CN103080450A

CN103080450A - 用于机动车应用的执行单元

Info

Publication number: CN103080450A
Application number: CN2010800688399A
Authority: CN
Inventors: T·本德尔; C·特普费尔; W·施拉布斯
Original assignee: Kiekert AG
Current assignee: Kiekert AG
Priority date: 2010-08-31
Filing date: 2010-08-31
Publication date: 2013-05-01
Anticipated expiration: 2030-08-31
Also published as: EP2611977B1; EP2611977A1; RU2561023C2; WO2012028120A1; RU2013108193A; CN103080450B; US20130152645A1

Abstract

本发明涉及一种用于机动车应用的执行单元。该执行单元具有驱动装置（2）和可以由该驱动装置（2）加载的执行机构（3，4）。根据本发明，所涉及的执行机构（3，4）完全或部分地由塑料材料制成。

Description

用于机动车应用的执行单元

技术领域

本发明涉及一种用于机动车应用的执行单元，特别用于机动车门锁，该执行单元具有驱动装置和可以由该驱动装置加载的直线式执行机构。

背景技术

这种用于机动车技术，特别在本文中用于机动车门锁的执行单元在实践中已经公知并且在文献中已经得到了全面描述。例如可以参考DE102005044458B4。该文献涉及用于机动车的门、封盖或顶盖的具有封闭辅助设备的封闭装置。为了这个目的，曲杆装置可以在打开位置和关闭位置之间运动。可以通过执行驱动来将该曲杆装置操作到其关闭位置以使封闭元件发生运动。

此外，还存在这种执行单元，例如与可电操作的座椅、镜子、靠枕等结合。这些执行单元基本上都已得到了验证，但通常都结构硕大厚重。所涉及的执行单元甚至不能传输微不足道的力或扭矩。——因为汽车构造中重量问题的影响越来越大，并且从生态学观点来看，附加设备和执行单元通常也被视为批评性的，尽管对于改善舒适度起到重要作用。本发明即应用于此。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于进一步开发一种用于机动车应用的执行单元，从而可以在较小重量下实现紧凑的构造形式。

为了解决上述技术问题，本发明范围内的执行单元的特征在于，所述执行机构完全或部分地由塑料材料制成。所使用的塑料材料完全或部分地指的是自增强的聚合物材料。实际上可以有利地（至少部分地）使用液晶聚合物。这种液晶聚合物在英语中被称为LCP（liquid crystal polymer）并且由EP0217563B1而公知。

这种塑料材料的特征在于，其可以舍弃纤维增强，但是同时具有像纤维增强的塑料材料一样的相似强度。实际上，液晶聚合物的特征在于杆状分子形状。这种分子柔性较低。同时，由于所述杆状分子形状或包含杆状分子的塑料材料的这一事实而带来了出色的机械和化学特性。

因此，液晶聚合物具有平行于其分子轴的极高的抗拉强度和较高的弹性模量。所述液晶聚合物可以是完全的芳香族聚酯。

无论如何，根据本发明的所增加或完全使用的塑料材料本身具有增强能力，这归因于在此使用的液晶材料的杆状分子。当然也可以使用聚合物复合材料作为塑料材料，这种复合材料例如包括热塑性基聚合物和前述的液态晶体聚合物或液晶聚合物。不管怎样，根据本发明的执行机构可以非常轻易地制成，因为这种塑料材料通常具有最多1g/cm³至2g/cm³范围的密度，而通常使用的钢则具有大于7g/cm³的密度。这种替换是可能的，因为观察到可与纤维增强的塑料材料比较的强度，并且例如弹性模量处于大于3000N/mm²的范围内，优选大于4000N/mm²。

通过使用这种塑料材料，获得与金属方案相比近似相同的有效性。相对于玻璃纤维增强的塑料材料的优点在于摩擦值较小并且因此磨损较少。

通常情况下执行机构是指直线式执行机构。直线式执行机构优选构造为主轴传动装置。多数情况下使用螺纹主轴传动装置。在这点上，实现至少一个主轴和装配在主轴上的主轴螺母。

特别优选的是主轴螺母位置固定地装配在外壳内的变型方案。通过这种方式，主轴螺母和主轴螺母上的外齿轮根据有利的设计方案构造成组合的蜗杆/主轴螺母传动装置。该蜗杆/主轴螺母传动装置可以构成为一体的元件，特别是塑料材料元件。

通常情况下，组合的蜗杆/主轴螺母传动装置和主轴分别由自增强的聚合物制成或者由复合材料构成，该复合材料主要包括所涉及的自增强的聚合物材料。就是说，所述复合材料中的液晶聚合物的重量百分比通常大于50%。当然，在本发明的范围内也可以仅制造由所涉及的特定塑料材料或所述复合材料制成的相对于主轴螺母可调节的主轴，并生产由传统（热塑性）塑料材料制成的组合的蜗杆/主轴螺母传动装置。——但是，因为易于借助类似于处理常用的热塑性塑料的注塑成型法或挤制加工法处理自增强的聚合物材料或基于自增强的聚合物材料的复合材料，所以推荐由根据本发明的塑料材料制成这两个元件。实际上，所述蜗杆/主轴螺母传动装置和主轴可以分别包括（一体的）塑料注塑成型元件。

大多选择这种设置，即自增强的聚合物材料或液晶聚合物具有杆状分子的设置，杆状分子主要沿着直线式执行机构的纵向。就是说，液晶聚合物的杆状分子通常沿着主轴设置，从而在纵向方向上为主轴提供必需的强度和所述的高弹性模量。与此相反，交叉于该方向可以观察到抗拉强度和弹性模量的明显更低的值。这可以归结于这种液晶聚合物的强各向异性几何结构。此该，液晶聚合物的特征还在于较高的耐热性，可以实现高于100℃的温度应用范围（参见EP0217563B1）。因此，预定用于机动车用途的所涉及的塑料材料的温度达到80℃。

因为通常使用的直线式执行机构的主轴在一般情况下由塑料材料制成，这使得适于将主轴与已连接的连接装置连接。通过这种连接装置，主轴的直线式执行运动可以被传输到例如已连接并已被加载的机动车门锁上。连接装置可以借助于连接件连接至主轴。实际上，有利之处在于，主轴或一般的执行机构可拆卸或不可拆卸地连接至用于连接装置的相关连接件。连接件和主轴可以设计成单独的元件。

此外，主轴或一般的执行机构还具有用于触发敏感元件的已连接元件。这种敏感元件可以是机械转换器。在这种情况下，该元件和主轴也可以制造为单独的元件，从而可以最终与该组件和连接件相连的主轴可以在单个步骤制作过程中成本低廉地制成。最后，这也适用于在主轴的外周表面上设置的螺纹。因为这种螺纹可以像整个主轴制造过程一样集成在所述单个步骤制作过程中。如果主轴构成为塑料材料注塑成型件，则随后在一个流程中制造所述主轴、螺纹、元件和连接件。——当然，该元件也可以螺接在主轴上或者以其它方式例如可拆卸地与主轴相连接。

用于触发敏感元件的元件同时用作主轴的抗扭保护装置。

螺纹可能以中断的形式构造。不管怎样，螺纹在主轴螺母的连续内螺纹中接合主轴的外周表面。由此，装配在外壳中的主轴螺母的旋转运动可以直接传输到相对轴向前后运动的主轴上。

结果，可以提供用于机动车应用的执行单元，该执行单元可以像传统的执行单元一样传输类似的力或扭矩。这一切可以在重量明显减轻的情况下实现，因为使用的执行机构或直线式执行机构完全或部分地由塑料材料制成。执行机构通常完全由塑料材料制成。该方法不使用常用的塑料材料，而是使用完全或至少部分地包括自增强聚合物材料的塑料材料。多数情况下，自增强聚合物材料的重量比大于50%。因此，该塑料材料是复合材料。不管怎样，不需要额外的纤维增强。

实际上，该塑料材料可以被精确地制造以满足需求。因为该塑料材料主要是液晶聚合物，该液晶聚合物由于杆状分子而具有特殊特性。其中这种杆状分子主要定向在所使用的直线式执行机构或主轴的纵向方向上，则所涉及的主轴或直线式执行机构整体上具有所需的强度，特别是由主轴确定的轴向执行方向上所需的强度。实际上，该主轴在直线方向上前后运动。这由装配在主轴上的主轴螺母所保证。

为了进一步减少重量，所述的主轴螺母与蜗杆传动装置一起构成组合的蜗杆/主轴螺母传动装置。该传动装置有利地构成为一体的元件，特别是塑料材料元件。通过这种方式，不但能简化制造过程，还可以简化安装过程。因为通常实施为电机的驱动装置仅需要在其输出轴上配备蜗杆，该输出轴接合组合的蜗杆/主轴螺母传动装置的外齿轮，以便主轴的直线调节。在此可以看到这些主要优点。

附图说明

下面借助附图示出的唯一实施例详细阐述本发明。唯一的附图示出根据本发明的执行单元的透视分解图。

具体实施方式

在该附图中示出的是用于机动车技术应用的执行单元。实际上该执行单元当前用于加载机动车门锁1且不限定为封闭装置。借助于这种封闭装置可以将机动车门锁1的闭锁机构推送到完全闭合的位置上，如上面提到的DE102005044548B4中详细描述的。

该执行单元具有驱动装置2，该驱动装置包括电机2。驱动装置2加载执行机构3，4，该执行机构在该示例中构成为直线式执行机构3，4并且不限于此。为此，驱动装置或电机2的输出轴具有位置固定地设置的直线式执行机构3，4的主轴螺母4，该主轴螺母如箭头所示使得相关的主轴3顺序正确地在纵向方向L上前后运动。

作为该示例的一部分但非限制性的，直线式执行机构3，4完全由塑料材料制成。因此。使用主要包括自增强的聚合物材料的塑料材料。因此，所涉及的塑料材料为液晶聚合物的重量百分比超过50%的复合材料。主轴螺母4和主轴3在工艺流程中总体上分别被制成为塑料注塑成型元件。在此，液晶聚合物的杆状分子设置成至少在主轴3上取向，从而使得杆状分子布置在纵向方向L上。由此，主轴3可以将在纵向方向L上的较大力传输至已连接的连接装置6上，该连接装置6可以将主轴3的执行运动传递至由此加载的机动车门锁1。

如前所述，该直线式执行机构3，4是主轴传动装置，在该实施例中是螺纹主轴传动装置。位置固定地容纳在外壳14中的主轴螺母4具有外齿轮7。通过这种方式，主轴螺母4和齿轮7构成一体的元件4、7，该元件构造成组合的蜗杆/主轴螺母传动装置4、7。实际上，设置在输出轴5上并单独示出的蜗轮8啮合所述外齿轮7，以使主轴螺母4旋转。因此，与主轴螺母4接合的主轴3在纵向方向L上运动，即在图中为向右或者向左运动，这取决于电机2的输出轴5的旋转方向。

在其直线式运动中，具有已连接的元件9的主轴3经过敏感元件10，该敏感元件在示例中配置为机械转换器10。借助转换器10可以检查执行机构或直线式执行机构3，4的运动，并且例如在到达特定位置时阻止该运动。组件9成型在主轴3上或者与主轴3一起构成一体的元件3、9。在示出的示例中，也适合于采用用于连接装置6的连接件11，其设置主轴3的顶端。就是说，主轴3、凸缘9和连接件11总体上构成与连接装置6相连的结构单元3、9、11或一体的塑料注塑成型件3、9、11。

在主轴3的其外周表面上设置有螺纹12。作为该示例的一部分但非限制性的，螺纹12以中断方式设置，并且因此螺纹12不具有连续的螺纹。然而，中断的螺纹12连续接合未详细示出的主轴螺母4的内螺纹。因此，主轴螺母4的旋转会引起主轴3在纵向方向L上希望的执行运动。

驱动装置或电机2、执行传动装置3、4和部分的连接装置6总体上容纳在两部分的外壳13、14内。外壳13、14包括用于电机2的盖部分13和可以与之相连的上部14。为了在外壳13、14内容纳主轴螺母4或组合的蜗杆/主轴螺母传动装置4、7，设置一个装配在主轴螺母4的附件16上的支承环15。支承环15例如但不限于是球状支承环。

然后在外壳13、14的顶盖部分13中还可以看到挡块17，该挡块用作驱动装置或电机2的阻挡块。通过这种方式，电机或驱动装置2可以相对于顶盖部分13被无缺陷地支承。当然，在本发明范围内，元件9不会构造为具有螺纹主轴3的一体件，而是必须通过可螺接或可拆卸的连接附接至主轴3。

Claims

1.一种用于机动车应用的执行单元，特别是用于机动车门锁（1），所述执行单元具有驱动装置（2）和能够由该驱动装置（2）加载的执行机构（3，4），其特征在于，所述执行机构（3，4）完全或部分地由塑料材料制成。

2.根据权利要求1的执行单元，其特征在于，所述塑料材料完全或部分地包含自增强的聚合物材料。

3.根据权利要求2的执行单元，其特征在于，所述自增强的聚合物材料包含杆状分子，所述杆状分子主要布置在所述执行机构（3，4）的纵向方向上。

4.根据权利要求1至3中任一项的执行单元，其特征在于，所述执行机构（3，4）构成为直线式执行机构（3，4），优选地构成为主轴传动装置。

5.根据权利要求1至4中任一项的执行单元，其特征在于，所述执行机构（3，4）具有容纳在外壳14中的至少一个主轴（3）和主轴螺母（4）。

6.根据权利要求5的执行单元，其特征在于，所述主轴螺母（4）位置固定地容纳在外壳14内。

7.根据权利要求5或6的执行单元，其特征在于，所述主轴螺母（4）与外部齿轮（7）一起构成组合的蜗杆/主轴螺母传动装置（4，7）。

8.根据权利要求7的执行单元，其特征在于，所述蜗杆/主轴螺母传动装置（4，7）构造成一体的元件（4，7），特别构造成塑料材料元件（4，7）。

9.根据权利要求1至8中任一项的执行单元，其特征在于，所述执行机构（3，4）具有例如用于加载机动车门锁（1）的已连接的连接装置（6）。

10.根据权利要求1至9中任一项的执行单元，其特征在于，所述执行机构（3，4）具有用于触发例如转换器（10）的敏感元件（10）的已连接的元件（9），并且该已连接的元件（9）构成抗扭保护装置。

11.根据权利要求4至10中任一项的执行单元，其特征在于，在所述主轴（3）的外周表面上配备有螺纹（12），特别是中断的螺纹（12），该螺纹与所述主轴螺母（4）的连续内螺纹啮合。

12.根据权利要求1至11中任一项的执行单元，其特征在于，所述执行机构（3，4）在顶端连接用于所述连接装置（6）的连接件（11）。