EP1898036A1

EP1898036A1 - Actuating device for a motor vehicle door

Info

Publication number: EP1898036A1
Application number: EP06018593A
Authority: EP
Inventors: Hans-Joachim Büscher
Original assignee: Delphi Technologies Inc
Current assignee: Delphi Technologies Inc
Priority date: 2006-09-05
Filing date: 2006-09-05
Publication date: 2008-03-12
Anticipated expiration: 2026-09-05
Also published as: EP1898036B1; ATE464450T1; DE502006006714D1

Abstract

The operating actuator (10) has a gear wheel set (14) and a motor driver (12,22), which drives the gear wheel set. The gear wheel set has two gear wheels (16,18) formed asymmetrically with each other, whose transmission ratio changes in the process of the rotation of the gear wheel set. The transmission ratio changes away in the process of the rotation of the gear wheel set in such a manner that the transmission ratios outside the section are constant with the rotation of the gear wheel set.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Betätigungsaktuator für eine Fahrzeugklappe, wie zum Beispiel die Kofferraumklappe, die Heckklappe oder Motorhaube eines Kraftfahrzeugs, welcher einen Zahnradsatz sowie einen Motorantrieb umfasst, der den Zahnradsatz antreibt. Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine Kraftfahrzeugklappe, welche durch solch einen Betätigungsaktuator verschwenkt wird.The present invention relates to an actuation actuator for a vehicle door, such as the trunk lid, the tailgate or hood of a motor vehicle, which comprises a gear set and a motor drive, which drives the gear set. Moreover, the invention relates to a motor vehicle door which is pivoted by such an actuation actuator.

Üblicherweise ändert sich die zum Verschwenken einer Kraftfahrzeugklappe erforderliche Betätigungskraft bzw. das Betätigungsmoment im Verlauf der Schwenkbewegung. Die Veränderlichkeit des Betätigungsmoments resultiert dabei beispielsweise aus der Kinematik der Klappe selbst sowie aus den von etwaigen Gaszylindern her resultierenden Kräften. Insbesondere nimmt das Betätigungsmoment zu, wenn die Klappe beim Schließvorgang gegen eine Dichtung oder gegen ein Schloss gedrückt wird. Ein derartiger Schließvorgang gegen eine Dichtung erfordert hohe Motorleistungen, wobei jedoch gleichzeitig der Schließvorgang kontrolliert und verhältnismäßig langsam stattfinden sollte. Üblicherweise führen diese Verhältnisse dazu, dass der Motor für den restlichen Verschwenkweg überdimensioniert ist und dass eine Leistungssteuerung über den gesamten Verschwenkweg hinweg vorgenommen werden muss, um einen gleichmäßigen Betrieb sicherzustellen.Usually, the required for pivoting a vehicle door operating force or the operating torque changes in the course of the pivoting movement. The variability of the actuating torque results, for example, from the kinematics of the flap itself and from the resulting from any gas cylinders forth forces. In particular, the operating torque increases when the flap is pressed during the closing operation against a seal or against a lock. Such a closing operation against a seal requires high engine power, but at the same time the closing process should be controlled and should take place relatively slowly. Typically, these conditions cause the motor to be oversized for the remainder of the swing path and power control must be made throughout the swing path to ensure smooth operation.

Darüber hinaus erzeugen die Gaszylinder in den unterschiedlichen Öffnungsstellungen der Klappe unterschiedliche Kräfte, welche es auszugleichen gilt. So drücken die Gaszylinder die Klappe in einer verhältnismäßig weit geöffneten Stellung in eine offene Position, wohingegen die Gaszylinder während eines Schließvorgangs die Klappe in die geschlossene Stellung drücken. Auch diese sich verändernden Kräfte lassen sich mit einem herkömmlichen Betätigungsaktuator für eine Kraftfahrzeugklappe nur kaum ausgleichen, was in aller Regel wiederum dazu führt, dass der zum Verschwenken erforderliche Motor überdimensioniert wird. Auch in diesem Falle wird somit wiederum eine Steuerung erforderlich, welche die Klappe während des überwiegenden Teils der Schwenkbewegung zur Ausführung einer gleichmäßigen Bewegung durch eine Reduzierung der Leistungszufuhr veranlasst, und die andererseits die Leistungszufuhr gegen Ende des Verschwenkvorgangs erhöht, um ein stärkeres Drehmoment zu erzielen, wenn die Klappe gegen eine Dichtung gedrückt wird.In addition, the gas cylinder in the different open positions of the flap generate different forces, which it is necessary to compensate. So the gas cylinders push the flap in a relative wide open position in an open position, whereas the gas cylinder press the flap during a closing operation in the closed position. These changing forces can hardly be compensated with a conventional Betätigungsaktuator for a motor vehicle door, which in turn usually leads to the required for pivoting engine is oversized. Again in this case, therefore, a control is required which causes the flap during the majority of the pivoting movement to carry out a smooth movement by reducing the power supply, and on the other hand increases the power supply towards the end of the pivoting operation in order to obtain a stronger torque, when the flap is pressed against a gasket.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, eine Realisierung anzugeben, welche es erlaubt, eine Kraftfahrzeugklappe mit geringerem Steueraufwand zu schließen und dennoch die Kraftfahrzeugklappe mit einem genügend großen Drehmoment zu beaufschlagen, um die während des Schließvorgangs durch eine Dichtung hervorgerufenen Reaktionskräfte zu überwinden.The object underlying the invention is to provide an implementation which allows to close a motor vehicle door with less control effort and yet to apply the motor vehicle door with a sufficiently large torque to overcome the caused during the closing process by a gasket reaction forces.

Diese Aufgabe wird mit einem Betätigungsaktuator gelöst, welcher die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist. Insbesondere erfolgt die Lösung der Aufgabe dadurch, dass der von dem Motorantrieb angetriebene Zahnradsatz zumindest zwei miteinander kämmende, asymmetrisch ausgebildete Zahnräder aufweist, welche ein Übersetzungsverhältnis aufweisen, das sich im Verlauf der Drehung des Zahnradsatzes ändert. Durch die Änderung des Übersetzungsverhältnisses im Verlauf der Drehung des Zahnradsatzes lässt sich die gewünschte Wirkung erzielen. So kann beispielsweise eine Fahrzeugklappe während des überwiegenden Teils der Schwenkbewegung über ein verhältnismäßig kleines Übersetzungsverhältnis des,Zahnradsatzes betätigt werden. Andererseits kann die Kraftfahrzeugklappe dann, wenn sie sich der geschlossenen Stellung nähert und insbesondere beispielsweise gegen eine Dichtung gedrückt wird, mit einem größeren Übersetzungsverhältnis des Zahnradsatzes angetrieben werden. Auf diese Weise kann die Kraftfahrzeugklappe mittels des erfindungsgemäßen Betätigungsaktuators dazu veranlasst werden, den überwiegenden Teil der Schwenkbewegung infolge des kleinen Übersetzungsverhältnisses schnell zurückzulegen. Demgegenüber legt die Kraftfahrzeugklappe den restlichen Teil der Schwenkbewegung bedingt durch das größere Übersetzungsverhältnis nur noch langsam, dafür jedoch mit erhöhten Antriebskräften zur Überwindung der beispielsweise durch eine Gummidichtung hervorgerufenen Reaktionskräfte zurück.This object is achieved with an actuating actuator, which has the features of claim 1. In particular, the object is achieved in that the driven by the motor drive gear set has at least two meshing, asymmetrically formed gears having a gear ratio that changes in the course of rotation of the gear set. By changing the gear ratio in the course of the rotation of the gear set, the desired effect can be achieved. For example, a vehicle door during the majority of the pivoting movement over a relatively small gear ratio of, gear set are operated. On the other hand, when the motor vehicle door approaches the closed position and in particular is pressed against a seal, for example, it can be driven with a larger gear ratio of the gear set. In this way, the motor vehicle door can be caused by the Betätigungsaktuators invention to cover the majority of the pivoting movement due to the small gear ratio quickly. In contrast, the motor vehicle door sets the remaining part of the pivoting movement due to the larger gear ratio only slowly, but with increased driving forces to overcome the caused for example by a rubber seal reaction forces back.

Da in Abhängigkeit des jeweiligen Kraftfahrzeugs ganz genau der Schwenkbereich festgelegt werden kann, in welchem erhöhte Antriebskräfte, dafür jedoch nur geringere Geschwindigkeiten zur Verschwenkung der Kraftfahrzeugklappe benötigt werden, wird das Übersetzungsverhältnis des Zahnradsatzes so dimensioniert, dass es sich lediglich über einen definierten Drehwinkel hinweg im Verlauf der Drehung des Zahnradsatzes ändert. Mit anderen Worten ändert sich das Übersetzungsverhältnis lediglich derart über einen Teilabschnitt hinweg im Verlauf der Drehung des Zahnradsatzes, dass die Übersetzungsverhältnisse bei einer Drehung des Zahnradsatzes außerhalb des Teilbereichs konstant sind oder zumindest konstant sein können. Es ist selbstverständlich ebenfalls möglich, das Übersetzungsverhältnis des Zahnradsatzes ausgehend aus einer Ausgangsstellung bis hin zu einer Endstellung kontinuierlich zu ändern, was dazu führt, dass die Fahrzeugklappe bereits zu Zeitpunkten, zu denen sie prinzipiell noch mit höheren Geschwindigkeiten (und geringeren Antriebskräften) betrieben werden könnte, nur noch langsamer (dafür jedoch mit höheren Antriebskräften) angetrieben wird. Demgegenüber erweist es sich als vorteilhaft, den Zahnradsatz so zu dimensionieren, dass sich das Übersetzungsverhältnis lediglich in einem Zeitintervall kurz vor der Erreichung der geschlossenen Stelle der Fahrzeugklappe ändert, so dass ganz gezielt zum Zuziehen der Kraftfahrzeugklappe gegen eine etwa vorhandene Dichtung oder ein Schloss die gewünschten erhöhten Antriebskräfte verfügbar sind.Since depending on the particular motor vehicle exactly the pivoting range can be set, in which increased driving forces, but only lower speeds for pivoting the vehicle door are needed, the gear ratio of the gear set is dimensioned so that it only over a defined angle of rotation in the course the rotation of the gear set changes. In other words, the gear ratio only changes in such a way over a partial section in the course of rotation of the gear set, that the gear ratios are constant or at least constant at a rotation of the gear set outside the sub-range. It is of course also possible to continuously change the gear ratio of the gear set from a starting position to an end position, which means that the vehicle door already at times when they could in principle still be operated at higher speeds (and lower driving forces) , only slower (but with higher driving forces) is driven. In contrast, it turns out as advantageous to dimension the gear set so that the gear ratio changes only in a time interval just before the achievement of the closed position of the vehicle door, so that specifically targeted for pulling the vehicle door against an existing seal or a lock, the desired increased driving forces are available ,

Infolge der asymmetrischen Ausbildung des Zahnradsatzes kann das zweite als Abtrieb dienende Zahnrad des Zahnradsatzes lediglich über eine Drehung von etwa 270° hinweg mit dem als Antrieb dienenden ersten Zahnrad des Zahnradsatzes kämmen. Wie noch später erläutert wird, kann dem Zahnradsatz ein Übersetzungsgetriebe nachgeschaltet sein, welches die genannte 270°-Drehung des zweiten Zahnrades in eine Drehung von 90° übersetzt, da eine Verschwenkung von 90° für die meisten Kraftfahrzeugklappen in aller Regel ausreichend ist. Mit anderen Worten entspricht somit 270°-Drehung des zweiten Zahnrads einer Verschwenkung einer Kraftfahrzeugklappe um 90°. Selbstverständlich stellen die hier angegebenen Zahlenangaben nur exemplarische Winkelbereiche und -angaben dar, von denen bei Bedarf konstruktionsbedingt auch ohne weiteres abgewichen werden kann.Due to the asymmetrical design of the gear set, the second gear serving as the output gear of the gear set can mesh only over a rotation of about 270 ° away with the drive serving as the first gear of the gear set. As will be explained later, the gear set may be followed by a transmission gear which translates said 270 ° rotation of the second gear into a 90 ° turn, since a 90 ° swing is usually sufficient for most automotive doors. In other words, thus 270 ° rotation of the second gear corresponds to a pivoting of a motor vehicle door by 90 °. Of course, the numbers given here represent only exemplary angle ranges and indications, which may be deviated from design if necessary, without further notice.

Damit die Änderung des Übersetzungsverhältnisses nicht während eines zu kleinen Winkelintervalls infolge dieser nachgeschalteten Übersetzung stattfindet, können daher die beiden asymmetrischen Zahnräder so aufeinander abgestimmt sein, dass sich das Übersetzungsverhältnis derselben über einen definierten Drehwinkel von 90° des als Abtrieb dienenden asymmetrischen zweiten Zahnrads ändert, was aus Sicht der Kraftfahrzeugklappe bedeutet, dass sich das Übersetzungsverhältnis ungefähr über einen Drehwinkel von 30° infolge der nachgeschalteten Übersetzung ändert. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass die Kraftfahrzeugklappe bei einer Betätigung nicht ruckartig beschleunigt oder abgebremst wird, was zu Überbeanspruchungen der Getriebe- und Scharnierbauteile führen kann.Thus, the change of the gear ratio does not take place during a too small angle interval as a result of this downstream translation, therefore, the two asymmetric gears can be coordinated so that the gear ratio of the same over a defined rotation angle of 90 ° of the output serving as asymmetric second gear changes, which From the perspective of the vehicle door means that the transmission ratio changes approximately over a rotation angle of 30 ° due to the downstream translation. In this way it can be ensured that the motor vehicle door is not suddenly accelerated or decelerated when actuated, which can lead to overstressing of the gear and hinge components.

Wie bereits zuvor erwähnt, kann der erfindungsgemäße Betätigungsaktuator ferner ein Übersetzungsgetriebe aufweisen, welches dem Zahnradsatz nachgeschaltet ist, und welches die Drehung des als Abtrieb fungierenden asymmetrischen zweiten Zahnrads um 270° in eine Drehung von 90° der Kraftfahrzeugklappe übersetzt. Durch die Nachschaltung dieses zweiten Übersetzungsgetriebes kann der Zahnradsatz kleinbauend ausgelegt werden, da die gewünschte Übersetzung zur Erzielung einer Schwenkbewegung um 90° in zwei Stufen erfolgt. Dieser zweistufige Aufbau mit einem nachgeschalteten Übersetzungsgetriebe erweist sich ferner dahingehend als vorteilhaft, dass dadurch der Betätigungsaktuator mit dem zugehörigen Zahnradsatz als kompakte Einheit ausgeführt werden kann, von welcher ausgehend die 270°-Drehung des zweiten Zahnrads des Zahnradsatzes an einen beliebigen gewünschten Betätigungsort im Bereich der Fahrzeugklappe übertragen werden kann.As already mentioned above, the Betätigungsaktuator invention may further comprise a transmission gear, which is connected downstream of the gear set, and which translates the rotation of the asymmetric second gear acting as the output by 270 ° in a rotation of 90 ° of the motor vehicle door. By connecting this second transmission gear, the gear set can be designed kleinbauend, since the desired translation to achieve a pivoting movement by 90 ° in two stages. This two-stage construction with a downstream transmission gear also proves to be advantageous in that thereby the Betätigungsaktuator can be performed with the associated gear set as a compact unit from which starting the 270 ° rotation of the second gear of the gear set to any desired actuation location in the Vehicle door can be transferred.

Im Folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren näher erläutert. An dieser Stelle sei betont, dass die in den Figuren dargestellte Ausführungsform lediglich zu Erläuterungszwecken und insbesondere nicht als den Schutzbereich einschränkend aufgefasst werden darf, wobei:

Fig. 1: eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Betätigungsaktuators zeigt; und
Fig. 2: die Veränderung des Übersetzungsverhältnisses in Form eines Diagramms erläutert.

In the following the invention will be explained in more detail with reference to the attached figures. It should be emphasized at this point that the embodiment shown in the figures may be regarded as limiting only for explanatory purposes and in particular not as the scope of protection, in which:

Fig. 1: a schematic representation of the Betätigungsaktuators invention; and
Fig. 2: the change of the gear ratio in the form of a diagram explained.

In allen Figuren hinweg sind gleiche oder einander entsprechende Elemente mit gleichen Bezugsziffern gekennzeichnet.In all figures, the same or corresponding elements with the same reference numerals.

Die Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Betätigungsaktuators 10, welcher in der gezeigten Darstellung im Wesentlichen aus einem Gleichstrommotor 12 einschließlich eines direkt nachgeschalteten Planetengetriebes 22, einem Zahnradsatz 14 mit einem ersten Zahnrad 16 und einem zweiten Zahnrad 18 sowie einem dem Zahnradsatz 14 nachgeordneten Übersetzungsgetriebe 20 mit ebenfalls einem ersten Zahnrad 26 und einem zweiten Zahnrad 24 besteht. Wie der Darstellung entnommen werden kann, weist das Planetengetriebe 22 eine Übersetzung von 93:1 auf, so dass das erste Zahnrad 16 ausgehend von dem Gleichstrommotor 12 mit einem Übersetzungsverhältnis von 93:1 angetrieben wird.1 shows a schematic representation of an actuating actuator 10, which in the illustration shown substantially from a DC motor 12 including a directly downstream planetary gear 22, a gear set 14 with a first gear 16 and a second gear 18 and a gear set 14 downstream transmission gear 20 also with a first gear 26 and a second gear 24 consists. As can be seen, the planetary gear 22 has a ratio of 93: 1, so that the first gear 16 is driven by the DC motor 12 at a gear ratio of 93: 1.

Das von dem Gleichstrommotor 12 und dem Planetengetriebe 22 auf das erste Zahnrad 16 mittels einer Welle 17 übertragene Antriebsdrehmoment wird von dem ersten Zahnrad 16 auf das zweite Zahnrad 18 übertragen, welches mit dem ersten Zahnrad 16 kämmend in Eingriff steht. Diese Drehbewegung des zweiten Zahnrads 18 wird über eine Welle 19 an das erste Zahnrad 26 des Übersetzungsgetriebes 20 übertragen, welches seinerseits wiederum kämmend mit dem zweiten Zahnrad 24 des Übersetzungsgetriebes 20 in Eingriff steht. Die von dem Gleichstrommotor 12 erzeugte Drehbewegung wird somit über den Zahnradsatz 14 auf das erste Zahnrad 26 und das zweite Zahnrad 24 des Übersetzungsgetriebes 20 übertragen, von wo aus die Drehbewegung zur Verschwenkung einer in der Fig. 1 nur schematisch dargestellten Kraftfahrzeugklappe 28 abgegriffen werden kann.The drive torque transmitted from the DC motor 12 and the planetary gear 22 to the first gear 16 by means of a shaft 17 is transmitted from the first gear 16 to the second gear 18, which is meshingly engaged with the first gear 16. This rotational movement of the second gear 18 is transmitted via a shaft 19 to the first gear 26 of the transmission gear 20, which in turn is meshingly with the second gear 24 of the transmission gear 20 in engagement. The rotational movement generated by the DC motor 12 is thus transmitted via the gear set 14 to the first gear 26 and the second gear 24 of the transmission gear 20, from where the rotational movement for pivoting a in Fig. 1 only schematically illustrated motor vehicle door 28 can be tapped.

In der Fig. 1 zeigt die rechte Darstellung eine Schnittansicht entlang der Linie X-X durch den Zahnradsatz 14 des Betätigungsaktuators 10. Wie diese Schnittdarstellung zeigt, handelt es sich sowohl bei dem ersten Zahnrad 16 wie auch bei dem zweiten Zahnrad 18 um asymmetrische Zahnräder, welche derart ausgebildet sind, dass sich das Übersetzungsverhältnis des von den beiden Zahnrädern 16, 18 gebildeten Zahnradsatzes im Verlauf der Drehung des Zahnradsatzes 14 ändert, da sich die Radien der Zahnräder entlang des Umfangs ändern.In Fig. 1, the right-hand illustration shows a sectional view along the line XX through the gear set 14 of the actuating actuator 10. As shown in this cross-sectional view, both the first gear 16 and the second gear 18 are asymmetrical gears which are so are formed so that the gear ratio of the gear set formed by the two gears 16, 18 changes in the course of rotation of the gear set 14, since the radii of the gears change along the circumference.

In der Schnittdarstellung der Fig. 1 befindet sich der Zahnradsatz 10 in seiner Ausgangsstellung, in der eine Übersetzung ins Schnelle erfolgt, was daran erkannt werden kann, dass der Radiusstrahl R1 des ersten Zahnrads 16 gemessen von seiner Drehachse bis zum Berührpunkt der beiden Zahnräder 16, 18 größer ist, als der Radiusstrahl R2 des zweiten Zahnrads 18, gemessen von seinem Drehpunkt bis zum Berührpunkt der beiden Zahnräder 16, 18. Wird nun damit begonnen, das erste Zahnrad 16 entgegen dem Uhrzeigersinn zu drehen, so führt dies dazu, dass das zweite Zahnrad 18 aufgrund des kämmenden Eingriffs mit dem ersten Zahnrad 16 im Uhrzeigersinn gedreht wird. Hierbei verkleinert sich in einem Übergangsbereich der Radiusstrahl R 1 des ersten Zahnrads 16, gemessen von der Drehachse bis zum Berührpunkt der beiden Zahnräder 16, 18, wohingegen der Radiusstrahl R2 des zweiten Zahnrads 18, gemessen von seiner Drehachse bis hin zum Berührpunkt der beiden Zahnräder 16, 18, im Übergangsbereich zunimmt. Dies hat zur Konsequenz, dass gegen Ende der Drehung eine Übersetzung ins Langsame erfolgt. Hierdurch lässt sich die gewünschte Wirkung erzielen, eine Kraftfahrzeugklappe während des überwiegenden Teils einer Schwenkbewegung verhältnismäßig schnell zu verschwenken, was im Ausgangszustand durch die Übersetzung ins Schnelle erfolgt. Wenn sich jedoch das erste Zahnrad 16 um nicht ganz eine Umdrehung entgegen der Uhrzeigerrichtung gedreht hat, nimmt der Zahnradsatz 10 eine Übersetzung ins Langsame vor, womit sich in der gewünschten Weise die Kraftfahrzeugklappe gegen Ende der Schwenkbewegung kontrolliert betätigen lässt, wenn sie entgegen den von beispielsweise einem Dichtgummi herrührenden Reaktionskräften zugezogen werden soll.In the sectional view of FIG. 1, the gear set 10 is in its initial position, in which a translation is carried out quickly, which can be recognized by the fact that the radius R1 of the first gear 16 measured from its axis of rotation to the point of contact of the two gears 16, 18 is greater than the radius of R2 of the second gear 18, measured from its pivot point to the point of contact of the two gears 16, 18. If now started to turn the first gear 16 counterclockwise, this leads to the second Gear 18 is rotated due to the meshing engagement with the first gear 16 in a clockwise direction. In this case, in a transition region, the radius beam R 1 of the first gear 16, measured from the axis of rotation to the contact point of the two gears 16, 18, whereas the radius R2 of the second gear 18, measured from its axis of rotation to the point of contact of the two gears 16 , 18, in the transition area increases. This has the consequence that at the end of the rotation is a translation into slow. As a result, the desired effect can be achieved relatively quickly to pivot a motor vehicle door during the majority of a pivoting movement, which takes place in the initial state by the translation into the fast. However, if the first gear 16 is not rotated one full turn counterclockwise has, the gear set 10 takes a translation into the slow, which can operate controlled in the desired manner, the vehicle door towards the end of the pivoting movement when it is to be drawn against the originating from, for example, a rubber seal reaction forces.

Da es wünschenswert ist, die beiden Zahnräder 16, 18 annähernd gleich groß zu dimensionieren, dreht sich bei einer Betätigung des ersten Zahnrads 16 das zweite Zahnrad 18 annähernd um den gleichen Winkel wie das erste Zahnrad 16, nur in entgegengesetzter Richtung. Dies führt jedoch dazu, dass bei einer möglichen Umdrehung des Zahnrads 16 um nicht ganz eine Umdrehung das zweite Zahnrad um bis zu 270° gedreht werden kann.Since it is desirable to dimension the two gears 16, 18 approximately the same size, rotates upon actuation of the first gear 16, the second gear 18 approximately at the same angle as the first gear 16, only in the opposite direction. However, this leads to the fact that in a possible revolution of the gear 16 by not quite a revolution, the second gear can be rotated by up to 270 °.

Da zum einen eine Verschwenkung einer Kraftfahrzeugklappe um 270° in aller Regel nicht benötigt wird, und da zum anderen die Übersetzung allein von dem Planetengetriebe 22 und dem Zahnradsatz 10 bei einem verhältnismäßig klein dimensionierten Motor 12 nicht ausreicht, um eine Kraftfahrzeugklappe zu betätigen, ist dem Zahnradsatz 10 das Übersetzungsgetriebe 20 nachgeschaltet, welches beispielsweise ein Übersetzungsverhältnis von 3:1 aufweisen kann. Mit Hilfe dieses Übersetzungsgetriebes 20 können somit zum einen die zum Verschwenken einer Kraftfahrzeugklappe erforderlichen Kräfte bzw. Drehmomente bereits mit einem sehr klein dimensionierten Motor 12 aufgebracht werden. Zum anderen konvertiert das Übersetzungsgetriebe 20 die 270°-Drehbewegung des zweiten Zahnrads 18 in eine in aller Regel ausreichende Drehung von 90°, was für die meisten Anwendungen ausreichend ist.Since on the one hand a pivoting of a motor vehicle door to 270 ° in most cases is not needed, and secondly because the translation alone of the planetary gear 22 and the gear set 10 in a relatively small-sized engine 12 is not sufficient to actuate a motor vehicle door, is the Gear set 10, the transmission gear 20 downstream, which may have, for example, a transmission ratio of 3: 1. With the help of this transmission gear 20 can thus be applied to a required for pivoting a vehicle door forces or torques already with a very small-sized engine 12. On the other hand, the transmission gear 20 converts the 270 ° rotation of the second gear 18 in a generally sufficient rotation of 90 °, which is sufficient for most applications.

Anhand der in der Fig. 2 dargestellten Graphik werden nun anhand eines Ausführungsbeispiels die einzelnen wirksamen Übersetzungs- bzw. Untersetzungsverhältnisse erläutert. Die in dem Schaubild der Fig. 2 eingezeichnete abgewinkelte Gerade bzw. der Kehrwert deren Steigungen ist dabei repräsentativ für die jeweils wirksamen Über- bzw. Untersetzungsverhältnisse des Zahnradsatzes 10.With reference to the graph shown in FIG. 2, the individual effective translation or reduction ratios will now be based on an embodiment explained. The angled straight line drawn in the diagram of FIG. 2 or the reciprocal of its gradients is representative of the respectively effective over or reduction ratios of the gearwheel set 10.

Wie der Übersetzungskennlinie der Fig. 2 entnommen werden kann, wird das antriebsseitige Zahnrad 16 lediglich um 270° gedreht, da dies in Zusammenwirkung mit dem nachgeordneten Übersetzungsgetriebe 20 ausreicht, um eine Kraftfahrzeugklappe 28 über einen ausreichend großen Bereich zu verschwenken. In der Fig. 2 ändert sich das Übersetzungsverhältnis des Zahnradsatzes 14 kontinuierlich in dem mit B gekennzeichneten Übergangsbereich, was an dem stetigen Steigungsübergang von dem ersten (30) zu dem zweiten (32) Geradenabschnitt entnommen werden kann. Wie der Kennlinie ferner entnommen werden kann, befindet sich der Übergangsbereich B relativ zu den beiden für die Übersetzungsverhältnisse repräsentativen Geradenabschnitte 30, 32 so angeordnet, dass das Übersetzungsverhältnis des Zahnradsatzes 14 diesseits des Übergangsbereichs B im ersten Geradenabschnitt 30 über einen größeren Bereich hinweg konstant ist als jenseits des Übergangsbereichs B im zweiten Geradenabschnitt 32.2, the drive-side gear 16 is only rotated by 270 °, as this, in cooperation with the downstream transmission gear 20 is sufficient to pivot a motor vehicle door 28 over a sufficiently large area. In Fig. 2, the gear ratio of the gear set 14 changes continuously in the transition area indicated by B, which can be taken at the steady slope transition from the first (30) to the second (32) straight line section. As can also be seen from the characteristic curve, the transitional region B is arranged relative to the two straight line sections 30, 32 representative of the transmission ratios so that the transmission ratio of the gearset 14 on this side of the transitional region B in the first straight section 30 is constant over a larger range beyond the transition region B in the second straight line section 32.

So ist der erste 30 Geradenabschnitt etwa über einen Winkel von etwa 135° (zumindest 100°) hinweg konstant, wohingegen der zweite Geradenabschnitt 32 lediglich etwa über einen Winkel von etwa 45° (zumindest 15°) hinweg konstant ist. Prinzipiell ist es jedoch eher wünschenswert, dass der diesseitige Übersetzungsbereich möglichst über einen großen Drehbereich des Zahnradsatzes 14 und der jenseitige Übersetzungsbereich über einen kleinen Drehbereich des Zahnradsatzes 14 zur Verfügung steht, so dass eine mit dem Betätigungsaktuator betätigte Kraftfahrzeugklappe 28 über einen großen Bereich zwar schnell verschwenkt werden kann, der eigentliche Schließvorgang dann jedoch in einem kleinen Bereich eher langsam erfolgt.Thus, the first 30 straight line section is constant over an angle of approximately 135 ° (at least 100 °), whereas the second straight line section 32 is constant only approximately over an angle of approximately 45 ° (at least 15 °). In principle, however, it is more desirable that the present-side transmission range is available over a large range of rotation of the gear set 14 and the other-world transmission range over a small range of rotation of the gear set 14, so that actuated with the Betätigungsaktuator motor vehicle door 28 swings over a large area while fast become can, the actual closing process but then rather slowly in a small area.

Wird beispielsweise in einer Ausgangsstellung das als Antrieb fungierende erste Zahnrad 16 um 90° gedreht, so führt dies, wie dem ersten Geradenabschnitt entnommen werden kann, dazu, dass das als Abtrieb fungierende zweite Zahnrad um 110,88° gedreht wird. Wenn sich dagegen das als Antrieb fungierende erste Zahnrad 16 nach ca. 270° seiner Endstellung nähert, so bewirkt eine 90°-Drehung des ersten Zahnrads 16 lediglich noch eine Umdrehung des zweiten, als Abtrieb dienenden Zahnrads 18 um 55,4°.If, for example, in a starting position, the first gearwheel 16 acting as the drive is rotated by 90 °, then, as can be seen from the first straight line section, the second gearwheel acting as the output is rotated by 110.88 °. If, on the other hand, the first gearwheel 16 acting as the drive approaches its end position after about 270 °, then a 90 ° rotation of the first gearwheel 16 causes only one revolution of the second gearwheel 18 serving as the output gear by 55.4 °.

Das Übersetzungsverhältnis I2 des Zahnradsatzes 14 zu Beginn der Drehung ergibt sich somit zu $I 1 = 90 ° / 110, 88 ° = 0, 811,$

wohingegen sich das Übersetzungsverhältnis gegen Ende der Drehung zu

I 2 = 90 ° / 55, 4 ° = 1, 623

ergibt. Insgesamt resultiert daraus eine relative Übersetzung von

Irel = I 1 / I 2 = 1, 623 / 0, 811 = 2.

The gear ratio I2 of the gear set 14 at the beginning of the rotation thus results to

I 1 = 90 ° / 110.88 ° = 0.811 .

whereas the gear ratio increases towards the end of the rotation

I 2 = 90 ° / 55.4 ° = 1.623

results. Overall, this results in a relative translation of

Irel = I 1 / I 2 = 1.623 / 0.811 = Second

Da das Planetengetriebe bereits eine Übersetzung von 93:1 erzielt, lässt sich mit dem erfindungsgemäßen Betätigungsaktuator somit zu Beginn der Drehung sowie über die meiste Zeit der Drehung hinweg ein Übersetzungsverhältnis von $Iges 1 = G 1 \cdot I 1 \cdot G 2 = 93 / 1 \cdot 0, 811 \cdot 3 / 1 = 223, 2$

erzielen, wobei G 1 bzw. G2 die Übersetzungsverhältnisse des Planetenantriebs 22 bzw. des Übersetzungsgetriebes 20 sind.Since the planetary gear already achieved a translation of 93: 1, can be with the actuation actuator according to the invention thus at the beginning of the rotation and over most of the time of rotation away a gear ratio of

owned 1 = G 1 \cdot I 1 \cdot G 2 = 93 / 1 \cdot 0.811 \cdot 3 / 1 = 223.2

achieve, with G 1 and G2 are the ratios of the planetary drive 22 and the transmission gear 20.

Demgegenüber stellt sich das gesamt resultierende Übersetzungsverhältnis gegen Ende der Drehung zu $Iges 2 = G 1 \cdot I 2 \cdot G 2 = 93 / 1 \cdot 1, 623 \cdot 3 / 1 = 446, 4$

dar.In contrast, the total resulting gear ratio increases towards the end of the rotation

owned 2 = G 1 \cdot I 2 \cdot G 2 = 93 / 1 \cdot 1.623 \cdot 3 / 1 = 446.4

represents.

Es lässt sich somit infolge der Änderung des Übersetzungsverhältnisses im Übergangsbereich, welcher in der Fig. 2 mit B dargestellt ist, eine kontrollierte Bewegung der Kraftfahrzeugklappe erzielen, bei der die Kraftfahrzeugklappe gegen Ende der Schwenkbewegung etwa halb so schnell dafür aber mit der doppelten Antriebkraft zugezogen wird, wie zu Beginn.It can thus be achieved as a result of the change of the transmission ratio in the transition region, which is shown in Fig. 2 with B, a controlled movement of the motor vehicle door, in which the vehicle door is pulled about half as fast but with twice the drive force towards the end of the pivoting movement like at the beginning.

Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Betätigungsaktuators kann somit eine Kraftfahrzeugklappe zu Beginn einer Schwenkbewegung sowie über den überwiegenden Teil der Schwenkbewegung hinweg verhältnismäßig schnell mit Hilfe verhältnismäßig kleiner Drehmomente verschwenkt werden, wohingegen gegen Ende der Schwenkbewegung die Kraftfahrzeugklappe mit Hilfe des erfindungsgemäßen Betätigungsmechanismus verhältnismäßig langsam dafür jedoch unter Aufbringung verhältnismäßig großer Kräfte verschwenkt werden kann.With the help of the Betätigungsaktuators invention thus a vehicle door at the beginning of a pivoting movement and over the vast majority of the pivoting movement can relatively quickly be pivoted with the aid of relatively small torques, whereas towards the end of the pivoting movement, the motor vehicle flap relatively slowly with the help of the actuating mechanism according to the invention for relatively but applying relatively large forces can be pivoted.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010: BetätigungsaktuatorBetätigungsaktuator
1212: Motorengine
1414: Zahnradsatzgearset
1616: erstes Zahnrad von 14first gear of 14
1717: Wellewave
1818: zweites Zahnrad von 14second gear of 14
1919: Wellewave
2020: Übersetzungsgetriebeup gear
2222: Planetengetriebeplanetary gear
2424: zweites Zahnrad von 20second gear of 20
2626: erstes Zahnrad von 20first gear of 20
2828: KraftfahrzeugklappeMotor vehicle door
3030: erster Geradenabschnittfirst straight section
3232: zweiter Geradenabschnittsecond straight section
AA: Nicht genutze BereicheUnused areas
BB: ÜbergangsbereichTransition area
R 1R 1: Radiusstrahl von 16Radius beam of 16
R2R2: Radiusstrahl von 18Radius beam of 18

Claims

An actuating actuator (10) for pivoting a motor vehicle door, comprising: a gear set (14); and

- A motor drive (12, 22) which drives the gear set (14);

characterized in that the gear set (14) has at least two mutually meshing asymmetrically formed gears (16, 18) whose transmission ratio changes in the course of rotation of the gear set (14).

Actuator actuator according to claim 1,
characterized in that the gear ratio changes only so over a portion (B) in the course of the rotation of the gear set (14), that the gear ratios at a rotation of the gear set (14) outside of the portion (B) are constant.

Actuating actuator according to claim 2,
characterized in that the transmission ratio at least twice over a rotation of the gear set (14) over the region of the subsection (B).

An actuating actuator according to claim 2 or 3,
characterized in that the gear ratio of the gear set (14) on this side of the subsection (B) via a is greater than beyond section (B).

Actuating actuator according to at least one of claims 2 to 4,
characterized in that the transmission ratio of the gear set (14) on this side of the subsection (B) via a rotation of the gear acting as a drive (16) of at least 100 ° is constant.

Actuating actuator according to at least one of claims 2 to 5,
characterized in that the gear ratio of the gear set (14) on the other side of the subsection (B) via a rotation of the gear acting as a drive (16) of at least 15 ° is constant.

Actuating actuator according to at least one of claims 2 to 5,
characterized in that the radii (R1, R2) of the two asymmetrical gears (16, 18) change only in the region of a sector, whereas the radii (R1, R2) of the two asymmetric gears (16, 18) outside these sectors are constant ,

Actuating actuator according to at least one of the preceding claims,
characterized in that the transmission ratio changes over a defined angle of rotation of 90 ° of the asymmetrical gear acting as the output (18).

Actuating actuator according to at least one of the preceding claims,
characterized in that the two asymmetric gears (16, 18) are coordinated so that the asymmetrical gear acting as an output gear (18) is rotatable by at least 270 °.

Actuator actuator according to claim 9,
characterized in that the Betätigungsaktuator (10) further comprises a transmission gear (20) which is the gear set (14) connected downstream, and which translates the rotation of the asymmetrical gear acting as the output (18) by 270 ° in a rotation of about 90 ° ,

Motor vehicle door with an actuating actuator (10) according to at least one of the preceding claims.