DE102005030053A1 - Antrieb zum Verschwenken einer an eine Karosserie eines Fahrzeugs angeordnete Klappe - Google Patents

Antrieb zum Verschwenken einer an eine Karosserie eines Fahrzeugs angeordnete Klappe Download PDF

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf einen Antrieb zum Verschwenken einer an einer Karosserie eines Fahrzeugs angeordneten Klappe 5 um eine Schwenkachse. Der Antrieb weist einen Antriebsmotor 1 auf, von dem die Klappe 5 über einen Antriebsstrang schwenkbar antreibbar ist. Der Antriebsmotor ist zwischen einem antreibenden Aktivzustand und einem nicht antreibenden Deaktivzustand schaltbar, wobei der Antriebsmotor 1 im Deaktivzustand zumindest weitgehend widerstandslos bewegbar ist. Weiterhin ist in dem Antriebsstrang von dem Antriebsmotor 1 zur Klappe 5 eine Bremseinrichtung 3 angeordnet, durch die der Antriebsstrang blockierbar ist. Dabei befindet sich die Bremseinrichtung 3 im Deaktivzustand des Antriebsmotors 1 in einem Blockierzustand und im Aktivzustand des Antriebsmotors 1 in einem Entblockierzustand und wobei der Antriebsmotor ein nicht selbsthemmender Elektromotor ist.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf einen Antrieb zum Verschwenken einer an einer Karosserie eines Fahrzeugs angeordneten Klappe um eine Schwenkachse, mit einem Antriebsmotor, von dem die Klappe über einen Antriebsstrang schwenkbar antreibbar ist.
  • Bei derartigen Antrieben, die als Antriebsmotor einen Elektromotor besitzen können, ist dieser zusammen mit einem Getriebe als selbsthemmender Elektromotor ausgebildet und arbeitet mit einer Kupplung zusammen.
  • Die Verwendung von selbsthemmenden Elektromotoren zusammen mit Kupplungen ist teuer und erfordert aufgrund des erhöhten Widerstandes des Motors auch einen erhöhten Energiebedarf.
    •
  • Aufgabe der Erfindung ist es daher einen kostengünstigen Antrieb der eingangs genannten Art zu schaffen.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Antriebsmotor zwischen einem antreibenden Aktivzustand und einem nichtantreibenden Deaktivzustand schaltbar ist, wobei der Antriebsmotor im Deaktivzustand zumindest weitgehend widerstandslos bewegbar ist, und daß in dem Antriebsstrang von dem Antriebsmotor zur Klappe eine Bremseinrichtung angeordnet ist, durch die der Antriebsstrang blockierbar ist, wobei sich die Bremseinrichtung im Deaktivzustand des Antriebsmotors in einem Blockierzustand und im Aktivzustand des Antriebsmotors in einem Entblockierzustand befindet und wobei der Antriebsmotor ein nicht selbsthemmender Elektromotor ist.
  • Dadurch, daß der Antriebsmotor nur zum Bewegen, nicht aber zum Halten der ganz oder teilweise geöffneten Klappe dient, kann er einfacher und kostengünstiger ausgelegt werden.
  • Der nicht selbsthemmende Elektromotor ist nur zum Verstellen der Klappe bestromt wird und belastet, ist aber bei Stillstand der ganz oder teilweise geöffneten Klappe unbestromt und unbelastet ist.
  • Wahlweise kann ein solcher Antrieb einseitig oder auch beidseitig an der Klappe angeordnet sein, wobei bei beidseitiger Anordnung eine Bremseinrichtung in nur einem Antrieb erforderlich ist.
  • Dabei kann das Öffnungs- oder Schließmoment des Antriebsmotors verstärkt übertragen werden, wenn in dem Antriebsstrang in Antriebsrichtung vor und/oder nach der Bremseinrichtung ein Getriebe angeordnet ist.
  • Die Bremseinrichtung kann ein die Gewichtsbelastung durch die Klappe selbsthemmend haltender Antriebsmotor sein, der bei über die Gewichtsbelastung durch die Klappe hinausgehender Belastung der Klappe nicht selbsthemmend ist.
  • Es ist aber auch möglich, daß die Bremseinrichtung ein die Gewichtsbelastung durch die Klappe selbsthemmend haltendes Getriebe im Antriebsstrang ist, das bei über die Gewichtsbelastung durch die Klappe hinausgehender Belastung der Klappe nicht selbsthemmend ist.
  • Auch kann die Bremseinrichtung eine bestrombare Bremseinrichtung sein, deren unbestromter Zustand der Blockierzustand ist.
  • Eine Bestromung ist also nur zum Verstellen der Klappe erforderlich.
  • Die Antriebsbewegung der Klappe kann auf jegliche Art durch den Antriebsstrang erfolgen. Besonders vorteilhaft und klein bauend ist es, wenn von dem Antriebsstrang ein Drehmoment übertragbar ist.
  • Ist im Deaktivzustand des Antriebsmotors die auf den Antriebsstrang einwirkende Übertragungsbelastung durch einen Sensor erfaßbar und bei Überschreitung eines bestimmten Belastungsgrades die Bremseinrichtung in den Entblockierzustand schaltbar oder von dem Antriebsmotor oder dem Getriebe abkoppelbar, so kann durch manuelle Beaufschlagung der geöffneten Klappe die Bremseinrichtung geöffnet und die Klappe mit üblichen Handkräften bewegt werden. Das Mitbewegen des nicht selbsthemmenden Antriebsmotors über den Antriebsstrang führt bei gelöster Bremseinrichtung nur zu einer vernachlässigbaren Erhöhung der Handkräfte.
  • Dabei besteht eine einfache Ausbildung darin, daß der Sensor ein Kraftsensor oder ein Drehwinkelsensor oder ein Hallsensor ist.
  • Der Sensor kann bauraumsparend im Antriebsmotor integriert sein.
  • Durch einen Drehwinkelsensor kann auch über die Sensierung der Klappengeschwindigkeit eine Hinderniserkennung durchgeführt werden.
  • Zum Ausgleich des Klappengewichts kann an der Klappe eine Klappengewichtsausgleichsanordnung angeordnet sein, die als Energiespeicher eine Gasfeder und und/oder ein Federbein und/oder ein mechanisches Federelement aufweisen kann.
  • Grundsätzlich sind dabei verschiedene Varianten des Klappengewichtsausgleichs möglich. Eine Möglichkeit besteht darin, daß die Klappengewichtsausgleichseinrichtung die Haltefunktion der Klappe bei komplett geöffneter Position übernimmt. Dabei ist es möglich, daß die Bremseinrichtung nach Erreichen der Endlage der Klappe für einen Zeitraum bestromt, d.h. gelöst gehalten wird.
  • In einer anderen Möglichkeit übernimmt die Bremseinrichtung die Haltefunktion der Klappe in komplett geöffneter Position.
  • Zu einem geringen Bauraumerfordernis führt es, wenn der Antriebsmotor ein Elektrogetriebemotor mit einem zumindest teilweise integriertem Getriebe ist.
  • Weiterhin ist es für einen geringen Bauraum auch möglich, wenn die Bremseinrichtung in dem Antriebsmotor integriert ist.
  • Vorteilhaft anwendbare Ausführungsformen der Bremseinrichtung bestehen darin, daß die Bremseinrichtung eine Bandbremse oder eine Scheibenbremse ist.
  • Dabei kann die Bremseinrichtung im Blockierzustand unter Reibschlußeingriff oder unter Formschlußeingriff sein.
  • Zur schnellen Aktivierung der Bremseinrichtung kann diese ein magnetisch, insbesondere elektromagnetisch betätigbares oder als Getriebemotor ausgebildetes Stellglied besitzen.
  • Um das entsprechend der jeweiligen äußeren Bedingungen sicher ausreichende aber nicht überdimensionierte Bremsmoment zu erhalten, kann das Bremsmoment der Bremseinrichtung in Abhängigkeit von dem Öffnungswinkel der Klappe und/oder von der Temperatur und/oder von der Neigung des Fahrzeugs einstellbar sein.
  • Ist das Getriebe ein Umlaufgetriebe, insbesondere ein Planetengetriebe oder ein ein- oder mehrstufiges Stirnradgetriebe, so kann der Verlauf des Antriebsstranges den vorhandenen Baurraumbedingungen angepaßt werden.
  • Dabei kann das Getriebe aus mehreren mehrstufigen Getrieben bestehen.
  • Zur Schwenkführung der Klappe ist diese vorzugsweise mittels eines oder mehrerer Scharniere um die Schwenkachse schwenkbar an der Karosserie des Fahrzeugs angelenkt.
  • Dabei kann eine mit einem Scharnierglied drehfest verbundene Scharnierachse der Scharniere schwenkbar antreibbar sein.
  • Ist die Klappe oder das Scharnierglied von einem ebenen Koppelgetriebe schwenkbar antreibbar, so ist eine klappenöffnungswinkelabhängige Übersetzung möglich.
  • Eine andere Antriebsmöglichkeit besteht darin, daß die Klappe oder das Scharnierteil von einem Seilzug, insbesondere von einem Bowdenzug schwenkbar antreibbar ist.
  • Zu einer geringen Baugröße bei einem großen Übersetzungsverhältnis und einer leichten manuellen Klappenbetätigung bei geöffneter Bremseinrichtung führt es, wenn das Planetengetriebe die Komponenten eines Sonnenrads, eines feststehenden Innenzahnkranzes, eines oder mehrerer mit dem Sonnenrad und dem Innenzahnkranz in Eingriff stehender Planetenräder und eines die Planetenräder tragenden Planetenträgers, der drehfest mit einer zur Drehachse des Planetenträgers koaxialen Welle verbunden ist, aufweist, wobei die Drehbewegung einer Komponente des Planetengetriebes durch die Bremseinrichtung bremsbar ist oder zwei der Komponenten des Planetengetriebes untereinander sperrbar sind und daß von dem Antriebsmotor das Sonnenrad drehbar antreibbar ist und die Welle des Planetenträgers den Abtrieb bildet.
  • Als Abtrieb kann auf der Welle ein Abtriebszahnrad angeordnet sein, von dem die Klappe schwenkbar antreibbar ist.
  • Die Klappe kann über eine Getriebestufe von der Welle schwenkbar antreibbar sein, die bauraumsparend als ein ein- oder mehrstufiges Stirnradgetriebe ausgeführt sein kann.
  • Vorzugsweise ist der Antriebsmotor ein Elektromotor, insbesondere ein Gleichstrommotor, der zur Optimierung auch als Elektrogetriebemotor ausgebildet sein kann.
  • Das erreichbare große Übersetzungsverhältnis ist besonders vorteilhaft, wenn sich die Schwenkachse horizontal erstreckt.
    •
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen
  • 1 einen Antrieb als Blockschaltbild dargestellt,
  • 2 einen Antrieb mit einem Planetengetriebe.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel in 1 wird von einem nicht selbsthemmenden Antriebsmotor 1 über einen Antriebsstrang aus einem ersten Getriebe 2, einer stromlos geschlossenen Bremseinrichtung 3 und einem zweiten Getriebe 4 das Scharnier einer Klappe 5 schwenkbar angetrieben.
  • Der in 2 dargestellte Antrieb weist einen als Elektromotor ausgebildeten nicht selbsthemmenden Antriebsmotor 1 auf, auf dessen Abtriebswelle 12 ein Sonnenrad 6 eines Planetengetriebes 7 fest angeordnet ist. Das Sonnenrad 6 ist konzentrisch von einem feststehenden Innenzahnkranz 8 des Planetengetriebes 7 mit radialem Abstand umschlossen.
  • Ein zwischen Sonnenrad 6 und Innenzahnkranz 8 angeordnetes Planetenrad 9 greift sowohl in die Zähne des Sonnenrades 6 als auch in die Zähne des Innenzahnkranzes 8 ein.
  • Das Planetenrad 9 ist drehbar auf einem Achszapfen 10 eines Planetenträgers 11 gelagert, der mit einer zur Abtriebswelle 12 des Antriebsmotors 1 koaxialen Welle 13 fest verbunden ist, die ein Abtriebszahnrad 14 zum Schwenkantrieb einer nicht dargestellten Klappe, insbesondere einer um eine horizontale Schwenkachse schwenkbar angeordneten Heckklappe eines Fahrzeugs trägt.
  • Auf der Welle 13 ist eine Bremsscheibe 15 fest angeordnet, deren Drehbewegung durch eine Bremseinrichtung 3 bremsbar ist.
    • 1
    Antriebsmotor
    2
    erstes Getriebe
    3
    Bremseinrichtung
    4
    zweites Getriebe
    5
    Klappe
    6
    Sonnenrad
    7
    Planetengetriebe
    8
    Innenzahnkranz
    9
    Planetenrad
    10
    Achszapfen
    11
    Planetenträger
    12
    Abtriebswelle
    13
    Welle
    14
    Abtriebszahnrad
    15
    Bremsscheibe

Claims (28)

  1. Antrieb zum Verschwenken einer an einer Karosserie eines Fahrzeugs angeordneten Klappe um eine Schwenkachse, mit einem Antriebsmotor, von dem die Klappe über einen Antriebsstrang schwenkbar antreibbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmotor zwischen einem antreibenden Aktivzustand und einem nichtantreibenden Deaktivzustand schaltbar ist, wobei der Antriebsmotor im Deaktivzustand zumindest weitgehend widerstandslos bewegbar ist, und daß in dem Antriebsstrang von dem Antriebsmotor zur Klappe eine Bremseinrichtung angeordnet ist, durch die der Antriebsstrang blockierbar ist, wobei sich die Bremseinrichtung im Deaktivzustand des Antriebsmotors in einem Blockierzustand und im Aktivzustand des Antriebsmotors in einem Entblockierzustand befindet und wobei der Antriebsmotor ein nicht selbsthemmender Elektromotor ist.
  2. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Antriebsstrang in Antriebsrichtung vor und/oder nach der Bremseinrichtung ein Getriebe angeordnet ist.
  3. Antrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremseinrichtung ein die Gewichtsbelastung durch die Klappe selbsthemmend haltender Antriebsmotor ist, der bei über die Gewichtsbelastung durch die Klappe hinausgehender Belastung der Klappe nicht selbsthemmend ist.
  4. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremseinrichtung ein die Gewichtsbelastung durch die Klappe selbsthemmend haltendes Getriebe im Antriebsstrang ist, das bei über die Gewichtsbelastung durch die Klappe hinausgehender Belastung der Klappe nicht selbsthemmend ist.
  5. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremseinrichtung eine bestrombare Bremseinrichtung ist, deren unbestromter Zustand der Blockierzustand ist.
  6. Antrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß von dem Antriebsstrang ein Drehmoment übertragbar ist.
  7. Antrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Deaktivzustand des Antriebsmotors die auf den Antriebsstrang einwirkende Übertragungsbelastung durch einen Sensor erfaßbar und bei Überschreitung eines bestimmten Belastungsgrades die Bremseinrichtung in den Entblockierzustand schaltbar oder von dem Antriebsmotor oder dem Getriebe abkoppelbar ist.
  8. Antrieb nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor ein Kraftsensor oder ein Drehwinkelsensor oder ein Hallsensor ist.
  9. Antrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der Klappe eine Klappengewichtsausgleichseinrichtung angeordnet ist.
  10. Antrieb nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Klappengewichtsausgleichseinrichtung eine Gasfeder und/oder ein Federbein und/oder ein mechanisches Federelement ist.
  11. Antrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmotor ein Elektrogetriebemotor mit einem zumindest teilweise integriertem Getriebe ist.
  12. Antrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremseinrichtung in dem Antriebsmotor integriert ist.
  13. Antrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremseinrichtung eine Bandbremse oder eine Scheibenbremse ist.
  14. Antrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremseinrichtung im Blockierzustand unter Reibschlußeingriff oder unter Formschlußeingriff ist.
  15. Antrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremseinrichtung ein magnetisch, insbesondere elektromagnetisch betätigbares oder als Getriebemotor ausgebildetes Stellglied besitzt.
  16. Antrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Bremsmoment der Bremseinrichtung in Abhängigkeit von dem Öffnungswinkel der Klappe und/oder von der Temperatur und/oder von der Neigung des Fahrzeugs einstellbar ist.
  17. Antrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebe ein Umlaufgetriebe insbesondere ein Planetengetriebe (7) oder ein ein- oder mehrstufiges Stirnradgetriebe ist.
  18. Antrieb nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebe aus mehreren mehrstufigen Getrieben besteht.
  19. Antrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Klappe mittels eines oder mehrerer Scharniere um die Schwenkachse schwenkbar an der Karosserie des Fahrzeugs angelenkt ist.
  20. Antrieb nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß eine mit einem Scharnierglied drehfest verbundene Scharnierachse der Scharniere schwenkbar antreibbar ist.
  21. Antrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Klappe oder das Scharnierglied von einem ebenen Koppelgetriebe schwenkbar antreibbar ist.
  22. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Klappe oder das Scharnierteil von einem Seilzug, insbesondere von einem Bowdenzug schwenkbar antreibbar ist.
  23. Antrieb nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Planetengetriebe (7) die Komponenten eines Sonnenrads (6), eines feststehenden Innenzahnkranzes (8), eines oder mehrerer mit dem Sonnenrad (6) und dem Innenzahnkranz (8) in Eingriff stehender Planetenräder (9) und eines die Planetenräder (9) tragenden Planetenträgers (11), der drehfest mit einer zur Drehachse des Planetenträgers (11) koaxialen Welle (13) verbunden ist, aufweist, wobei die Drehbewegung einer Komponente des Planetengetriebes (7) durch die Bremseinrichtung (3) bremsbar ist oder zwei der Komponenten des Planetengetriebes untereinander sperrbar sind und daß von dem Antriebsmotor (1) das Sonnenrad (6) drehbar antreibbar ist und die Welle (13) des Planetenträgers (11) den Abtrieb bildet.
  24. Antrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Welle (13) ein Abtriebszahnrad (14) angeordnet ist, von dem die Klappe schwenkbar antreibbar ist.
  25. Antrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Klappe über eine Getriebestufe von der Welle (13) schwenkbar antreibbar ist.
  26. Antrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmotor (1) ein Elektromotor, insbesondere ein Gleichstrommotor ist.
  27. Antrieb nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromotor ein Elektrogetriebemotor ist.
  28. Antrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Schwenkachse horizontal erstreckt.
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