なくとも扉2の旋回運動の限定された部分領域で付加的に減速され得る。
この場合、圧力勾配の特に急激な減少に起因して、弁装置10は、それどころか、一時的に圧力勾配に関する下側の限界値も下回られるので、狭窄状態を越えて一時的に開放状態に切り換わり、その後、再び狭窄状態に切り換わり、狭窄状態においてその後、溢流通路装置9の横断面の減少により、ピストン運動と、相応に両駆動接続部4a,4bの互いに接近する運動とが減速されることも可能である。
基本的に、自動車の扉2の閉鎖運動を過負荷のケースで減速させるべく、上述の切り換えプロセスを複数回通して行うことも可能である。弁装置10は、この場合、圧力勾配の特に急激な減少に起因して、減衰を高める狭窄状態に切り換わるが、その後、圧力勾配が再び上昇するので、再び過負荷状態に切り換わる。この過負荷状態において、減衰は再び減少されている。その後、弁装置10は、圧力勾配の新たなる特に急激な減少に起因して、新たに、減衰を高める狭窄状態に切り換わる。狭窄状態に新たに切り換わるたびに、ピストン速度vは、この場合、弁装置10が狭窄状態にあった最後のときと比較して、さらに減少され、扉2の旋回運動は、減速される。
扉2の旋回運動を減速させるべく、本実施例の場合のように、駆動ばね装置12は、そのばね力が、両駆動接続部4a,4b同士の間隔の減少に伴い上昇するように、好ましくは、扉2の閉鎖運動時、扉2の旋回軸線Xと、扉2に及ぼされるモーメントを結果として生ぜしめるばね力の作用線との間の最短の垂直な間隔の減少が、少なくとも部分的に、好ましくは完全に補償されるように、設計されていると、有利である。
こうして、ばね装置12による弁装置10の最適な補助が、好ましくは、扉の旋回領域の略全体にわたって提供されている。閉鎖する扉の制動は、こうしてさらにより効果的に実施され得る。
以下に、而るに図3における図示を基に、ガス圧要素4の特に好ましい一実施の形態について説明する。
而して、既に前述したように、ピストン8は、ピストンロッド8aと、ピストンロッド8aに取り付けられる、特にピストンロッド8aに対して軸方向で固定の、基体8bとを有し、基体8bは、特に、少なくとも部分的にシリンダ内面に対してシールされている。弁装置10は、他方、ここでは、かつ好ましくは、基体8bに対して可動の、特に基体8bに対して軸方向で可動の、弁体15を有し、弁体15は、特に基体8bの内側、好ましくは、半径方向で内側に配置されている。弁体15は、ここでは、かつ好ましくは、図3および図4a)に示すように、その軸方向の延在の少なくとも一部、好ましくは、その軸方向の延在の最大の部分、さらに好ましくは、その軸方向の延在の全体にわたって、少なくとも以下でさらに説明するその開放位置において、特に、以下でさらに説明する切り換え位置の各々において、半径方向で基体8bにより包囲されている。図4b)および図4c)に示す変化態様では、弁体15は、ここでは、かつ好ましくは、その軸方向の延在の少なくとも一部、好ましくは、その軸方向の延在の最大の部分にわたって、少なくとも以下でさらに説明するその開放位置において、特に、以下でさらに説明する切り換え位置の各々において、軸方向で基体8bの外側を延在している。
この場合、溢流通路装置9は、基体8bと弁体15との間に形成されている。弁体15は、この場合、ここでは、かつ好ましくは、シリンダ軸線Aに沿って基体8bに接して、特に基体8b内で案内されている。
弁体15は、ここでは、かつ好ましくは、ピストン8の基体8bに対して複数の切り換え位置に作動可能であり、切り換え位置は、弁装置10が開放状態を占める少なくとも1つの開放位置(図3a))、弁装置10が狭窄状態を占める少なくとも1つの狭窄位置(図3b))、および/または弁装置10が過負荷状態を占める少なくとも1つの過負荷位置(図3c))を有している。このために弁体15は、ここでは、弁体15がガス圧要素4の静止状態において占めるその初期位置(図2)から、以下でさらに説明するように、ピストンロッド8aに向かって変位可能、好ましくは、ばね力に抗して変位可能である。好ましくは、弁体15は、ピストン8の基体8bに対してここでそうであるように、弁装置10が開放状態を占める複数の開放位置、弁装置10が狭窄状態を占める複数の狭窄位置、および/または弁装置10が過負荷状態を占める複数の過負荷位置を占めてもよい。この場合、弁体15は、つまり、タイプ「開放位置」の複数の位置、タイプ「狭窄位置」の複数の位置および/またはタイプ「過負荷位置」の複数の位置を占めてもよい。而して、ここでは、図2に示す初期位置も、図3a)に示す位置も、それぞれ、タイプ「開放位置」の1つの位置、つまり、弁装置10が開放状態を占める1つの開放位置である。
溢流通路装置9は、而るに1つまたは複数の流体通路11を有し、流体通路11は、両部分室7a,7b間の流体技術的な接続に用いられる。いずれにしても過負荷状態および開放状態において、これらの流体通路11は、両部分室7a,7bを流体技術的に互いに接続する。このために流体通路11は、基体8bと弁体15との間を延びている。流体通路11の1つまたは複数内に、狭隘箇所16が設けられている、または形成可能であり、狭隘箇所16は、補償流動が貫流可能な流体通路11の最小の横断面を規定する。少なくとも1つの狭隘箇所16もしくはすべての狭隘箇所16のそのときどきの横断面および/またはすべての狭隘箇所16の総横断面は、ピストン8の基体8bに対する弁体15の切り換え位置(過負荷位置、狭窄位置、開放位置)に応じて変化する。
「設けられている、または形成可能である」とは、一方では、それぞれの流体通路11内に1つの狭隘箇所16が常に存在しており、弁体15が基体8bに対して相対的に移動されるとき、狭隘箇所16の半径方向の輪郭が、弁体15の切り換え位置に応じて区間毎に、特に弁体15の、それぞれ異なって成形された材料区間により形成されることにより、この狭隘箇所16の横断面が、弁体15の切り換え位置に応じて変化することを意味している。他方では、弁体15のある特定の切り換え位置でアクティブでない流体通路11、つまり、この切り換え位置では両部分室7a,7bを互いに流体技術的に接続せず、ひいては、貫流可能な狭隘箇所16も有しない流体通路11が、弁体15の別の切り換え位置ではアクティブであり、この場合はつまり、この切り換え位置で、両部分室7a,7bを流体技術的に互いに接続し、これにより、初めて1つの狭隘箇所16が形成される。この流体通路11は、この場合、つまり「開通」され、場合によっては、別の横断面の狭隘箇所16を有する別の流体通路11は、この場合、「遮断」され、つまり、この場合、もはやアクティブでない。後者の構成は、例えば、弁体15の周にわたって、それぞれ異なる長さの流体通路11が複数設けられており、これらの流体通路11が、特にアクティブな状態でそのそれぞれの狭隘箇所16の横断面の点で相違していて、切り換え位置に応じてそれぞれ異なる流体通路11を通して、または異なる数の流体通路11を通して、補償流動が貫流可能であることによって、実現可能である。
総横断面は、この場合、個々の狭隘箇所16のすべての横断面の合計である。それぞれの狭隘箇所16、つまり、流体通路11のそのときどきの最小の貫流可能な横断面を有する箇所は、ここで示す実施例では、弁体15の切り換え位置に応じて移転し、すなわち、狭隘箇所16は、弁体15の切り換え位置次第で弁体15または基体8bの別の箇所に形成されている。
この場合、ここでは、かつ好ましくは、弁体15内に流体通路11毎に1つの溝17が形成されている。流体通路11の狭隘箇所16は、この場合、ここでは、かつ好ましくは、1つまたは複数のタイプの切り換え位置のとき、特にタイプ「狭窄位置」および/または「開放位置」のとき、つまり狭窄位置および/または開放位置において、溝17のそれぞれ1つの溝区間17a,17bと、基体8bに設けられた相手側部材18、特にシールリングとの間に形成される。付加的または代替的に、本実施例におけるように、1つのタイプの切り換え位置のとき、特にタイプ「過負荷位置」のとき、つまり過負荷位置において、流体通路11の狭隘箇所16は、弁体15、ここでは、面取りされた材料区間20と、基体8bに設けられた相手側部材18、ここでは、シールリングとの間のリング室19である。リング室19は、この関連において、完全に環囲する、流体が貫流可能な自由空間である。
流体通路11の狭隘箇所16は、つまり、弁体15の、挙げた切り換え位置の各々において、弁体15の別の区間、例えば溝区間17a,17bまたは面取りされた材料区間20に形成される。
ここでは図示しない代替的な一実施の形態によれば、基体8b内に流体通路11毎に1つの溝17が形成されていてもよく、この場合、好ましくは、流体通路11の狭隘箇所16は、1つまたは複数のタイプの切り換え位置のとき、特にタイプ「狭窄位置」および/または「開放位置」のとき、つまり狭窄位置および/または開放位置において、溝17のそれぞれ1つの溝区間17a,17bと、弁体15に設けられた相手側部材18、特にシールリングとの間に形成される。この場合、付加的または代替的に、1つのタイプの切り換え位置のとき、特にタイプ「過負荷位置」のとき、つまり過負荷位置において、流体通路11の狭隘箇所は、基体8bと、弁体15に設けられた相手側部材18との間のリング室19であってもよい。
最良に図3a)に看取可能であるように、ここでは、かつ好ましくは、溝17は、より大きい横断面ならびに/またはより大きい深さおよび/もしくは幅を有する第1の溝区間17aと、第1の溝区間17aに続いて、より小さい横断面ならびに/またはより小さい深さおよび/もしくは幅を有する第2の溝区間17bとを有している。ここでは、かつ好ましくは、この場合、第2の溝区間17bは、環囲するように面取りまたは凹欠された材料区間20内に開口している。代替的には、ただし、このことはここでは図示していないが、第2の溝区間17bは、第1および/または第2の溝区間17a,17bより大きい横断面ならびに/またはより大きい深さおよび/もしくは幅を有する第3の溝区間内に開口しているようになっていてもよい。
ここでは、かつ好ましくは、言及したように、弁体15は、それぞれの流体通路11を形成すべく溝17が設けられた部品である。相応に、ここでは面取りされた材料区間20も、弁体15の部分である。
面取りされた材料区間20は、弁体15の一部区間であって、弁体15の外側の表面が、ここではシリンダ軸線Aに対して同軸に延びる弁体15の運動軸線に対して平行でなく、運動軸線に対して斜めに延在している区間である。この面取りされた材料区間20において、それゆえ弁体15の横断面は、減少し、具体的には、溝17におけるように細い周セグメントにおいて減少するだけでなく、より大きな周領域にわたって、好ましくは、完全な周にわたって減少する。これに伴い貫流可能な空間は、それゆえ周方向で見て溝17におけるより大きい。こうして、図3c)に示すように、溢流通路装置9の、溝17と比較してかなり大きな貫流可能な横断面が達成される。好ましくは、これにより過負荷位置において、環囲するように面取りされた材料区間20と、相手側部材18、ここではシールリングとの間に、前述のリング室19が形成される。
環囲するように面取りされた材料区間20によるのと同じ効果は、環囲するように凹欠された材料区間(図示せず)によっても達成される。
この箇所で再度強調しておくと、ここでは好ましい実施の形態として、弁体15は、それぞれの溝17と、面取りされた材料区間20とを有している。これは、しかし、ここでは図示しない別の一実施の形態によれば、基体8bに設けられていてもよく、この場合、言及したように、それぞれの相手側部材18あるいはシールリングは、弁体15に設けられることになろう。
図3に示すように、ここでは、かつ好ましくは、第1の溝区間17aは、部分室7bに向かって配置されており、部分室7b内では、両駆動接続部4a,4bが互いに接近駆動されるとき、流体は、より低い圧力を有している。特にこの第1の溝区間17aは、部分室7b内に開口している。第1の溝区間17aには、而して第2の溝区間17bが部分室7aに向かって接続している。部分室7aは、この場合、両駆動接続部4a,4bが互いに接近駆動されるとき、流体がより高い圧力を有している部分室である。
「より小さい」および「より大きい」または「より低い」および「より高い」なる概念は、ここでは常に互いに関するものであり、すなわち、例えば「より小さい」横断面は、「より大きい」横断面より小さく、または「より低い」圧力は、「より高い」圧力より小さい。
図3a)、3b)および3c)は、この順序で、まず、開放状態において溝区間17aが、相手側部材18あるいはシールリングとともに、両部分室7a,7b間の圧力勾配を補償すべく流体が貫流する横断面を形成することを示している。而るに圧力勾配が高まると、弁体15は、部分室7a内の高められた圧力により部分室7bに向かって押され、これにより、その後、狭窄状態が達成される。狭窄状態において、その後、溝区間17bが、相手側部材18あるいはシールリングとともに、その後、両部分室7a,7b間の圧力勾配を補償すべく流体が貫流する横断面を形成する。圧力勾配がなおもさらに高まると、弁体15は、部分室7a内の高められた圧力によりなおもさらに部分室7bに向かって押され、これにより、その後、過負荷状態が達成される。過負荷状態において、その後、面取りされた材料区間20が、相手側部材18あるいはシールリングとともに、その後、両部分室7a,7b間の圧力勾配を補償すべく流体が貫流するここではリング形の横断面を形成する。
図3および図4に示すように、弁体15には、ここでは、弁体15がガス圧要素4の静止状態において占めるその初期位置から変位されているとき、力により付勢されている。このために、ここでは、かつ好ましくは、少なくとも1つの弁ばね22を有する弁ばね装置21が設けられており、弁ばね装置21あるいは少なくとも1つの弁ばね22は、ここでは、弁体15が、その初期位置から基体8bに対してばね力により付勢、具体的には、好ましくは、少なくとも1つのその開放位置あるいは初期位置に向かって付勢されているように、弁体15と協働する。
弁ばね装置21の様々な変化態様は、図4a)ないしc)に示してある。図4a)は、この場合、図3a)ないしc)にも示してある変化態様に相当する。示した変化態様は、弁装置10内での少なくとも1つの弁ばね22の位置の点で相違している。
図3あるいは4a)に示すように、弁ばね22、ここでは、かつ好ましくは、弁ばね装置21の単一の弁ばね22である弁ばね22は、弁体15の、シリンダ内室7の下側の部分室7bに向いた側、特に端面に配置されている。弁ばね22は、ここでは、かつ好ましくは、一端で基体8bまたはピストンロッド8aに、ここでは、半径方向内方に突出した区間23に支持され、他端で弁体15に、ここでは、弁体15の、シリンダ内室7の下側の部分室7bに向いた側、特に端面に支持されている。弁ばね22は、この場合、ここでは、かつ好ましくは、その軸方向の延在の少なくとも一部、好ましくは、その軸方向の延在の最大の部分、さらに好ましくは、その軸方向の延在全体にわたって、半径方向で基体8bにより包囲されている。
図4b)および図4c)に示すように、弁体15の軸方向の一部区間24は、軸方向で基体8bからシリンダ内室7の上側の部分室7a内に突入している。この区間24は、基体8bに対して離間して、特にここでそうであるように、基体8bとは反対方向を向いたその端部に、半径方向の拡張部25を有し、半径方向の拡張部25は、弁ばね22、ここでは、かつ好ましくは、弁ばね装置21の単一の弁ばね22である弁ばね22のための軸方向の当接部を形成している。弁ばね22は、ここでは、かつ好ましくは、基体8bの、シリンダ内室7の上側の部分室7aに向いた側、特に端面に配置されており、かつ/または弁体15を半径方向で、特にその軸方向の延在全体にわたって包囲する。弁ばね22は、ここでは、かつ好ましくは、一端で基体8bに、ここでは基体8bの端面に支持され、他端で弁体15に、ここでは弁体15の半径方向の拡張部25に支持されている。弁ばね22は、この場合、ここでは、かつ好ましくは、その軸方向の延在の少なくとも一部、好ましくは、その軸方向の延在の最大の部分、さらに好ましくは、その軸方向の延在全体にわたって、軸方向で基体8bの外側に配置されている。
基本的に、上述の変化態様を組み合わせ、弁ばね装置21が少なくとも2つの弁ばね22を有するようにすることも可能である。1つの弁ばね22は、この場合、図3あるいは4a)に示すように、弁体15の、シリンダ内室7の下側の部分室7bに向いた側、特に端面に配置されており、好ましくは、一端で基体8bまたはピストンロッド8aに、特に、半径方向内方に突出した区間23に支持され、他端で弁体15に、特に弁体15の、シリンダ内室7の下側の部分室7bに向いた側に、特に端面に支持されている。別の弁ばね22は、この場合、図4b)あるいは4c)に示すように、基体8bの、シリンダ内室7の上側の部分室7aに向いた側、特に端面に配置されており、かつ/または弁体15を半径方向で、特にその軸方向の延在全体にわたって包囲する。この別の弁ばね22は、好ましくは、一端で基体8bに、特に基体8bの端面に支持され、他端で弁体15に、特に弁体15の半径方向の拡張部25に支持されている。
半径方向の拡張部25は、様々な形式で形成されていてもよい。図4b)に示すように、半径方向の拡張部25は、弁体15に特に端部側で螺嵌されているねじナット25aにより形成される。ここでは、かつ好ましくは、さらに1つのワッシャ25bが、半径方向の拡張部25の構成部分である。ねじナット25aおよび/またはワッシャ25bは、この場合、弁ばね22のばね材料、特にばね線材の軸方向の投影内に突入し、その結果、弁ばね22は、ねじナット25aに、またはここでそうであるようにワッシャ25bに軸方向で当接し得る。図4c)に示すように、半径方向の拡張部25は、弁体15の材料の半径方向の拡開により、特に、弁体15の、基体8bとは反対方向を向いた端部に、形成される。弁体15の拡開された材料は、この場合、弁ばね22のばね材料、特にばね線材の軸方向の投影内に突入し、その結果、弁ばね22は、拡開された材料に軸方向で当接し得る。
弁体15は、図3あるいは4a)では、ならびに図4b)および図4c)でも、それぞれ、左方にピストンロッド8aに向かって変位可能であり、相応に、少なくとも変位された状態において、右方にその少なくとも1つの開放位置に向かって弁ばね装置21によりばね力により付勢されている。ガス圧要素4の静止状態において、かつ通常運転中、これに伴い弁装置10は、ここでは常に開放状態を占めている。基本的に弁体15は、弁装置10の開放状態において、ばね力なしであってもよいし、またはばね力により付勢されていてもよい。
前に示唆したように、ここでは図示しない別の一実施の形態において、説明した切り換えプロセスは、付加的または代替的に反対方向でも可能である。弁体15は、この場合、弁体15がガス圧要素4の静止状態において占めるその初期位置から、付加的または代替的に反対方向に、ここではピストンロッド8aから離れるように、力に抗して、特に、弁ばね装置21により提供されるばね力に抗して、変位可能であろう。
いずれにしても、ここでは、かつ好ましくは、以下のようになる。それぞれの弁ばね22は、両部分室7a,7b間の圧力勾配に応じて圧縮される。それぞれの弁ばね22のばね特性線は、このために好ましくは、ピストン速度vに応じて、弁体15が、その際に存在する圧力勾配にその都度相当する切り換え位置(過負荷位置、狭窄位置、開放位置)を占めるように選択されている。特に、それぞれの弁ばね22のばね特性線は、この場合、ピストン速度vに応じて、弁体15の、その際に設定すべき切り換え状態(過負荷状態、狭窄状態、開放状態)に相当する区間、つまり、例えば過負荷状態では、面取りされた材料区間20が、狭窄状態では、溝区間17bが、そして開放状態では、溝区間17aが、相手側部材18に対向するように選択されている。
独立した意義のある別の一思想によれば、自動車の扉2、特にテールゲート用の駆動装置1であって、場合によっては少なくとも1つのモータ式の駆動部3を備え、少なくともしかし、少なくとも1つのガス圧要素4、特にガススプリングを備える、駆動装置1において、ガス圧要素4は、外部に向かってシールされるシリンダ6と、シリンダ内室7内でシリンダ軸線Aに沿って走行し、シリンダ内室7を2つの部分室7a,7bに区画するピストン8とを有し、ガス圧要素4は、シリンダ6に結合されている第1の駆動接続部4aと、ピストン8に結合されている第2の駆動接続部4bとを有し、シリンダ6は、流体、特に圧力下にある流体で満たされており、ピストン8は、溢流通路装置9を有し、溢流通路装置9により、ピストン運動に対して、両部分室7a,7b間の圧力勾配を補償すべく、両部分室7a,7b間の補償流動が生じ、かつピストン8には、切り換え可能な弁装置10が割り当てられており、弁装置10は、両部分室7a,7b間の圧力勾配に応じて、溢流通路装置9の貫流可能な横断面の大きさの点で相違するそれぞれ異なる貫流状態に移行可能である、駆動装置1を特許請求する。第1の思想による本提案に係る駆動装置1についてのすべての説明を参照されたい。
本思想によれば、特に両駆動接続部が互いに接近駆動されるとき、弁装置10は、圧力勾配に関する予め規定された下側の限界値を上回った時、自動的に開放状態から、溢流通路装置9の横断面を開放状態に対して減少させる狭窄状態に切り換わり、圧力勾配に関する予め規定された上側の限界値を上回った時、自動的に狭窄状態から、溢流通路装置9の横断面を狭窄状態に対して減少させる閉鎖状態に切り換わることが想定されている。
好ましくは、この場合、以下のようになっている。溢流通路装置9の横断面は、圧力勾配に関する予め規定された上側の限界値を上回った後、少なくとも大部分、好ましくは完全に閉鎖され、これにより、もはや貫流可能でなく、いずれにしても、もはや言及するに値するほど貫流可能でない。
同じく独立した意義のある別の一思想によれば、扉2、特にテールゲートと、扉2に割り当てられた本提案に係る駆動装置1とを備える扉装置5を特許請求する。第1の思想および第2の思想による本提案に係る駆動装置1についてのすべての説明を参照されたい。
特に扉2は、組み付けられた状態で略水平に方向付けられている旋回軸線X回りに旋回可能な扉2である。まさにこの適用事例において、前で説明したように、本提案に係る駆動装置1は、特に有利に使用可能である。このことは、特に、これについて前で説明したように、特に扉2の速度が高められている場合に当てはまる。本提案に係る扉装置5において、このような場合は、特に、駆動部3の駆動力および/または保持力がなく、これにより扉2が、ばね力に起因して、かつ/または重力に起因して閉鎖方向または開放方向に押し遣られる、またはユーザが扉を手動で閉鎖することにより規定されており、このとき、第1および第2の思想により設定されているような狭窄状態への、かつ場合によっては、第2の思想により設定されているような閉鎖状態への、弁装置10の、この場合は条件付きの切り換えが、扉2のさらなる作動に対抗し、特に、扉2のさらなる作動を阻止する。

Claims (16)

  1. 自動車の扉(2)、特にテールゲート用の駆動装置であって、少なくとも1つのガス圧要素(4)、特にガススプリングを備え、前記ガス圧要素(4)は、外部に向かってシールされるシリンダ(6)と、シリンダ内室(7)内でシリンダ軸線(A)に沿って走行し、前記シリンダ内室(7)を2つの部分室(7a,7b)に区画するピストン(8)とを有し、
    前記ガス圧要素(4)は、前記シリンダ(6)に結合されている第1の駆動接続部(4a)と、前記ピストン(8)に結合されている第2の駆動接続部(4b)とを有し、前記シリンダ(6)は、流体、特に圧力下にある流体で満たされており、
    前記ピストン(8)は、溢流通路装置(9)を有し、前記溢流通路装置(9)により、ピストン運動に対して、両前記部分室(7a,7b)間の圧力勾配を補償すべく、両前記部分室(7a,7b)間の補償流動が生じ、かつ
    前記ピストン(8)には、切り換え可能な弁装置(10)が割り当てられており、前記弁装置(10)は、両前記部分室(7a,7b)間の前記圧力勾配に応じて、前記溢流通路装置(9)の横断面の大きさの点で相違するそれぞれ異なる貫流状態に移行可能である、
    駆動装置において、
    前記弁装置(10)は、前記圧力勾配に関する予め規定された上側の限界値を上回った時、自動的に、前記溢流通路装置(9)の前記横断面を拡大させる、特に最大化させる過負荷状態に切り換わる、
    ことを特徴とする駆動装置。
  2. 前記弁装置(10)は、前記圧力勾配に関する予め規定された下側の限界値を上回った時、自動的に、前記溢流通路装置(9)の前記横断面を減少させる、特に最小化させる狭窄状態に切り換わり、好ましくは、前記溢流通路装置(9)の前記横断面は、前記圧力勾配に関する予め規定された前記下側の限界値を上回った後、前記圧力勾配に関する予め規定された前記上側の限界値の到達まで、引き続き開放されたままである、または、再び閉鎖されることを特徴とする、請求項1記載の駆動装置。
  3. 前記圧力勾配に関する前記下側の限界値は、15mm/s~100mm/s、好ましくは、30mm/s~80mm/s、さらに好ましくは、40mm/s~60mm/sの範囲内のピストン速度(v)に相当し、かつ/または前記圧力勾配に関する前記上側の限界値は、25mm/s~120mm/s、好ましくは、40mm/s~100mm/s、さらに好ましくは、50mm/s~80mm/sの範囲内のピストン速度(v)に相当することを特徴とする、請求項1または2記載の駆動装置。
  4. 前記弁装置(10)は、前記ガス圧要素(4)の通常運転中、前記溢流通路装置(9)が、前記狭窄状態におけるより大きいかつ/または前記過負荷状態におけるより小さい横断面を有する開放状態を占め、かつ/または前記弁装置(10)は、圧力勾配の上昇時、自動的に、前記溢流通路装置(9)が、前記狭窄状態におけるより大きいかつ/または前記過負荷状態におけるより小さい横断面を有する開放状態から、特に前記狭窄状態を経て、前記過負荷状態に切り換わることができることを特徴とする、請求項1から3までのいずれか1項記載の駆動装置。
  5. 前記弁装置(10)は、前記圧力勾配に関する予め規定された前記上側の限界値を下回った時、自動的に前記過負荷状態から前記狭窄状態に切り換わり、かつ/または前記弁装置(10)は、前記圧力勾配に関する予め規定された前記下側の限界値を下回った時、自動的に前記狭窄状態から前記開放状態に切り換わることを特徴とする、請求項1から4までのいずれか1項記載の駆動装置。
  6. 前記ガス圧要素(4)は、駆動ばね装置(12)を有し、前記駆動ばね装置(12)は、少なくとも1つの第1のコイルばね(13)、特に圧縮コイルばねまたは引っ張りコイルばね、好ましくは、前記シリンダ(6)に対して平行にまたは同軸に、前記シリンダ(6)を特に半径方向で包囲するように配置されているコイルばね(13)、および/または少なくとも1つの第2のコイルばね(14)、特に圧縮コイルばねまたは引っ張りコイルばね、好ましくは、前記シリンダ(6)に対して平行にまたは同軸に、前記シリンダ(6)により特に半径方向で囲繞されるように配置されているコイルばね(14)を有することを特徴とする、請求項1から5までのいずれか1項記載の駆動装置。
  7. 前記弁装置(10)は、場合によっては前記駆動ばね装置(12)により補助されて、両前記駆動接続部(4a,4b)が互いに接近駆動されるときに、前記過負荷状態において前記圧力勾配が、特に急激に、前記圧力勾配に関する予め規定された前記上側の限界値が再び下回られるまで、減少されることができ、その結果、前記弁装置(10)が、自動的に前記狭窄状態に切り換わるように設計されていることを特徴とする、請求項1から6までのいずれか1項記載の駆動装置。
  8. 前記駆動ばね装置(12)は、そのばね力が、両前記駆動接続部(4a,4b)同士の前記間隔の減少に伴い上昇するように、好ましくは、前記扉(2)の閉鎖運動時、前記扉(2)の旋回軸線(X)と、前記扉(2)に及ぼされるモーメントを結果として生ぜしめる前記ばね力の作用線との間の最短の垂直な間隔の減少が、少なくとも部分的に、好ましくは完全に補償されるように、設計されていることを特徴とする、請求項6または7記載の駆動装置。
  9. 前記ピストン(8)は、ピストンロッド(8a)と、前記ピストンロッド(8a)に取り付けられる基体(8b)とを有し、前記弁装置(10)は、前記基体(8b)に対して可動の弁体(15)を有し、前記弁体(15)は、特に前記基体(8b)の内側に配置されており、前記溢流通路装置(9)は、前記基体(8b)と前記弁体(15)との間に形成されていることを特徴とする、請求項1から8までのいずれか1項記載の駆動装置。
  10. 前記弁体(15)は、前記ピストン(8)の前記基体(8b)に対して複数の切り換え位置に作動可能であり、前記切り換え位置は、前記弁装置(10)が前記開放状態を占める少なくとも1つの開放位置、前記弁装置(10)が前記狭窄状態を占める少なくとも1つの狭窄位置、および/または前記弁装置(10)が前記過負荷状態を占める少なくとも1つの過負荷位置を有することを特徴とする、請求項1から9までのいずれか1項記載の駆動装置。
  11. 前記溢流通路装置(9)は、1つまたは複数の流体通路(11)を有し、前記流体通路(11)は、両前記部分室(7a,7b)間の流体技術的な接続に用いられ、前記基体(8b)と前記弁体(15)との間を延びており、前記流体通路(11)の1つまたは複数内に、狭隘箇所(16)が設けられている、または形成可能であり、前記狭隘箇所(16)は、前記補償流動が貫流可能な前記流体通路(11)の最小の横断面を規定し、少なくとも1つの狭隘箇所(16)もしくはすべての狭隘箇所(16)のそのときどきの横断面および/またはすべての狭隘箇所(16)の総横断面は、前記ピストン(8)の前記基体(8b)に対する前記弁体(15)の前記切り換え位置に応じて変化することを特徴とする、請求項1から10までのいずれか1項記載の駆動装置。
  12. 前記弁体(15)内に流体通路(11)毎に1つの溝(17)が形成されており、好ましくは、前記流体通路(11)の前記狭隘箇所(16)は、1つまたは複数のタイプの切り換え位置のとき、特に狭窄位置および/または開放位置において、前記溝(17)のそれぞれ1つの溝区間(17a,17b)と、前記基体(8b)に設けられた相手側部材(18)、特にシールリングとの間に形成され、かつ/または1つのタイプの切り換え位置のとき、特に過負荷位置において、前記流体通路(11)の前記狭隘箇所(16)は、前記弁体(15)と、前記基体(8b)に設けられた相手側部材(18)、特にシールリングとの間のリング室(19)であり、かつ/または
    前記基体(8b)内に流体通路(11)毎に1つの溝(17)が形成されており、好ましくは、前記流体通路(11)の前記狭隘箇所(16)は、1つまたは複数のタイプの切り換え位置のとき、特に狭窄位置および/または開放位置において、前記溝(17)のそれぞれ1つの溝区間(17a,17b)と、前記弁体(15)に設けられた相手側部材(18)、特にシールリングとの間に形成され、かつ/または1つのタイプの切り換え位置のとき、特に過負荷位置において、前記流体通路(11)の前記狭隘箇所(16)は、前記基体(8b)と、前記弁体(15)に設けられた相手側部材(18)、特にシールリングとの間のリング室(19)である、
    ことを特徴とする、請求項11記載の駆動装置。
  13. 前記溝(17)は、より大きい横断面ならびに/またはより大きい深さおよび/もしくは幅を有する第1の溝区間(17a)と、前記第1の溝区間(17a)に続いて、より小さい横断面ならびに/またはより小さい深さおよび/もしくは幅を有する第2の溝区間(17b)とを有し、好ましくは、前記第2の溝区間(17b)は、環囲するように面取りまたは凹欠された材料区間(20)内に開口している、または前記第1および/または第2の溝区間(17b)より大きい横断面ならびに/またはより大きい深さおよび/もしくは幅を有する第3の溝区間内に開口しており、好ましくは、前記過負荷位置において、環囲するように面取りまたは凹欠された前記材料区間(20)と、前記相手側部材(18)との間に、前記リング室(19)が形成されていることを特徴とする、請求項11または12記載の駆動装置。
  14. 前記弁体(15)は、特に、少なくとも1つの弁ばね(22)を有する弁ばね装置(21)を介して、前記基体(8b)に対して、いずれにしても少なくとも1つのその狭窄位置および過負荷位置において力により付勢、好ましくは、少なくとも1つのその開放位置に向かって付勢されており、好ましくは、1つの弁ばね(22)が、前記弁体(15)の、前記シリンダ内室(7)の下側の前記部分室(7b)に向いた側に配置されており、好ましくは、一端で前記基体(8b)または前記ピストンロッド(8a)に支持され、他端で前記弁体(15)に支持されており、かつ/または1つの弁ばね(22)が、前記基体(8b)の、前記シリンダ内室(7)の上側の前記部分室(7a)に向いた側に配置されており、かつ/または前記弁体(15)を半径方向で包囲し、好ましくは、一端で前記基体(8b)に支持され、他端で前記弁体(15)、特に前記弁体(15)の半径方向の拡張部(25)に支持されていることを特徴とする、請求項1から13までのいずれか1項記載の駆動装置。
  15. 自動車の扉(2)、特にテールゲート用の駆動装置であって、少なくとも1つのガス圧要素(4)、特にガススプリングを備え、前記ガス圧要素(4)は、外部に向かってシールされるシリンダ(6)と、シリンダ内室(7)内でシリンダ軸線(A)に沿って走行し、前記シリンダ内室(7)を2つの部分室(7a,7b)に区画するピストン(8)とを有し、
    前記ガス圧要素(4)は、前記シリンダ(6)に結合されている第1の駆動接続部(4a)と、前記ピストン(8)に結合されている第2の駆動接続部(4b)とを有し、前記シリンダ(6)は、流体、特に圧力下にある流体で満たされており、
    前記ピストン(8)は、溢流通路装置(9)を有し、前記溢流通路装置(9)により、ピストン運動に対して、両前記部分室(7a,7b)間の圧力勾配を補償すべく、両前記部分室(7a,7b)間の補償流動が生じ、かつ
    前記ピストン(8)には、切り換え可能な弁装置(10)が割り当てられており、前記弁装置(10)は、両前記部分室(7a,7b)間の前記圧力勾配に応じて、前記溢流通路装置(9)の横断面の大きさの点で相違するそれぞれ異なる貫流状態に移行可能である、
    駆動装置において、
    前記弁装置(10)は、前記圧力勾配に関する予め規定された下側の限界値を上回った時、自動的に開放状態から、前記溢流通路装置(9)の前記横断面を前記開放状態に対して減少させる狭窄状態に切り換わり、前記圧力勾配に関する予め規定された上側の限界値を上回った時、自動的に前記狭窄状態から、前記溢流通路装置(9)の前記横断面を前記狭窄状態に対して減少させる閉鎖状態に切り換わる、
    ことを特徴とする駆動装置。
  16. 扉(2)、特にテールゲートと、前記扉(2)に割り当てられた請求項1から15までのいずれか1項記載の駆動装置(1)とを備える扉装置。
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