DE102004047314A1 - Actuator motor drive for a door or flap of a motor vehicle has force- fitting input and output shafts that are automatically separated when the torque applied exceeds a threshold amount - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Antrieb zum Schwenken einer Tür oder Klappe eines Kraftfahrzeugs mit einem Elektromotor, durch dessen Antriebswelle über eine Eingangswelle und eine Ausgangswelle einer Kupplung und ein Getriebe die Tür oder Klappe um eine Schwenkachse schwenkbar antreibbar ist, wobei die Drehbewegung der Antriebswelle durch eine Bremse bremsbar ist, die bei Drehantrieb der Antriebswelle durch den Elektromotor lösbar ist.The The invention relates to a drive for pivoting a door or flap a motor vehicle with an electric motor, through the drive shaft via a Input shaft and an output shaft of a clutch and a transmission the door or Flap is pivotally drivable about a pivot axis, wherein the Rotary movement of the drive shaft is braked by a brake, the in the case of rotary drive of the drive shaft by the electric motor is solvable.
Bei derartigen Antrieben erfolgt eine Klappenbewegung elektromotorisch, wobei während der Klappenbewegung die Bremse geöffnet und bei einer Ruheposition der Klappe geschlossen wird. Damit verbleibt die Klappe in der elektromotorisch angefahrenen Stellung, ohne dass eine weitere Bestromung des Elektromotors erfolgt. Die angefahrene Stellung kann eine Endstellung aber auch jede Zwischenstellung sein.at Such drives a flap movement is carried out by an electric motor, while during the flap movement the brake open and at a rest position the flap is closed. This leaves the flap in the electric motor approached position, without any further energization of the electric motor he follows. The approached position can be an end position as well be any intermediate position.
Aufgabe der Erfindung ist es einen Antrieb der eingangs genannten Art zu schaffen, der bei einfachem und nur geringen Bauraum benötigenden Aufbau sowohl ein elektromotorisches als auch manuelles Öffnen und/oder Schließen der Tür oder Klappe ermöglicht, wobei die manuelle Betätigung auch bei geschlossener Bremse keine erhöhte Betätigungskraft erfordert.task The invention is a drive of the type mentioned above create, with a simple and only small space-requiring structure both an electromotive and manual opening and / or Shut down the door or flap allows with manual operation as well when the brake is closed requires no increased operating force.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Eingangswelle der Kupplung und die Ausgangswelle der Kupplung, die eine gemeinsame Drehachse besitzen, in einer Antriebsposition kraftschlüssig miteinander verbunden und bei Überschreitung eines bestimmten Drehmoments unter Überwindung des Kraftschlusses aus der Antriebsposition heraus relativ zueinander verdrehbar sind, wodurch die Kupplung in eine Lösestellung bewegbar antreibbar ist.These Task is inventively characterized solved, that the input shaft of the clutch and the output shaft of the clutch, which have a common axis of rotation, in a drive position force fit interconnected and when exceeded a certain torque while overcoming the frictional connection can be rotated relative to one another from the drive position, causing the clutch in a release position is movable drivable.
Durch diese Ausbildung erfolgt durch mechanische Belastung der Tür oder Klappe ein Öffnen der Kupplung und damit eine Trennung des von dem Elektromotor zur Tür oder Klappe führenden Antriebsstranges. Eine geschlossene Bremse aufgrund von deren Nichtbestromung behindert eine manuelle Betätigung der Tür oder Klappe nicht. So ist auch bei einer Nichtbestromung der Bremse aufgrund eines Defekts ein manuelles Öffnen oder Schließen der Tür oder Klappe möglich.By This training is done by mechanical load on the door or flap an opening of the Clutch and thus a separation of the electric motor to the door or flap leading Drive train. A closed brake due to their non-energization hinders manual operation the door or not flap. This is also the case when the brake is not energized due to a defect, a manual opening or closing of the Door or Flap possible.
Da das Überschreiten des bestimmten Drehmoments nicht nur durch eine manuelle Betätigung der Tür oder Klappe sondern auch durch ein Hindernis bei elektromotorischem Antrieb erzeugt werden kann, erfolgt ein Lösen der Kupplung auch in einem solchen Fall, so dass der Antrieb auch einen Überlastschutz aufweist.There the crossing of the specific torque not only by a manual operation of the Door or Flap but also by an obstacle in electric motor drive can be generated, a release of the clutch is also in such Case, so that the drive also has an overload protection.
Da die Bremskraft der Bremse zur manuellen Betätigung der Tür oder Klappe nicht überwunden werden muss, kann die Bremse eine hohe Bremskraft mit großer Toleranz aufweisen, so dass sie einfach und kostengünstig aufgebaut sein kann.There the braking force of the brake for manual operation of the door or flap can not be overcome must, the brake can be a high braking force with great tolerance have, so that they can be simple and inexpensive.
Die Bremse kann eine elektrisch betätigbare Bremse sein. Eine andere Möglichkeit besteht darin, dass die Bremse eine mechanisch betätigbare Bremse ist, die abhängig davon, ob ein Antrieb vom Motor her oder von der Klappe her erfolgt, schließt oder öffnet. Ein Ausführungsbeispiel dazu ist eine Schlingfederbremse oder aber auch eine selbsthemmende Getriebestufe in dem Getriebe.The Brake can be an electrically actuated brake be. Another possibility is that the brake is a mechanically operated Brake is dependent whether a drive is from the engine or from the flap, includes or opens. An embodiment this is a wrap spring brake or even a self-locking gear in the transmission.
Erfolgt durch eine Sensorik mit z. B. einem Hall-Sensor, einem elektrischen Schalter oder anderweitigen Signalgeber eine Erfassung einer Relativverdrehung der durch die Kupplung getrennten Teile des Antriebsstranges, so kann das Signal der Sensorik als Ansteuersignal für den Elektromotor benutzt werden, um eine elektromotorische Betätigung auszulösen.He follows by a sensor with z. B. a Hall sensor, an electrical Switch or other signal generator detection of a relative rotation the separated by the coupling parts of the drive train, so can the signal of the sensor as a drive signal for the electric motor used to trigger an electromotive operation.
Eine freie manuelle Betätigung kann nur in eine Bewegungsrichtung, insbesondere in Schließrichtung, der Tür oder Klappe aber auch in beide Bewegungsrichtungen vorgesehen werden.A free manual operation can only in one direction of movement, in particular in the closing direction, the door or flap but also be provided in both directions of movement.
Die nur mechanisch betätigbare Kupplung kann dem Getriebe vorgeschaltet oder nachgeschaltet oder in das Getriebe integriert sein.The only mechanically actuated Coupling can be upstream or downstream of the gearbox or be integrated in the transmission.
Auch ist die Anordnung der elektrisch öffenbaren Bremse wählbar. Sie kann auf der der Kupplung zugewandten Seite des Elektromotors, aber auch auf der der Kupplung abgewandten Seite des Elektromotors angeordnet sein, wenn ein Wellenstumpf der Antriebswelle des Elektromotors auf der der Kupplung abgewandten Seite des Elektromotors herausragt.Also is the arrangement of the electrically openable brake selectable. she can on the side facing the clutch of the electric motor, but also arranged on the side facing away from the coupling of the electric motor be when a stub shaft of the drive shaft of the electric motor protrudes on the side facing away from the coupling of the electric motor.
Ist das Getriebe ein Planetengetriebe, so wird nicht nur ein platzsparender Aufbau, sondern auch eine günstige Untersetzung erreicht.is The gearbox is a planetary gear, so not only will a space-saving Construction, but also a favorable Reduction achieved.
Erstreckt sich die Drehachse koaxial zur Schwenkachse der Tür oder Klappe, kann der Antrieb bauraumsparend angeordnet werden.extends the axis of rotation is coaxial with the pivot axis of the door or flap, the drive can be arranged to save space.
Eine vorteilhafte Ausbildung besteht darin, dass die Kupplung koaxial zueinander ein mit der Eingangswelle drehfest verbundenes Eingangskupplungsstück, ein mit der Ausgangswelle drehfest verbundenes Ausgangskupplungsstück sowie ein Kupplungszwischenstück besitzt, wobei das Kupplungszwischenstück in der Antriebsposition kraftschlüssig mit der Ausgangskupplung verbunden und bei Überwindung des Kraftschlusses um einen bestimmten Drehwinkel relativ zum Ausgangskupplungsstück verdrehbar ist und dass das Eingangskupplungsstück über ein Kupplungselement formschlüssig mit dem Kupplungszwischenstück verbindbar ist, wobei das Kupplungselement durch eine Löseeinrichtung des Kupplungszwischenstücks in die Lösestellung der Kupplung bewegbar antreibbar ist.An advantageous embodiment is that the coupling coaxial with each other with the input shaft rotatably connected input coupling piece, a rotatably with the output shaft ver Bound output coupling piece and a coupling intermediate piece, wherein the coupling intermediate piece in the drive position positively connected to the output clutch and overcoming the frictional connection by a certain angle of rotation relative to the output coupling piece is rotatable and that the input coupling piece via a coupling element is positively connected to the intermediate coupling piece, wherein the coupling element through a release device of the intermediate coupling piece in the release position of the clutch is movable driven.
In einfacher Weise wird die kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Ausgangskupplungsstück und dem Kupplungszwischenstück dadurch erreicht, dass Ausgangskupplungsstück und Kupplungszwischenstück in einem radialen Abstand zu ihrer Drehachse einander zugewandt jeweils ein Koppelelement aufweisen, wobei die Koppelelemente radial nebeneinander angeordnet sind und in radial umlaufender Richtung gleiche Breite besitzen, sowie durch eine in radial umlaufender Richtung mit Vorspannung anliegende Feder in radialer Ausrichtung zueinander gehalten sind.In simple way is the positive connection between the Output coupler and the coupling adapter achieved in that the output coupling piece and coupling adapter in one Radial distance to its axis of rotation facing each one Having coupling element, wherein the coupling elements radially adjacent are arranged and the same width in the radial direction own, and by a voltage applied in the radial direction with bias voltage Spring are held in radial alignment with each other.
Dabei benötigt die Feder nur geringen Bauraum, wenn sie eine Schenkelfeder ist, die mit einem Schenkelarm an den in eine radiale Umlaufrichtung gerichteten Seiten der Koppelelemente mit Vorspannung in Anlage ist.there needed the spring only small space, if it is a leg spring, the directed with a leg arm to the in a radial direction of rotation Side of the coupling elements with bias in plant is.
Ist die Schenkelfeder mit einem ersten Schenkelarm an den in eine erste radiale Umlaufrichtung gerichteten Seiten der Koppelelemente und mit einem zweiten Schenkelarm den in die zweite radiale Umlaufrichtung gerichteten Seiten der Koppelelemente mit Vorspannung in Anlage, so wird eine kraftschlüssige Verbindung sowohl in Öffnungsrichtung als auch in Schließrichtung der Tür oder Klappe erreicht.is the leg spring with a first leg on the one in a first Radial direction of rotation directed sides of the coupling elements and with a second leg arm in the second radial direction of rotation directed sides of the coupling elements with bias in plant, so is a non-positive Connection both in the opening direction as also in the closing direction the door or flap reached.
Entsprechend dem gewünschten zu überschreitenden Drehmoment kann die Schenkelfeder ein oder mehrere Windungen besitzen, und ihre etwa radial gerichteten Enden die Schenkelarme bilden, wobei zur einfachen Positionierung und zur einfachen Montage das Ausgangskupplungsstück und das Kupplungszwischenstück einen sich axial erstreckenden Dom aufweisen, der von den Windungen der Schenkelfeder mit Spiel umschlossen ist.Corresponding the desired one to be crossed Torque, the leg spring may have one or more turns, and their approximately radially directed ends form the leg arms, wherein For easy positioning and easy installation, the output coupler and the A hitch adapter have an axially extending dome, of the turns of the Leg spring is enclosed with game.
Zur formschlüssigen Verbindbarkeit des Eingangskupplungsstücks mit dem Kupplungszwischenstück kann in einfacher Weise ein um eine zur Drehachse der Eingangswelle parallele Schwenkachse schwenkbar gelagerter Kupplungshebel in einem Abstand zur Schwenkachse einen Mitnehmernocken besitzen, der radial in eine entsprechende Kupplungsausnehmung eingreifbar ist, wobei der Kupplungshebel an dem Eingangskupplungsstück und die Kupplungsausnehmung an dem Kupplungszwischenstück angeordnet ist und wobei der Kupplungshebel entgegen einer Federkraft von der Löseeinrichtung in Auskuppelrichtung aus der Kupplungsausnehmung herausbewegbar ist.to positive Connectability of the input coupling piece with the coupling adapter can in a simple way, a parallel to the axis of rotation of the input shaft Swivel axle pivotally mounted clutch lever at a distance to the pivot axis have a drive cam which radially into a corresponding coupling recess is engageable, wherein the clutch lever at the input coupler and the coupling recess disposed on the coupling intermediate piece is and wherein the clutch lever against a spring force of the release device herausbewegbar in Auskuppelrichtung from the coupling recess is.
Ein Lösen der formschlüssigen Verbindung wird dabei dadurch erreicht, dass der Kupplungshebel von einer um eine zur Drehachse parallele Achse schwenkbar antreibbaren Auskoppelwippe in Auskuppelrichtung beaufschagbar ist.One Solve the positive Connection is achieved by the fact that the clutch lever from a pivotable about an axis parallel to the axis of rotation Decoupling rocker can be beaufschagbar in Auskuppelrichtung.
Besitzt die Auskoppelwippe ein Auskoppelzahnrad oder Auskoppelzahnsegment, das mit einem zur Drehachse koaxialen Antriebszahnrad oder Antriebszahnsegment kämmt, wobei das Antriebszahnrad oder Antriebszahnsegment an dem Ausgangskupplungsstück fest und das Auskoppelzahnrad oder Auskoppelzahnsegment an dem Kupplungsstück um die Achse schwenkbar angeordnet ist, so erfolgt ein Auskoppelantrieb des Kupplungshebels durch die Relativverdrehung von Ausgangskupplungsstück und Kupplungszwischenstück.has the decoupling rocker a Auskoppelzahnrad or decoupling tooth segment, that with a coaxial with the axis of rotation drive gear or drive tooth segment combs, the drive gear or drive tooth segment being fixed to the output coupler and the decoupling gear or Auskoppelzahnsegment on the coupling piece to the Axis is arranged pivotally, so there is a decoupling the clutch lever by the relative rotation of output coupling piece and coupling adapter.
Zur Auskopplung sowohl in Öffnungs- als auch in Schließrichtung der Tür oder Klappe kann die Auskoppelwippe einen ersten Wippenarm und einen zweiten Wippenarm aufweisen, von denen drehrichtungsabhängig der Kupplungshebel in Auskuppelrichtung beaufschlagbar ist.to Decoupling both in opening as well as in the closing direction the door or flap, the Auskoppelwippe a first rocker arm and a second Have rocker arm, of which depending on the direction of rotation of the clutch lever in Auskuppelrichtung can be acted upon.
Ist der Kupplungshebel von einer Kippfeder derart beaufschlagt, dass der Kupplungshebel bei einer der Kupplungsausnehmung radial näheren Schwenkstellung in Eingriffsrichtung und bei einer der Kupplungsausnehmung radial entfernteren Stellung in Außereingriffsrichtung federbelastet ist, so wird der Kupplungshebel immer sicher in seiner jeweils eingenommenen Endstellung gehalten.is the clutch lever is acted upon by a tilt spring such that the clutch lever at one of the coupling recess radially closer pivot position in the direction of engagement and in one of the coupling recess radially more distant position in the disengagement direction spring loaded, so the clutch lever is always safe in his each occupied end position held.
Ist die Kupplung gelöst und der Mitnehmernocken außer Eingriff von der Kupplungsausnehmung, kann allein durch Starten des elektromotorischen Antriebs ein selbsttätiges Bewegen des Mitnehmernockens in die Kupplungsausnehmung erfolgen, wenn der Kupplungshebel bei einem Drehantrieb der Eingangswelle aus seiner der Kupplungsausnehmung radial entfernteren Stellung durch eine feststehende Rampe radial zur Drehachse hin, den Kipppunkt der Kippfeder überschreitend, bewegbar ist.is the clutch is released and the drive cam except Engaging the coupling recess, can alone by starting the electromotive drive an automatic movement of the Mitnehmerockens into the coupling recess, when the clutch lever at a rotary drive of the input shaft from its the Kupplungsausnehmung radially more distant position by a fixed ramp radially towards the axis of rotation, the tipping point of the tipping over the border, is movable.
Dazu kann in einfacher Weise der Kupplungshebel durch eine zur Drehachse konzentrische, kreisförmige Abstützbahn umschlossen sein, an der der Kupplungshebel in seiner der Kupplungsausnehmung radial entfernteren Stellung abgestützt ist, wobei die Abstützbahn die radial nach innen gerichtete Rampe aufweist.To can easily the clutch lever by a to the axis of rotation concentric, circular Abstützbahn be enclosed at the clutch lever in its the coupling recess radially more distant position is supported, wherein the support track the having radially inwardly directed ramp.
Besitzt dabei die Rampe in Umfangsrichtung der Abstützbahn einen dachartigen Querschnitt, erfolgt eine Einkopplung unabhängig von der Drehrichtung.has while the ramp in the circumferential direction of the support track a roof-like cross-section, a coupling takes place independently from the direction of rotation.
Um den radialen Stellweg zu vergrößern, kann der Kupplungshebel einen radial nach außen gerichteten Einkoppelnocken besitzen, mit dem er an der Abstützbahn abstützbar ist.Around can increase the radial travel the clutch lever has a radially outwardly directed Einkoppelnocken own, with whom he is at the Abstützbahn supportable is.
Ist die Kupplungsausnehmung lückenartig radial nach innen ragend in einer ganz oder teilweise radial umlaufenden, zur Drehachse konzentrischen Stützbahn ausgebildet, auf der der Mitnehmernocken bei von der Kippfeder radial nach innen belastetem Kupplungshebel abstützbar ist, so gleitet der Mitnehmernocken nach einer Verschwenkung des Kupplungshebels in Eingriffsrichtung radial nach innen so lange auf der Stützbahn entlang, bis er zur Kupplungsausnehmung gelangt und in diese hineinrastet. Damit ist zum Wiedereinkuppeln maximal nur eine Umdrehung des Eingangskupplungsstücks erforderlich.is the coupling recess gap-like radially projecting inwards in a completely or partially radially encircling, to the axis of rotation concentric support track formed, on which the drive cam in by the tilt spring radially can be supported inwardly loaded clutch lever, so the drive cam slides after a pivoting of the coupling lever in the direction of engagement radially inward on the support track along until it to the Coupling recess passes and snaps into it. This is for re-engagement, only a maximum of one revolution of the input coupling is required.
Es versteht sich, dass die Kupplung zum Schließen nicht mit einem radial nach innen schwenkenden Kupplungshebel ausgebildet sein muss sondern stattdessen mit einem radial nach außen schwenkenden Kupplungshebel ausgebildet sein kann, wobei dann auch die mit dem Kupplungshebel zusammenwirkenden Komponenten invers aufgebaut sind.It It is understood that the clutch does not work with a radial to close must be formed inwardly pivoting clutch lever but instead with a radially outwardly pivoting clutch lever may be formed, in which case also cooperating with the clutch lever Components are constructed inversely.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden nähe beschrieben. Es zeigenOne embodiment The invention is illustrated in the drawing and will be described in the following near. Show it
Der
dargestellte Antrieb weist ein fest angeordnetes Gehäuse
Zur
Ansteuerung und Spannungsversorgung sowohl der Bremse
Der
Bremse
Die
zur Eingangswelle
Mit
der Eingangswelle
Zwischen
dem Eingangskupplungsstück
Das
Ausgangskupplungsstück
Auf
einem zu dem Kupplungszwischenstück
Koaxial
zur Drehachse
An
dem Eingangskupplungsstück
An
dem Kupplungshebel
Bei
einer der Kupplungsausnehmungen
Die
Schwenkbarkeit des Kupplungshebels
Im
Normalbetrieb sitzt der Mitnehmernocken
Bei
Bestromung des reversierbar antreibbaren Elektromotors
Wird
die Tür
oder Klappe bei nicht bestromtem Elektromotor
Die Tür oder Klappe kann nun frei verschwenkt werden.The Door or Flap can now be swiveled freely.
Bei
dem nächsten
Bestromen des Elektromotors
Dadurch
greift der Mitnehmernocken
Nun
ist wieder die Kupplung
- 11
- Elektromotorelectric motor
- 22
- Antriebswelledrive shaft
- 33
- Gehäusecasing
- 44
- Bremsebrake
- 55
- Nebenkammersecondary chamber
- 66
- Ansteuerelektronikcontrol electronics
- ??
- Kupplungclutch
- 88th
- Einganswelleinput shaft
- 99
- Ausgangswelleoutput shaft
- 1010
- Steckanschlussplug-in connection
- 1111
- Planetengetriebeplanetary gear
- 1212
- Antriebsachsedrive axle
- 1313
- EingangskupplungsstückInlet coupling
- 1414
- AusgangskupplungsstückOutput coupler
- 1515
- KupplungszwischenstückA hitch adapter
- 1616
- Drehachseaxis of rotation
- 1717
- Koppelelementcoupling element
- 1818
- Koppelelementcoupling element
- 1919
- Domcathedral
- 2020
- Schwenkfederswiveling spring
- 2121
- Windungenturns
- 2222
- Schenkelarmleg arm
- 2323
- Schenkelarmleg arm
- 2424
- AntriebszahnsegmentDrive gear segment
- 2525
- AuskoppelzahnsegmentAuskoppelzahnsegment
- 2626
- Achseaxis
- 2727
- AuskoppelwippeAuskoppelwippe
- 2828
- erster Wippenarmfirst rocker
- 2929
- zweiter Wippenarmsecond rocker
- 3030
- Kupplungshebelclutch lever
- 3131
- Schwenkachseswivel axis
- 3232
- Mitnehmernockendriver cams
- 3333
- Kupplungsausnehmungcoupling recess
- 3434
- Stützbahnsupport web
- 3535
- Kippfedertoggle spring
- 3636
- AbstützbahnAbstützbahn
- 3737
- EinkoppelnockenEinkoppelnocken
- 3838
- Ramperamp
Claims (21)
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---|---|---|---|
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DE200410047314 DE102004047314A1 (en) | 2004-09-29 | 2004-09-29 | Actuator motor drive for a door or flap of a motor vehicle has force- fitting input and output shafts that are automatically separated when the torque applied exceeds a threshold amount |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: CONTINENTAL AUTOMOTIVE GMBH, 30165 HANNOVER, DE |
|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |