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Die
Erfindung betrifft einen Stellantrieb für Kraftfahrzeuge, insbesondere
zur Betätigung
einer Schiebetür-Schließeinrichtung,
mit einer motorisch zwischen wenigstens zwei verschiedenen Positionen längsbewegbaren
Schubstange, und mit einem an die Schubstange angeschlossenen Stellelement.
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Stellantriebe
sind auf dem Kraftfahrzeugsektor vielfältig bekannt. So befasst sich
die gattungsbildende
DE
42 21 671 A1 mit einem Stellelement, welches für die Entriegelung
einer Schließeinrichtung sorgt.
Dazu ist ein Stellglied vorgesehen, welches von einem Elektromotor über einen
Zahntrieb gegen die Kraft einer Rückstellfeder von einer ersten
Endposition in eine zweite Endposition bewegbar und bei abgeschaltetem
Elektromotor mittels der Rückstellfeder
von der zweiten in die erste Endposition rückstellbar ist. Das Rückstellen
geschieht vorliegend beispielsweise dergestalt, dass ein Kofferraumdeckel geschlossen
wird, so dass die dort als Stößel bezeichnete
Schubstange in eine der beiden Endpositionen überführt wird. Die manuelle Beaufschlagung der
Schubstange bzw. des Stößels korrespondiert also
unmittelbar zu deren bzw. dessen Bewegung gegen die Kraft der Rückstellfeder.
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Daneben
kennt man durch die
EP
0 764 751 B1 ebenfalls einen gattungsgemäßen Stellantrieb. Hier
ist ein gewindefreier Wellenbereich an der Schubstange vorgesehen,
welcher bei Bewegung der Schubstange eine Torsion einer zugehörigen Welle
eines Spindeltriebes ermöglicht.
Dadurch kann auf eine Rutschkupplung verzichtet werden, um Beschädigungen
des Stellantriebes durch das Drehmoment des zugehörigen Elektromotors
beim Bewegen der Schubstange auf die Endanschläge hin zu vermeiden.
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Die
bekannten Stellantriebe haben sich bewährt, stoßen jedoch dann an ihre Grenzen,
wenn eine mechanische Redundanz gefordert wird. Kommt bei spielsweise
ein Stellantrieb bei einer Kraftfahrzeugtür, insbesondere Schiebetür, zum Einsatz,
um den zugehörigen
Kraftfahrzeugtürverschluss
zu entriegeln und/oder (elektrisch) zu öffnen, so ergibt sich die Forderung,
dass bei einem Ausfall der beschriebenen Betätigungskette beispielsweise
im Anschluss an einen Unfall dennoch die zugehörige Kraftfahrzeugtür problemlos
geöffnet
werden können
muss. Das heißt,
die manuelle Bewegung des Stellelementes muss auch bei Blockade
des Motors und folglich der längsbewegbaren
Schubstange gewährleistet werden,
um den Kraftfahrzeugtürverschluss
und im Anschluss hieran die Kraftfahrzeugtür öffnen zu können. Das ist mit den bisherigen
Stellantrieben nicht möglich.
Hier setzt die Erfindung ein.
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Der
Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, einen gattungsgemäßen Stellantrieb
für Kraftfahrzeuge
so weiter zu entwickeln, dass das Stellelement auch bei einer Blockade
der Schubstange betätigt
werden kann.
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Zur
Lösung
dieser technischen Problemstellung ist ein gattungsgemäßer Stellantrieb
im Rahmen der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass das Stellelement
bei blockiertem Motor und manueller Betätigung einen Freilauf gegenüber der
fixierten Schubstange vollführt.
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Erfindungsgemäß wird also
eine Notfallbetätigungseinrichtung
vorgeschlagen, die für
den erwähnten
Freilauf des Stellelementes bei blockiertem Motor und folgerichtig
fixierter Schubstange und bei gleichzeitig manueller Betätigung des
Stellelementes sorgt. Das Stellelement ist an die Schubstange angeschlossen,
um den Bewegungen des Motors folgen zu können. Durch den Freilauf wird
nun erreicht, dass der erwähnte
Anschluss so ausgestaltet ist, dass eine fixierte Schubstange dennoch
einen gewissen Stellweg des Stellelementes (bei manueller Beaufschlagung)
zulässt.
Dabei kommt dieser Freilauf nicht bei einer normalen Funktion des
Motors bzw. Elektromotors zum Einsatz.
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Im
Detail erfolgt der Anschluss des Stellelementes an die Schubstange über eine
Aufnahme, in welche das Stellelement mit einem Arm oder sonst wie
eingreift. Bei normalem Betrieb, das heißt nicht blockiertem Motor,
behält
diese Aufnahme ihre Querschnittsgröße bei, so dass das Stellelement
kraft- und/oder formschlüssig
mitgenommen wird. Blockiert jedoch der Motor bzw. die Schubstange
beispielsweise infolge eines Unfalles, so sorgt ein beweglicher Anschlag
für das
Stellelement an der Schubstange zur Realisierung des Freilaufes.
Denn dieser Anschlag kann bei manueller Betätigung des Stellelementes und
blockiertem Motor bzw. fixierter Schubstange ausweichen.
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Solange
also mit einem normalen Motorbetrieb verbundene Kräfte über die
Schubstange und den Anschlag in das Stellelement zum Bewegen des Stellelementes
eingeleitet werden, weicht der bewegliche Anschlag nicht aus, weil
insofern eine Anschlagfeder am besagten Anschlag dieses Ausweichen
verhindert. Diese Feder ist so bemessen, dass die mit einem Normalbetrieb
verbundenen Betätigungskräfte sie
nicht oder allenfalls geringfügig
zu komprimieren vermögen.
Ist jedoch der Motor und folgerichtig die Schubstange blockiert,
so kann die betreffende Feder manuell komprimiert werden, so dass
als Folge hiervon der bewegliche Anschlag die Querschnittsfläche der
Aufnahme vergrößert und
so den Freilauf realisiert. In der Regel formt der als Teil dieser
Aufnahme ausgebildete federbeaufschlagte Anschlag zusammen mit einem
Bogen an der Schubstange eine Aufnahmeöse, in welche das Stellelement
einendseitig eingreift, um so den durch den Motor initiierten Längsbewegungen
der Schubstange folgen zu können.
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Es
hat sich bewährt,
den Anschlag als in einer Führung
der Schubstange längsverschiebbares Gleitelement
auszubilden. Zur Führung
in der Schubstange mag das betreffende Gleitelement über ein oder
mehrere seitliche Führungszungen
verfügen, die
in zugehörige
Führungsschlitze
in der Schubstange eingreifen und so für eine Längsführung des Anschlages bzw. Gleitelementes
gegenüber
der Schubstange sorgen, nämlich
für eine
Führung
in Längsrichtung
der Schubstange.
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Um
die bereits angesprochene Anschlagfeder für den Anschlag zu halten, verfügt dieser
an seiner dem Stellelement abgewandten Seite über einen Haltezapfen, welcher
die betreffende Anschlagfeder trägt.
Die Anschlagfeder stützt
sich einerseits an dem beweglichen Anschlag und andererseits an
der Schubstange ab und ist bevorzugt als längserstreckte Spiralfeder ausgebildet.
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Ein
besonders kompakter Aufbau wird erreicht, wenn die Schubstange einen
mit einem Spindeltrieb im Eingriff befindlichen Gewindegang besitzt. Denn
in einem solchen Fall kann auf eine zumeist obligatorische Spindelmutter
verzichtet werden, die ihrerseits die Schubstange beaufschlagt.
Das heißt, die
besagte Spindelmutter und die Schubstange sind im Rahmen der Erfindung
und aus Kostengründen einstückig ausgeführt. Wie
allgemein bekannt, verfügt
der Spindeltrieb über
eine Gewindespindel, die ggf. unter Zwischenschaltung eines Getriebes
von dem bereits angesprochenen Motor bzw. Elektromotor angetrieben
wird. Die Gewindespindel kämmt
mit dem Gewindegang in der Schubstange, so dass Drehungen der Gewindespindel
in Linearbewegungen der Schubstange umgesetzt werden.
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Die
Schubstange befindet sich außerhalb
eines Gehäuses,
in welchem der Spindeltrieb inklusive Motor sowie ggf. Getriebe
aufgenommen wird. Dabei sorgt ein Fuß der Schubstange dafür, dass
die Schubstange in dem betreffenden Gehäuse geführt wird. Zusätzlich verfügt der Spindeltrieb
noch über eine
Rückstellfeder,
welche die Schubstange in eine der beiden eingangs bereits beschriebenen
Positionen überführt. Selbstverständlich kann
der beschriebene Stellantrieb auch noch mehr als die beiden angegebenen
Positionen bzw. Endpositionen einnehmen, falls dies erforderlich
sein sollte. – Ebenso
umfasst die Erfindung natürlich
auch Varianten ohne Spindeltrieb, bei denen der Motor bzw.
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Elektromotor
als Linearmotor unmittelbar die Schubstange antreibt. Auch ein Piezomotor
ist an dieser Stelle denkbar.
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Schließlich ist
die Auslegung der Schubstange und des Spindeltriebes insgesamt so
getroffen, dass bei manueller Betätigung des Stellelementes erst
die Anschlagfeder und dann die Rückstellfeder komprimiert
wird. Das heißt,
die Selbsthemmung des Spindeltriebes in Verbindung mit der Federkonstanten
der Rückstellfeder
baut genügend
große
Gegenkräfte
auf, so dass bei blockierter Schubstange immer zuerst die Anschlagfeder
komprimiert wird und infolge der beschriebenen Gegenkräfte die
Schubstange insgesamt ihre Position beibehält. Selbstverständlich lässt die
Rückstellfeder
dann einen Wechsel der Position der Schubstange zu, wenn sich der bewegliche
Anschlag in seiner Endposition des Freilaufes befindet und unverändert hohe
manuelle Betätigungskräfte an dem
Stellelement angreifen und nicht durch anderweitige Anschläge abgefangen
werden.
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Im
Ergebnis wird ein Stellantrieb für
Kraftfahrzeuge zur Verfügung
gestellt, der über
eine Notfallbetätigungseinrichtung
verfügt,
die es erlaubt, bei fixierter Schubstange dennoch für eine manuelle
Bewegung des Stellelementes sorgen zu können. Dadurch wird eine mechanische
Redundanz erreicht, die es ermöglicht,
beispielsweise eine Schließeinrichtung
zu entriegeln und zu öffnen,
und zwar auch bei ausgefallenem oder defektem motorischen Antrieb
bzw. Spindeltrieb. Das alles gelingt bei einfachem und funktionsgerechtem
Aufbau. Hierin sind die wesentlichen Vorteile zu sehen.
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Im
Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel
darstellenden Zeichnung näher
erläutert;
es zeigen:
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1 den
erfindungsgemäßen Stellantrieb schematisch,
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2 den
Gegenstand nach 1 vergrößert bei einer elektrischen
Betätigung,
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3 den
Gegenstand nach 1 bei manueller Betätigung und
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4 eine
Explosionsdarstellung der Schubstange mit Einzelheiten.
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In
den Figuren ist ein Stellantrieb für Kraftfahrzeuge dargestellt.
Vorliegend sorgt dieser Stellantrieb dafür, dass mit Hilfe eines Stellelementes 1 eine
nicht ausdrücklich
dargestellte Schiebetür-Schließeinrichtung
entriegelt und/oder geöffnet wird,
und zwar mit Hilfe eines Motors 2 und/oder manuell. Zumeist
erfolgt die Entriegelung im Zuge eines Dialoges zwischen dem Kraftfahrzeug
und einem zutrittswilligen Bediener im Sinne einer "Keyless-Entry"-Zugangskontrolle.
Im Anschluss daran lässt
sich der betreffende Kraftfahrzeugtürverschluss motorisch öffnen und
die Schiebetür
ggf. ausstellen.
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Dafür sorgt
insgesamt ein Spindeltrieb 2, 3, 3', 4, 5.
Dieser Spindeltrieb 2, 3, 3', 4, 5 setzt
sich im Wesentlichen aus dem Motor 2, einem daran angeschlossenen
Getriebe 3, einer von dem Getriebe 3 rotativ angetriebenen
Gewindespindel 4 und einer Spindelmutter 5 zusammen.
Die Spindelmutter 5 kämmt
mit der Gewindespindel 4 und kann als Folge deren Rotationen
Linearbewegungen in Längsrichtung
einer Schubstange 6 ausführen. Das deutet ein Doppelpfeil
in 4 an.
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Die
Spindelmutter 5 ist integraler Bestandteil der Schubstange 6,
wenngleich auch eine getrennte Auslegung vom Erfindungsgedanken
umfasst wird. Der Spindeltrieb 2, 3, 3', 4, 5 wird
insgesamt in einem zweiteiligen Gehäuse 7a, 7b aufgenommen,
welches aus zwei Gehäusehalbschalen 7a, 7b zusammengesetzt
ist, die rastend miteinander verbunden werden. Die Schubstange wird
mit ihrem Fuß 8 in
dem betreffenden Gehäuse 7 bzw. 7a, 7b geführt. Im
Rahmen des Ausführungsbeispiels
setzt sich der Fuß 8 der Schubstange 6 aus
zwei Stegen 8a, 8b zusammen, die jeweils dichtend
in zugehörigen
Schlitzen im Gehäuse 7 längsverschiebbar
aufgenommen werden.
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Das
Stellelement 1 ist an die Schubstange 6 angeschlossen.
Dazu verfügt
die Schubstange 6 über
eine dem Fuß 8 gegenüberliegende
kopfseitige Öse 9,
die sich aus einem Ösenbogen 9a sowie
einem Anschlag 9b zusammensetzt. Der Anschlag 9b ist
also Teil einer Aufnahme bzw. der Öse 9 für das Stellelement 1.
Damit das Stellelement 1 den Bewegungen der Schubstange 6 folgen
kann, greift es mit einem Ende in die betreffende Öse 9 ein.
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In
der
1 ist eine Position der längsbewegbaren Schubstange
6 dargestellt,
die sogenannte Ruhestellung oder Normalstellung, die automatisch
bei abgeschaltetem Motor
2 eingenommen wird. Hierfür sorgt
eine zum Spindeltrieb
2,
3,
3',
4,
5 gehörige Rückstellfeder
3', die in ein
Zahnrad des Getriebes
3 eingelassen ist, wie die
4 angedeutet.
Bewegt der Motor bzw. Elektromotor
2 die Schubstange
6 aus
der Ruhestellung nach
1 in die Arbeitsstellung bzw.
Position entsprechend der
2, so wird
die betreffende Rückstellfeder
3' gespannt. Bei
abgeschaltetem Elektromotor
2 sorgt die gespannte Rückstellfeder
3' dafür, dass
das Stellelement
1 die Ruhestellung nach
1 (wieder)
einnimmt. Bei der Rückstellfeder
3' handelt es
sich um eine Spiralfeder, wie sie beispielsweise in dem Gebrauchsmuster
DE 86 21 592 U1 bei
einem Stelltrieb beschrieben wird. Der vorliegende Spindeltrieb
2,
3,
3',
4,
5 ist
vergleichbar aufgebaut, wie in dem vorgenannten Gebrauchsmuster
beschrieben, so dass hierauf ausdrücklich verwiesen sei.
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Kommt
es zu einer Blockade des Motors bzw. Elektromotors 2 respektive
der Schubstange 6 beispielsweise infolge eines Autounfalls,
so muss dennoch gewährleistet
werden können,
dass das Stellelement 1 die zu einer Entriegelung respektive Öffnung notwenige
und in 1 angedeutete Schwenkbewe gung im Uhrzeigersinn
um ihre Achse 10 vollführen
kann. Zu diesem Zweck ist bei manueller Betätigung des Stellelementes 1 ein
Freilauf F des Stellelementes 1 gegenüber der fixierten Schubstange 6 realisiert,
wie die 3 deutlich macht. Um die manuelle
Betätigung
des Stellelementes 1 zu bewirken, ist das Stellelement 1 an
der der Öse 9 gegenüberliegenden
Seite in Bezug auf die Achse 10 mit einer Verbindungseinrichtung 11 ausgerüstet, die
sich über
eine lediglich in 1 angedeutete Handhabe 11' betätigen lässt und
für die
beschriebene Uhrzeigersinndrehung des Stellelementes 1 sorgt.
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Im
Zuge der manuellen Betätigung
des Stellelementes 1 bei blockierter Schubstange 6 weicht der
Anschlag 9b aus, und zwar so weit, wie durch den Freilauf
F erlaubt wird. Tatsächlich
bemisst sich dieser Freilauf F anhand von zwei Anschlägen 12, 13.
Der eine Anschlag 12 ist dabei kopfseitig der Schubstange 6 realisiert
und korrespondiert dazu, dass der bewegliche Anschlag 9b mit
seinen zwei seitlichen Führungszungen 14 das
kopfseitige Ende zweier zugehöriger
Führungsschlitze 15 in
der Schubstange 6 erreicht. Die Führungszungen 14 bilden
zusammen mit den Führungsschlitzen 15 eine Führung bzw.
Längsführung 14, 15 für den als
Gleitelement 9b ausgebildeten Anschlag 9b.
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Der
andere Anschlag 13 wird automatisch dann erreicht, wenn
eine den Anschlag 9b beaufschlagende und im Ausführungsbeispiel
als Spiralfeder 16 ausgebildete Anschlagfeder 16 vollständig komprimiert
ist, wie die 3 darstellt. Zur Führung und
Aufnahme dieser längserstreckten
Spiralfeder 16 dient ein Haltezapfen 17, welcher
sich in Längsrichtung
der Schubstange 6 von der dem Stellelement 1 abgewandten
Seite des Anschlages 9b ausgehend erstreckt. Die Spiralfeder 16 stützt sich
einerseits an dem beweglichen Anschlag 9b und andererseits
an der Schubstange 6 ab, und zwar dort in einer Aufnahme 18.
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Die
Auslegung ist so getroffen, dass bei manueller Betätigung des
Stellelementes 1 mit Hilfe der Handhabe 11' inklusive Verbindungsmittel 11 die Schubstange 6 ihre
Ruhestellung entsprechend den 1 und 3 beibehält. Das
heißt,
die Selbsthemmungskräfte
des Spindeltriebes 2, 3, 3', 4, 5 sind in
Verbindung mit den von der Rückstellfeder 3' aufgebauten
Kräfte
so groß,
dass immer zuerst die Spiralfeder 16 entsprechend der Darstellung
in 3 komprimiert wird. Nur wenn unverändert die
Handhabe 11' inklusive
Verbindungsmittel 11 beaufschlagt und weitergehende als
die in 3 dargestellten Schwenkbewegungen des Stellelementes 1 im
Uhrzeigersinn zugelassen werden, sorgt das dann am Anschlag 13 anliegende
Gleitelement 9b dafür,
dass ergänzende
Schwenkbewegungen die Rückstellfeder 3', komprimieren
und der Spindeltrieb 2, 3, 3', 4, 5 zurückgedreht
wird. Fallen diese Zusatzkräfte
weg, sorgt die sich entspannende Rückstellfeder 3' dafür, dass
die Schubstange 6 (wieder) ihre Normalstellung nach den 1 und 3 einnimmt.