CN113767207B - 用于机动车门的开启设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于机动车门元件(3)的开启设备(1)，所述开启设备具有电驱动装置(17、29)和致动件(4)，其中，致动件(4)能借助于驱动装置(17、29)和布置在致动件(4)与驱动装置(17、29)之间的传动机构(10)调节，使得能够实现门元件(3)的运动，所述开启设备还具有用于制动门元件(3)的机械的制动器(20)，其特征在于，所述制动器(20)与驱动电机(17)的输出轴(16)相互作用。

Description

用于机动车门的开启设备

技术领域

本发明涉及一种用于机动车门元件的开启设备，所述开启设备具有电驱动装置和致动件，其中，致动件能借助于驱动装置和布置在致动件与驱动装置之间的传动机构调节，使得能够实现门元件的运动，所述开启设备还具有用于制动门元件的机械的制动器。

背景技术

当今的机动车越来越多地具有舒适性功能。例如，为了更容易登上机动车、独立地移动门和/或对美观方面和空气动力学方面的造型产生影响，机动车例如不配备外部门把手。但也可设想的是，设置有车门外把手，但该车门外把手仅用于操纵开关件，以便例如操控可电操纵的锁和/或用于例如侧门的开启设备。为了更容易上车和下车，使用了所谓的开启设备或开门器。

由DE 10 2014 213 940 A1已知一种用于双轮辙乘用车的侧门的自动拉紧装置。如果车门例如被手动地关闭，那么侧门到达第一预锁定位置中，在该预锁定位置中，虽然车门被固定，但是未被完全关闭。传感器元件、例如开关元件为此可以检测位于机动车锁中的锁定装置的位置并且提供信号，利用该信号可以控制自动拉紧装置。借助于也称为拉紧辅助装置的自动拉紧装置，随后将关闭系统从预锁定位置转移到主锁定位置中。

在这些电辅助的致动设备中重要的是，门可被制动在中间位置中。由US20170260790A1已知一种用于开门器的制动设备。开门器通常例如可摆动地固定在机动车的A柱上，并且此外可移动地接纳在机动车门中。在此，所述文献公开了一种用于对运动的门进行无级制动的制动系统，其中，借助于电驱动装置和主轴传动机构能使两个制动蹄相对彼此运动，其中，所述制动蹄包围开门器并且因此能够实现对运动的门的无级制动。

由该类型的DE 10 2015 214 693 A1已知一种用于机动车门元件的开启设备，该开启设备具有电驱动装置和致动件，其中，致动件能借助于该驱动装置和布置在致动件与驱动装置之间的传动机构调节。在此，驱动运动学使得门元件能够运动，并且同时公开了用于制动电驱动装置的驱动运动的机械制动器。

发明内容

本发明的目的是，提供一种用于机动车门元件的改进的开启设备。此外，本发明的目的是提供一种开启设备，该开启设备能够实现可靠的制动并且还能够实现独立于驱动装置的对门元件的操作。此外，本发明的目的是，提供一种结构简单且成本低廉的解决方案。

该目的通过第一个方案的特征来实现，本发明的有利的设计方案在其他方案中给出。要指出的是，下面描述的实施例不是限制性的，更确切地说，在说明书和其他方案中描述的特征的任意变型可能性都是可能的。

根据第一个方案，本发明的目的通过如下方式实现，即，提供一种用于机动车门元件的开启设备，所述开启设备具有电驱动装置和致动件，其中，致动件能借助于驱动装置和布置在致动件与驱动装置之间的传动机构调节/移位，使得能够实现门元件的运动，所述开启设备还具有用于制动门元件的制动器，其中，所述制动器与驱动电机的输出轴配合作用。通过开启设备的根据本发明的结构，现在能够实现对开启设备的可靠制动，其中，通过制动器和输出轴的配合作用，制动可以直接在驱动装置的区域中进行。通过根据本发明的结构，制动器与致动件、传动机构和/或可能的门的运动无关。因此，借助于制动器能够实现在电驱动传动系中在驱动电机的区域中进行干预。

该开启设备在机动车门元件中使用。但是在此，机动车门元件也可以例如是舱盖、罩或盖板，例如用于敞篷车顶。开启设备可以使可运动地布置在机动车上的门元件运动、制动或保持。以有利的方式，开启设备与可电操纵的锁定系统配合作用，从而在门元件的设计中能够实现较高的结构自由度。例如，门元件可以省去门把手，由此在门元件的外部形状上得到几乎任意的造型。通常，开启设备这样布置在门元件的区域中，使得能通过开启设备的操纵来定位门元件，也就是说能从关闭位置转移到打开位置中。在此，开启设备在车身与门元件之间产生相对运动，其中，开启设备优选布置在门元件本身中。当然同样可以考虑在车身中用于使门元件运动的布置。

电驱动装置优选由直流电机构成，该直流电机与输出轴并且例如通过蜗轮蜗杆传动机构和/或另一传动级与致动件相互作用。在此，可以考虑单级的、两级的或多级的传动机构，其中，通过选择传动机构可以影响在致动件上的可供使用的力。如果例如将开启设备这样布置在门元件中，即，使得开启设备例如与机动车的A柱和前门相互作用，则与当开启设备例如用于翼形车门(即不布置在机动车上以使得其自身可摆动的门)时相比需要更高的用于定位门元件的力。电驱动装置在此能够实现致动件的运动。借助于电机可以使致动件运动、更确切地说这样运动，即，能通过被驱动的致动件开启车门。在此，致动件相对于车身运动并且将压力施加到车门元件上，从而能使得脱开的和解锁的车门运动。

该开启设备优选地与机动车锁配合作用，该机动车锁具有转动锁叉和至少一个锁定爪，其中，包括转动锁叉和至少一个锁定爪的锁定装置能被电解锁。特别是在能被电解锁的锁定系统中，机动车的操作者仅需要电脉冲以使锁定系统转换到解锁的、即打开的位置中。然后，锁定系统打开，使得门或舱盖是可运动的。在此，用于机动车锁的打开电脉冲可以借助于传感器、钥匙或借助于例如传感的机构——例如接触传感器或具有集成的传感器的车门外把手——而产生。

一旦机动车门元件被解锁，则门元件能在铰链处摆动。车门还可能具有能将车门保持在多个打开位置中的车门限制带。一旦车门被解锁，则可以借助于开启设备使车门运动，其中，能借助于传感器、例如增量编码器检测机动车门元件的运动。在此检测整个开启过程。连续地进行检测，从而在机动车门元件的运动的每个时刻都能够借助于开启设备确定车门运动。一旦手动地超越开启设备的运动而使车门运动，则例如可以借助于过载离合器拦截车门。

借助于电驱动装置导入到致动件中的驱动力或转矩可以借助于制动器制动。因此，根据本发明的结构通过开启设备能够阻止或者说停止门运动，使得例如在识别到障碍物的情况下能对门的运动进行制动。开启设备还用于，防止门由于重力的作用——该重力例如可能在将车辆停放在斜坡中时出现——或在风力的作用下而运动。门元件的由于手动的力而进行的运动也可以借助于制动器被阻止直至达到可被定义的起动力。

在本发明的一个设计方案变型中，制动器间接地、特别是借助于保持盘与输出轴相互作用。在此，制动力矩向电机的输出轴中的间接导入能够实现将较高的制动力矩导入到输出轴中。特别是在保持盘以不能相对转动的方式与输出轴连接的设计方案中，制动器例如可以作用在保持盘的径向靠外的半径上，并且因此增大对输出轴的制动作用。保持盘例如可以作为圆盘可滑动地套装到例如横截面为D形的输出轴上。在此，在保持盘与电机轴之间的形锁合连接提供了可靠地传递转矩的优点。除了输出轴的D形横截面形状之外，当然也可以设想其它形状、例如螺旋桨形状，作为在保持盘与输出轴之间的形锁合连接。

如果输出轴借助于轴承、特别是滚动轴承接纳在开启设备中，则得到本发明的另一个有利的设计方案变型。通过轴承——该轴承特别可以是滚动轴承并且例如可以是球轴承或深沟球轴承或滑动轴承，附加地将输出轴支撑在开启设备中，从而一方面能够实现将驱动转矩可靠地导入到连接在下游的传动机构中并且另一方面可以提供用于制动器的支座。通过将轴承布置在保持盘附近，同时也可以将高制动力矩导入到输出轴中，而不会影响关于连接在下游的传动机构的接合关系。轴承的类型在此不受限制，而是优选由结构上预先规定的结构空间、在开启设备中存在的力和力矩以及开启设备的必要的使用寿命得出。

制动器有利地具有制动杆，其中，制动杆能与保持盘接合。通过具有制动杆的制动器的设计方案，可以对在输出轴上要达到的制动力矩施加影响。为了制动，借助于制动杆提供了以下可能性，即，通过形成杆的适当的安装点并且对准输出轴或保持盘来对制动效果和导入到输出轴中的力矩施加影响。因此，制动器可以与开启设备的要求相适配。对制动力矩的调节可能由于待运动的门元件的大小而是必须的，例如较高的门——如那些例如在运输车中出现的——能借助于开启设备定位或运动。

在另一个设计方案变型中，制动杆能手动地和/或电动地操纵。制动杆例如可以借助于门把手手动地操纵。为此，门把手例如可以通过鲍登拉索直接与制动杆连接和/或通过连杆与制动杆连接。在此可以设想，车门内把手和/或车门外把手能与制动杆接合，以便操纵制动器。由此可以阻止驱动过程并且将门定位在所期望的位置中。例如与开启设备的增量编码器相互作用的控制单元可以探测这种制动并且例如将电驱动装置关断。

除了手动操纵制动杆之外，也可以设想电动操纵制动杆。为此，开启设备可以具有另一电机、特别是直流电机，该电机与制动杆配合作用。则用于操纵电驱动装置以操纵制动杆的开关信号例如可以借助于无线电遥控装置、机动车钥匙或门把手来提供。制动器与开启设备的驱动装置相反地作用并且特别可以在制动杆的电操纵的情况下与制动杆的驱动装置协作。对制动杆的电动操纵随后直接导致开启设备的电驱动装置的关断，因此仅需借助于制动器或制动杆制动门的运动。但是，当门的运动应例如借助于传感器或手动干预来阻止并且因此可以用于门元件的位置的固定时，制动器也可以用作紧急保险装置。在这种情况下，制动器与门驱动装置相反地作用并且制动开启设备的电驱动装置。可开关的制动器在此被设计成使得即使在制动器关闭时，该致动器可由开启设备的驱动电机驱动。在此，保持对门的手动运动的锁定。由此，即使在没有主动打开制动器的情况下也能够允许电机的起动。

如果制动杆能借助于传动机构、特别是齿轮的操纵轮廓和电机驱动，则得到本发明的另一个设计方案变型。如果用于制动器的驱动电机作用于齿轮，那么可以提供用于驱动制动杆的传动。在此，可以有利地使用蜗轮级(Schneckenradstufe)。借助于蜗杆驱动的齿轮在此具有操纵轮廓，该操纵轮廓优选与齿轮一体地形成。在此也可以设想，齿轮例如出于重量或位置原因仅被设计为齿轮扇段。操纵轮廓与制动杆的接合面接合并且因此操纵优选可摆动地接纳在开启设备中的制动杆。根据操纵轮廓的设计方案，可以连续地增加导入到制动杆中的力或者可以设置制动杆的非常快速的运动。

如果制动杆双稳态地、特别是借助于弹簧元件双稳态地安装在开启设备中，则得到本发明的另一个设计方案变型。在此，制动器可以电动地移动到打开状态或制动状态中并且保持在该位置中。这意味着，制动杆保持在其初始位置中或接合位置中。因此，双稳态弹簧固定制动杆的位置并且优选也将制动杆保持在功能位置中。则在制动杆的初始位置中，弹簧同时用作位置固定装置并且可以保持该制动杆抵靠位于开启设备中的止挡缓冲器。附加地得到以下优点，即，弹簧元件可以消除由于制动杆的例如因振动引起的运动而产生的噪声。

制动杆在制动位置中的双稳态位置在此使得能够设计没有自锁的传动机构，其中，制动器可以用作用于传动机构以及由此致动件的定位件。没有自锁的传动机构的设计方案在此也提供了以下优点，即，门例如被手动地抓住并且可逆向于开启设备的运动而运动。不仅在手动抓住时，而且例如当运动的门元件撞到障碍物时，这都可以是有利的。在碰到障碍物的情况下，门驱动装置被关断并且门例如可以被手动地往回移动。

如果制动杆能手动地借助于车门内把手操纵，则得到本发明的另一个设计方案变型。制动器能机械地与车门内把手连接，使得例如通过车门内把手的过度提升能够实现松开制动器。如果开启设备例如与电动锁配合作用，因此可以在车门内把手上存在开关件，使得在第一次操纵车门内把手时将电动锁打开、即解锁，并且开启设备可以操纵门元件。如果应阻止或中断所述门运动，则可以例如通过在车门内把手上的进一步拉动来激活或操纵制动器。因此提供了一种用于操纵制动器的简单且直观的装置。

此外，如果制动杆具有制动元件、特别是橡胶弹性的制动元件，则可能是有利的。制动杆具有橡胶弹性的制动元件，该制动元件能与驱动电机的输出轴和/或保持盘接合。通过橡胶弹性的制动元件可以增强制动器的制动效果并且同时可控制制动效果。“可控制”表示：通过制动杆朝向例如保持盘的方向的运动可连续提高制动作用。同时，橡胶弹性的制动元件可以用作止挡缓冲器，从而能够实现电驱动装置的低噪声的制动。橡胶弹性制动元件可以与制动杆一体地形成，或者例如可以形锁合地与制动杆连接。在一个优选的实施方式中，制动元件具有与保持盘至少相对应的宽度，从而能够实现制动元件在保持盘上的全面的贴靠。该制动元件作为橡胶弹性的制动元件的设计当然仅是一个有利的设计方案变型，当然也可以使用另外的制动元件，该制动元件具有有利的、也就是说关于保持元件或输出轴的高的摩擦系数。

在本发明的一个实施方式中，制动元件布置在制动杆的支承部位与齿轮的操纵轮廓的接合面之间。制动杆可摆动地支承在开启设备的壳体中。优选地，制动杆的支承部位在壳体中布置在输出轴的轴向端部附近。制动元件邻接制动杆的支承部位，其中，制动元件布置在保持盘的区域中。制动杆从制动杆的支承部位出发优选沿着开启设备的驱动电机的输出轴的轴向延伸方向延伸。在制动杆的径向端部、即与制动杆的支承部位相反的端部处，制动杆具有用于手动和/或电动操纵的接合面。优选地，制动杆被电动操纵，使得接合面能与齿轮的致动轮廓接合。通过这种有利的结构可以调节保持盘上的制动力矩并且得到有利的杠杆比，以便可以将高的制动力矩导入到保持盘中并且由此导入到电机的输出轴中。因此可以实现输出轴的可靠制动，其中该制动可以与在门元件中的接合无关地实现。该制动直接在开启设备的电驱动装置的区域中进行。除了仅保持门元件——例如在斜坡中或在强风的情况下——之外，制动元件也可以用作制动门的运动的双重功能。

附图说明

下面根据附图和实施例详细说明本发明。然而原则上适用的是，所示出的实施方式不是限制性的，而是仅示出示例，所述示例能够以任意方式与权利要求书和说明书组合。

图1示出用于机动车门元件的开启设备的侧视图，其中，开启设备在未制动的位置中示出，以及

图2示出开启设备的细节图，其中示出了开启设备的电驱动装置和机械制动器的区域。

具体实施方式

在图1中示出开启设备1的侧视图，其中，开启设备1示出为具有部分打开的壳体2。壳体例如可以构造为两件式、三件式或多件式，其中，在图1中仅示出壳体2的一部分。开启设备1例如可以布置在机动车的侧门3中。通过致动件4可以将力F施加到机动车的车身5上，使得例如可摆动地接纳在机动车5中的侧门3可运动。因此，借助于开启设备1能够实现在门元件3与车身5之间的相对运动。还要指出的是，致动件4例如能够可摆动地和/或可倾斜地接纳在接纳部6中。

致动件4与驱动杆7连接，其中，驱动杆7在一侧接纳致动件4并且在与致动件接纳部8对置的一侧具有齿轮扇段9，其中，齿轮扇段与传动机构10接合。在此，齿轮部段9与在图1中不可见的第一小齿轮啮合，其中，该小齿轮与中间齿轮11连接以用于传递转矩。附加地，在小齿轮与中间齿轮11之间布置有过载离合器12，从而能限制可借助于传动机构10传递的转矩。过载离合器例如可以在手动干预的情况下在操纵开启设备1期间用于保护传动机构10和/或驱动装置17免受过载或损坏。另一方面，中间齿轮11与小齿轮13啮合，其中，小齿轮13与驱动轮14作用连接。驱动轮14与蜗杆啮合，该蜗杆布置在电驱动装置17的输出轴16上。蜗轮16和驱动轮14就此来说形成传动机构10的蜗轮级。电驱动装置17固定在壳体2上并且在一侧支承输出轴16，其中，输出轴16此外接纳在滚动轴承18中。

此外，输出轴16接纳保持盘19，其中，保持盘19以不能相对转动的方式与输出轴16连接。输出轴16承载蜗轮15，附加地支承在壳体2中的滚动轴承18中并且附加地接纳保持盘19。机械制动器20作用到保持盘19上，该机械制动器同样集成到开启设备1的壳体2中。机械制动器20在图2中以放大的图示显示。

机械制动器20具有制动杆21，该制动杆通过轴22可摆动地接纳在壳体2中。制动杆21承载例如橡胶弹性的制动元件23，其中，制动元件23可以通过制动杆21的摆动运动与保持盘19接合。制动杆21可以通过蜗轮级24驱动。蜗轮级24具有布置在输出轴25上的蜗轮26，其中，蜗轮与输出轮啮合。此外，输出轮27具有操纵轮廓28，其中，通过操纵轮廓28的运动借助于蜗轮级24和电驱动装置29，制动杆21能沿箭头P1的方向顺时针地摆动。还要指出的是，电驱动装置17、29能借助于电接触部30、31控制。另一电接触部32用于测量驱动杆7的致动运动。

在制动杆21的未被操纵的位置中，制动杆贴靠于止挡缓冲器33。制动杆21借助于双稳态的翻转弹簧34保持在图2中示出的初始位置中。如果现在制动杆21借助于电驱动装置29并且蜗轮级24借助于操纵轮廓28沿箭头P1的方向运动，则橡胶弹性的制动元件23与保持盘19接合。因此，电驱动装置17或传动机构10的运动能借助于制动元件23制动并且门元件3的位置能被保持。

一旦制动杆21到达其制动位置，制动杆21就借助于双稳态的翻转弹簧34保持在其制动位置中。为了操纵制动杆21，制动杆21的接合面35与操纵轮廓28接合。例如通过驱动轮27的反向运动，制动杆21于是又可以返回移动到其初始位置中。当然，根据本发明还可设想的是，弹簧元件34仅沿一个方向起作用并且沿逆时针方向加载制动杆21。因此提供了如下可能性，即，通过驱动轮27的复位使制动杆21又与保持盘19脱离接合。未示出、但同样可设想的是，制动杆21能借助于鲍登拉索并且例如借助于侧门3的内操纵杆移回到其初始位置中。

附图标记列表：

1 开启设备

2 壳体

3 侧门

4 致动件

5 车身

6 接纳部

7 驱动杆

8 致动件接纳部

9 齿轮扇段

10 传动机构

11 中间齿轮

12 过载离合器

13 小齿轮

14、27 驱动轮

15、26 蜗轮

16、25 输出轴

17、29 电驱动装置

18 滚动轴承

19 保持盘

20 机械制动器

21 制动杆

22 轴

23 橡胶弹性的制动元件

24 蜗轮级

28 操纵轮廓

30、31、32 电接触部

33 止挡缓冲器

34 翻转弹簧/肘节弹簧

35 接合面

F 力

P1 箭头

Claims (12)

1.一种用于机动车门元件(3)的开启设备(1)，所述开启设备具有电驱动装置(17、29)和致动件(4)，其中，所述致动件(4)能借助于电驱动装置(17、29)和布置在所述致动件(4)与电驱动装置(17、29)之间的第一传动机构(10)调节，使得能够实现门元件(3)的运动，所述开启设备还具有用于制动门元件(3)的机械的制动器(20)，

其特征在于，

所述制动器(20)与驱动电机的输出轴(16)相互作用；并且

制动器(20)具有制动杆(21)，其中，制动杆(21)能与保持盘(19)接合，其中所述保持盘与驱动电机的输出轴形锁合连接。

2.根据权利要求1所述的开启设备(1)，其特征在于，输出轴(16)能借助于轴承(18)支承。

3.根据权利要求2所述的开启设备(1)，其特征在于，所述轴承是滚动轴承(18)。

4.根据权利要求2或3所述的开启设备(1)，其特征在于，制动杆(21)能被手动地和/或电动地操纵。

5.根据权利要求2或3所述的开启设备，其特征在于，制动杆(21)能借助于第二传动机构(24)和电机驱动。

6.根据权利要求2或3所述的开启设备，其特征在于，制动杆(21)能借助于齿轮(27)的操纵轮廓(28)和电机驱动。

7.根据权利要求2或3所述的开启设备(1)，其特征在于，制动杆(21)能手动地借助于车门内把手操纵。

8.根据权利要求2或3所述的开启设备(1)，其特征在于，制动杆(21)双稳态地支承地接纳在开启设备(1)中。

9.根据权利要求6所述的开启设备(1)，其特征在于，制动杆(21)具有制动元件(23)。

10.根据权利要求9所述的开启设备(1)，其特征在于，制动元件(23)布置在制动杆(21)的支承部位(22)与齿轮(27)的操纵轮廓(28)的接合面之间。

11.根据权利要求8所述的开启设备(1)，其特征在于，制动杆(21)借助于弹簧元件(34)双稳态地支承地接纳在开启设备(1)中。

12.根据权利要求9所述的开启设备(1)，其特征在于，所述制动元件(23)是橡胶弹性的制动元件(23)。

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