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Die Erfindung geht aus von einem Kraftfahrzeug mit einem elektromechanisch betätigten Bauteil gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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In einem Kraftfahrzeug, wie insbesondere einem Pkw, werden in zunehmendem Maße bisher manuell betätigte Bauteile über elektromechanische Steuereinrichtungen betätigt. Das hat insbesondere die Vorteile, daß der Fahrer diese Bauteile unabhängig von ihrer Lage an dem Kraftfahrzeug vom Fahrersitz betätigen kann und daß in der Regel die manuelle Betätigung eines Druckknopfes, einer Taste oder eines Schalters weniger Aufmerksamkeit und Zeit erfordert als eine direkte manuelle mechanische Betätigung und dadurch die Ablenkung des Fahrers verringert. Beispiele für derartige Bauteile sind die den Tankeinfüllstutzen abdeckende Tankklappe, die Heckklappe des Kraftfahrzeugs, die Abdeckklappe des Handschuhfachs, eine Türklinke und dergleichen.
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Bei einer elektromechanischen Betätigung eines Bauteils durch einen Hubmotor muß der Hubkolben des Motors eine gewisse Axialbewegung, das heißt einen bestimmten Hub, ausführen. Durch diesen Hub ergibt sich eine Reibung zwischen einerseits dem Hubkolben und der Betätigungsstange und andererseits den diese Bauteile aufnehmenden Führungen und Dichtungen und damit über einen längeren Zeitraum ein nennenswerter Abrieb. Die Dichtungen sind zum Beispiel notwendig, um für Betätigung der Tankklappe eine durch den Hubmotor gesteuerte Entriegelungsstange von dem Innenraum in den Radkastenbereich zu führen. Außerdem erfolgt während der Hubbewegung eine kurzzeitige Geräuschbelästigung durch das Geräusch des Hubmotors und durch die Reibungsvorgänge.
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In der Praxis kommt es vor, daß der durch einen verfügbaren Hubmotor vorgegebene, nicht veränderbare Hub größer ist als der Hub, der für die einwandfreie Betätigung des Bauteils tatsächlich benötigt wird. Dann wären die Dauer der Geräuschbelästigung und der Abrieb von Dichtungsteilen größer, als es an sich notwendig ist.
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Das Patentdokument
US 2 931 424 A beschreibt ein Kraftfahrzeug mit einer elektromechanisch betätigten Sitzverstellung. Ein Motor treibt über ein Getriebe und eine flexible Antriebswelle ein Schneckengetriebe, das wiederum auf einen axial beweglichem, partiell mit einem Gewinde versehenen Hubkolben wirkt. Der Hubkolben löst über einen Hebel die Sitzverstellung aus.
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In der
DE 28 41 766 A1 wird eine Sitzverstellung für Luftfahrzeuge beschrieben, die sich nachträglich auf unterschiedliche Einstellbereiche anpassen lässt. Dazu werden allerdings nicht einen Hubkolben, sondern in einer mit einem Hubkolben verbundene Kappe den Hub verringernde Anschläge eingesetzt.
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Beide Dokumente enthalten keine Ausgestaltung des Hubkolbens zur Verringerung der Reibungsverluste während der Hubbewegung und der Dauer der Geräuscherzeugung.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine derartige elektromechanische Betätigung eines Bauteils durch einen Hubmotor derart auszubilden, daß der durch den Hubmotor durchgeführte Hub, die genannten Reibungsverluste während der Hubbewegung und die Dauer der Geräuscherzeugung verringert werden.
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Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Bei der Erfindung ist somit auf den Hubkolben nachträglich ein den Hub des Hubkolbens verringernder Anschlag aufgesetzt. Durch die Wahl der Axiallage des die Hubbewegung begrenzenden Anschlags auf dem Hubkolben kann der jeweils gewünschte und an das jeweilige Bauteil angepaßte Hub eingestellt werden.
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Durch die Erfindung ergeben sich mehrere Vorteile. Zunächst wird erreicht, daß aufgrund des geringeren Hubs die Dichtungen am Motor und an einem von dem Motor betätigten Gestänge weniger schnell abgenutzt werden. Durch den räumlich und zeitlich verringerten Hub entsteht das Störgeräusch durch den Motor oder durch sonstige Reibungen der Anordnung über einen verkürzten Zeitraum, so daß die Geräuschbelästigung beim Betätigen des Bauteils verringert wird. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß für Bauteile, die einen unterschiedlichen Hub für ihre Betätigung erfordern, unter Einhaltung des Minimalhubs der gleiche Hubmotor verwendet werden kann. Dadurch kann die Stückzahl der verwendeten Hubmotoren erhöht, somit die Kosten gesenkt und auch die Lagerhaltung für die Fertigung und das Ersatzteilwesen vereinfacht werden.
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Vorzugsweise ist der Anschlag durch einen radial auf den Hubkolben aufgesetzten, sogenannten Clip gebildet. Zur Vermeidung einer Axialverschiebung des Clip auf dem Hubkolben kann der Clip formschlüssig in den Hubkolben eingreifen, zum Beispiel über einen Stift oder einen umlaufenden Steg an seiner Innenwand.
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Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist der Anschlag durch eine auf den Hubkolben aufgesetzte Hülse gebildet, die am Ende der Hubbewegung zwischen einem Vorsprung am Hubkolben und dem Motorgehäuse eingeklemmt wird. Anstelle des Clip oder der Hülse kann auch ein Stift radial in den Hubkolben eingesteckt sein. Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist der Anschlag im Inneren des Motorgehäuses auf den Hubkolben aufgesetzt. Vorzugsweise besteht der Anschlag aus einem weichen, elastischen, nachgiebigen Material, das das Auftreffgeräusch des Anschlags auf ein Gegenlager am Ende der Hubbewegung dämpft. Zum Beispiel besteht der Anschlag aus einem sogenannten Elastomerelement.
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Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung an mehreren Ausführungsbeispielen erläutert. In der Zeichnung zeigen:
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1 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung für die elektromechanische Entriegelung einer den Tankeinfüllstutzen abdeckenden Tankklappe,
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2 den Hubkolben mit einem aufgesetzten Clip und einem Formschluß zur Verhinderung einer Axialverschiebung des Clip auf dem Hubkolben,
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3 eine Ausführungsform mit einer auf den Hubkolben aufgesetzten Hülse und
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4 eine Ausführungsform, bei der der Anschlag zur Hubbegrenzung innerhalb des Motorgehäuses angeordnet ist.
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1 zeigt einen Hubmotor 1 mit einem einem axial bewegbaren Hubkolben 2, auf den ein als Anschlag dienender Clip 3 in Radialrichtung 20 aufgesetzt ist. Am oberen Ende enthält der Hubkolben 2 ein Lagerteil 6, in das das abgewinkelte Ende 5 einer Betätigungsstange 4 schwenkbar und in Richtung A verschiebbar eingreift. Das obere Ende der Betätigungsstange 4 ist über eine Druckfeder 7 in einem Stößel 8 gelagert, der am oberen Ende durch einen sogenannten Schließkeil 9 mit einer schrägen Fläche abgeschlossen ist. Der Stößel 8 ist mit Spiel in einer Radialführung 10 axial verschiebbar gelagert. Eine Tankklappe 11 ist um ein symbolisch dargestelltes Gelenk 12 in den Richtungen 13, 14 schwenkbar gelagert. Die Tankklappe 11 enthält einen Ausleger mit einem hakenförmigen Ende 15, das durch eine ortsfest gelagerte Feder 16 in Richtung 17 gegen den Schließkeil 9 gedrückt wird. Die dargestellte Stellung der Tankklappe 11 stellt den geschlossenen Zustand der Tankklappe dar.
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Im folgenden wird die Wirkungsweise der beschriebenen Anordnung erläutert. Dabei wird angenommen, daß der dargestellte Clip 3 auf dem Hubkolben 2 zunächst nicht vorhanden ist.
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Zum Entriegeln und teilweisen Öffnen der Tankklappe 11 wird an eine Steuerklemme 18 des Hubmotors 1 eine manuell ausgelöste Schaltspannung S mit einer Dauer von etwa 1 s angelegt. Die Schaltspannung S bewirkt, daß der Hubkolben 2 in Richtung 19 in den Hubmotor 1 hineingezogen wird. Dadurch wird der Stößel 8 ebenfalls nach unten bewegt, bis das hakenförmige Ende 15 von dem Schließkeil 9 freikommt. Dadurch wird die Tankklappe 11 entriegelt und durch die Wirkung der Feder 16 so weit in Richtung 14 geschwenkt, daß die Tankklappe 11 von Außen des Kraftfahrzeugs von Hand endgültig geöffnet werden kann. Der Stößel 8 geht nach Beendigung der Schaltspannung S durch eine Federwirkung innerhalb des Hubmotors 1 selbsttätig in die Stellung gemäß 1 zurück.
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Es ist ersichtlich, daß der durch den Hubmotor 1 vorgegebene und an sich nicht veränderbare Hub H1 größer ist als der Hub, der für das Freikommen des hakenförmigen Endes 15 von dem Schließkeil 9 an sich benötigt wird. Das bedeutet, daß die Dauer der Hubbewegung entsprechend der Dauer der Schaltspannung S und damit die Geräuschbelästigung unnötig lang sind und auch der durch die Axialbewegung der Betätigungsstange 4 bewirkte Verschleiß in der Führung der Betätigungsstange 4 unnötig groß ist.
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Zur Verringerung des zu großen Hubes H1 und Anpassung an den wirklich benötigten Hub ist auf den Hubkolben 2 der aus einem harten Kunststoff bestehende Clip 3 in Radialrichtung 20 nachträglich axial unverschiebbar aufgesetzt. Dadurch wird der Hub auf den kleineren Wert H2 begrenzt, der für die Entriegelung zwischen dem Schließkeil 9 und dem hakenförmigen Ende 15 ausreichend ist. Am Ende des verkleinerten Hubes H2 stößt somit der Clip 3 mit seiner Unterseite auf die Oberseite des Gehäuses oder des Lagerflansches des Hubmotors 1 auf.
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Bei einem praktisch erprobten Ausführungsbeispiel betrug der durch den Hubmotor 1 vorgegebene Hub H1 18 mm, während der an sich benötigte Hub H2 nur 7 mm betrug. In diesem Fall wird also eine Verringerung in der Dauer des Störgeräusches bei Betätigung des Hubmotors 1 sowie in dem Verschleiß der Führungen für die Betätigungsstange 4 und den Stößel 8 eine Verringerung von etwa 60% erreicht.
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Zum Schließen der Tankklappe 11 wird diese von Außen des Kraftfahrzeugs manuell in Richtung 13 zurückgeschwenkt. Dadurch gleitet die schräge Kante des hakenförmigen Endes 15 auf dem schrägen Schließkeil 9 entlang und drückt den Stößel 8 unter Zusammendrückung der Druckfeder 7 nach unten, bis das hakenförmige Ende 15 wieder die in 1 dargestellte verriegelte Lage einnimmt. Während dieses Schließvorgangs ist der Hubmotor 1 durch die Schaltspannung S nicht aktiviert.
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2 zeigt eine Ausbildung und Anordnung des Clip 3 an dem Hubkolben 2. Der ringförmige, zum radialen Aufsetzen auf den Hubkolben 2 axial geschlitzte Clip 3 ist an seiner Innenseite mit einem Vorsprung 21 versehen, der in eine entsprechende Aussparung 22 des Hubkolbens 2 eingreift. Dadurch wird eine Axialverschiebung des Clip 3 auf dem Hubkolben 2 verhindert. Der Vorsprung 21 kann stiftartig ausgebildet sein oder auch in Form einer Rippe über den ganzen Umfang an der Innenseite des Clip 3 verlaufen.
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In 3 ist anstelle des Clip 3 auf den Hubkolben 2 eine Hülse 23 ohne wesentliches Spiel, jedoch axial verschiebbar, radial aufgesetzt. Bei der Hubbewegung des Hubkolbens 2 stößt die Unterkante des Lagerteils 6 auf die Oberseite der Hülse 23 auf und verringert dadurch den Hub auf den für die Entriegelung notwendigen Wert H2. Die Hülse 23 kann auch axial unverschiebbar am oberen Ende des Hubkolbens 2 an das Lagerteil 6 anstoßend angeordnet sein. Dann stößt am Ende der Hubbewegung die Unterseite der Hülse 23 auf den oberen Lagerschild des Hubmotors 1 auf.
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4 zeigt eine Lösung, bei der der Clip 3 zur Verringerung und Anpassung des Hubes innerhalb des Hubmotors 1 angeordnet ist. In dem Motorgehäuse 29 ist der eigentliche Antriebsmotor 24 gelagert, der wieder wie in 1 an der Steuerklemme 18 durch die Steuerspannung S gesteuert wird. Die Welle des Antriebsmotors 24 trägt ein Ritzel 25, das in ein Zahnrad 26 eingreift, das mit einer Spindel 27 versehen ist. Die Spindel 27 greift über ein Gewinde in den Hubkolben 2 ein. Bei Betätigung des Antriebsmotors 24 durch die Schaltspannung S wird daher durch Drehung der Spindel 27 der Hubkolben 2 in Richtung 19 in das Motorgehäuse 29 hineingezogen. Ohne den Clip 3 würde der Hub H1 betragen. Durch den auf die Spindel 27 aufgesetzten Clip 3 wird indessen der zu große Hub H1 auf den verkleinerten und angepaßten Hub H2 begrenzt. Die Hubbewegung wird somit beendet, wenn die Unterseite des Hubkolbens 2 auf die Oberseite des Clip 3 auftrifft. Der Clip oder ein ähnlich ausgebildeter Anschlag könnte auch am Motorgehäuse 29 selbst befestigt, zum Beispiel eingeschnappt oder angespritzt, sein, um die Hubbewegung des Hubkolbens 2 in Richtung 19 zu begrenzen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Hubmotor
- 2
- Hubkolben
- 3
- Clip
- 4
- Betätigungsstange
- 5
- abgewinkeltes Ende
- 6
- Lagerteil
- 7
- Druckfeder
- 8
- Stößel
- 9
- Schließkeil
- 10
- Radialführung
- 11
- Tankklappe
- 12
- Gelenk
- 13
- Richtung
- 14
- Richtung
- 15
- hakenförmiges Ende
- 16
- Feder
- 17
- Richtung
- 18
- Steuerklemme
- 19
- Richtung
- 20
- Radialrichtung
- 21
- Vorsprung
- 22
- Aussparung
- 23
- Hülse
- 24
- Antriebsmotor
- 25
- Ritzel
- 26
- Zahnrad
- 27
- Spindel
- 28
- Lagerbock
- 29
- Motorgehäuse
