DE102005043589A1 - Electric actuator for motor vehicles, has drive shaft of rotating direction reversible drive motor assigned to first gearing means and output shaft assigned to second gearing means - Google Patents

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Abstract

Electric actuator (10) has drive shaft (16) of a rotating direction reversible drive motor (14) assigned to first gearing means and a output shaft assigned to second gearing means. One of the gearing means (18,24,28) has end stop for limitation of high rotatability of the output shaft.

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Stellantrieb für Kraftfahrzeuge mit einem einer Antriebswelle eines drehrichtungsumkehrbaren Antriebsmotors zugeordneten ersten Getriebe-Mittel und einem einer Abtriebswelle zugeordneten zweiten Getriebe-Mittel, und mit einem zwischen dem ersten Getriebe-Mittel und dem zweiten Getriebe-Mittel angeordneten dritten Getriebe-Mittel, wobei das erste und dritte Getriebe-Mittel sowie das zweite und dritte Getriebe-Mittel jeweils miteinander wirkverbunden sind, und wobei das erste, zweite und dritte Getriebe-Mittel jeweils wenigstens einen Funktionsbereich für die Wirkverbindung aufweisen.The The invention relates to an electric actuator for motor vehicles with a drive shaft of a reversible drive motor associated first transmission means and one of an output shaft associated second transmission means, and with a between the arranged first transmission means and the second transmission means third transmission means, wherein the first and third transmission means and the second and third gear means each with each other are operatively connected, and wherein the first, second and third transmission means respectively have at least one functional area for the active compound.

Derartige Stellantriebe werden in Kraftfahrzeugen beispielsweise für elektrisch, betätigbare Sitzverstellungen eingesetzt. Aus der DE 101 15 151 A1 ist ein elektrischer Stellantrieb bekannt, bei dem eine Drehbewegung einer Antriebswelle eines Antriebsmotors auf eine Abtriebswelle übertragen wird. Zur Anpassung der Kraft- und Momentenverläufe an die Anforderungen an der Abtriebswelle ist eine mehrstufige Getriebeanordnung mit mehreren Stirnrädern und einer Schnecke vorgesehen. Die Drehbeweglichkeit der Abtriebswelle ist auf einen Winkelbereich von unter 180° eingeschränkt. Für die sich ergebenden Endpositionen sind separate Anschläge und Federelemente vorgesehen.Such actuators are used in motor vehicles, for example, for electrically actuated seat adjustments. From the DE 101 15 151 A1 An electric actuator is known in which a rotational movement of a drive shaft of a drive motor is transmitted to an output shaft. To adapt the force and torque curves to the requirements of the output shaft, a multi-stage gear arrangement with multiple spur gears and a worm is provided. The rotational mobility of the output shaft is limited to an angular range of less than 180 °. For the resulting end positions separate stops and spring elements are provided.

Nachteilig an der Definition von Endpositionen durch separate Anschläge und Federelemente ist, dass diese als separate Bauteile während der Montage des Stellantriebs gehandhabt werden müssen und somit den Montageaufwand erhöhen. Zudem erhöhen sie aufgrund der zusätzlichen Bauteile die Herstellungskosten für einen Stellantrieb.adversely at the definition of end positions by separate stops and spring elements, these as separate components during assembly of the actuator must be handled and thus increase the assembly costs. In addition, increase she due to the extra Components the manufacturing cost of an actuator.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Stellantrieb der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass dieser definierte Endanschläge aufweist, wobei die Anzahl der herzustellenden und zu handhabenden Bauteile möglichst gering sein soll.Of the Invention is based on the object, an actuator of the above further developed type such that it has defined end stops, the number of components to be manufactured and handled preferably should be low.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist vorgesehen, dass eines der Getriebe-Mittel wenigstens einen Endanschlag zur Begrenzung der Drehbeweglichkeit der Abtriebswelle aufweist, wobei der Endanschlag im Bereich einer der Funktionsbereiche gelegen ist. Durch die Positionierung eines Endanschlags im Bereich einer der Funktionsbereiche ist die Handhabung der Einzelteile während des Montagevorganges der Einzelteile des Stellantriebs vereinfacht, wodurch sowohl die Montagezeiten als auch die Herstellungskosten vermindert werden.to solution This object is provided that one of the transmission means at least an end stop for limiting the rotational mobility of the output shaft has, wherein the end stop in the range of one of the functional areas is located. By positioning an end stop in the area One of the functional areas is the handling of the items during the Assembly process of the individual parts of the actuator simplified, whereby both the assembly times and the production costs be reduced.

In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Begrenzung der Drehbeweglichkeit der Abtriebswelle auf einen Bereich von bis zu 355° beschränkt ist. Dadurch wird der maximal mögliche Drehbereich von knapp unter 360° nahezu vollständig ausgenutzt.In Further development of the invention is provided that the limitation the rotational mobility of the output shaft to a range of up to is limited to 355 °. This will be the maximum possible range of rotation from just under 360 ° almost Completely exploited.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Endanschlag am zweiten Getriebe-Mittel gelegen ist. Dadurch ist er möglichst nah an der Abtriebswelle angeordnet, wodurch wiederum der maximal mögliche Drehbereich von knapp unter 360° erreichbar ist.In Another embodiment of the invention is provided that the end stop located at the second transmission means. This makes him possible arranged close to the output shaft, which in turn the maximum possible Turning range of just under 360 ° reachable is.

In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die ersten, zweiten und dritten Getriebe-Mittel ein Zahnradgetriebe bilden und die Funktionsbereiche durch die jeweiligen Zähne gebildet sind. Durch die Wahl eines Zahnradgetriebes mit Geradverzahnung sind die einzelnen Getriebe-Mittel verhältnismäßig kostengünstig herstellbar.In Further development of the invention is provided that the first, second and third gear means form a gear transmission and the functional areas through the respective teeth are formed. By choosing a gear transmission with spur toothing are the individual transmission means relatively inexpensive to produce.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die zweiten und dritten Getriebe-Mittel als Stirnräder und das erste Getriebe-Mittel als Schnecke oder als Stirnrad ausgeführt sind. Durch die Schnecke in Kombination mit den Stirnrädern wird einerseits ein großes Übersetzungsverhältnis gewährleistet. Zudem ermöglicht der Einsatz einer Schnecke bei Bedarf, das Getriebe selbsthemmend auszulegen.In Another embodiment of the invention, it is provided that the second and third gear means as spur gears and the first gear means as Worm or are designed as a spur gear. By the snail in combination with the spur gears On the one hand, a large transmission ratio is guaranteed. In addition allows the use of a screw if necessary, the gear self-locking interpreted.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das dritte Getriebe-Mittel aus einer Mehrzahl von miteinander in Eingriff stehenden Stirnrädern besteht. Durch Anordnung einer beliebigen Anzahl von Zahnrädern zwischen dem ersten Getriebe-Mittel und dem zweiten Getriebe-Mittel kann das Übersetzungsverhältnis weiter je nach Bedarf beliebig variiert werden.In Another embodiment of the invention is provided that the third Transmission means of a plurality of intermeshing spur gears consists. By arranging any number of gears between the first transmission means and the second transmission means, the gear ratio can continue can be varied as required.

In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Endanschlag im Bereich zwischen zwei gegenüberliegenden Zahnflanken zweier benachbarter Zähne angeordnet ist. Durch die Anordnung des Endanschlags im Bereich zwischen den Zahnflanken kann dieser bauraumsparend umgesetzt werden.In Further development of the invention is provided that the end stop in the area between two opposite Tooth flanks of two adjacent teeth is arranged. By the Arrangement of the end stop in the area between the tooth flanks can this space-saving implemented.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Endanschlag als untere Zusatzflanke am Zahnkranz gelegen ist und derart ausgebildet ist, dass die Zahnlücke in diesem Bereich vollständig oder teilweise geschlossen ist. Durch die Anordnung im Zahnkranz beziehungsweise Zahngrund der Verzahnung wird die mit dem Zahnrad in Eingriff bringbare Gegenverzahnung gestoppt, sobald der Bereich des Endanschlags erreicht wird.In Another embodiment of the invention is provided that the end stop is located as a lower additional edge on the sprocket and designed is that the tooth gap completely in this area or partially closed. Due to the arrangement in the sprocket or tooth base of the teeth is the with the gear engageable counter teeth stopped once the area of the end stop is reached.

In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Endanschlag aus einer seitlichen Zusatzflanke gebildet ist, durch die die Zahndicke eines Zahnes in diesem Bereich vergrößert ist. In diesem Fall wird ebenfalls die mit dem Zahnrad in Eingriff bringbare Gegenverzahnung gestoppt, sobald der Bereich des Endanschlags erreicht wird.In development of the invention is vorgese hen that the end stop is formed from a lateral additional edge, by which the tooth thickness of a tooth is increased in this area. In this case as well, the gear meshing counter teeth are stopped as soon as the end stop range is reached.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Endanschlag aus zwei seitlichen Zusatzflanken gebildet ist, durch die die Zahndicken von wenigstens zwei gegenüberliegenden Zahnflanken zweier benachbarter Zähne in diesem Bereich vergrößert sind. Damit ergibt sich ein Endanschlag in beide Richtungen, der jeweils auf die Bewegungsrichtung geometrisch angepasst werden kann.In Another embodiment of the invention is provided that the end stop is formed of two lateral additional flanks through which the tooth thicknesses of at least two opposite tooth flanks two adjacent teeth in this area are enlarged. This results in an end stop in both directions, each can be geometrically adapted to the direction of movement.

In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die seitlichen Zusatzflanken eine Aufnahmemulde für einen Zahn eines wirkverbundenen anderen Zahnrades aufweisen. Damit können die Spannungen, die sich in dem in die Mulde eingreifenden Zahn der Gegenverzahnung ergeben, durch die gleichmäßige Flächenauflage vermindert werden.In Further development of the invention is provided that the lateral Additional flanks a receiving trough for a tooth of an operatively connected have other gear. This can reduce the tensions that arise in the tooth of the counter-toothing engaging in the recess, through the uniform surface support be reduced.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Zusatzflanken mit den zweiten Getriebe-Mitteln einstückig verbunden sind. Dadurch wird die Anzahl der zu handhabenden Bauteile während der Montage weiter vermindert.In Another embodiment of the invention is provided that the additional edges are integrally connected to the second gear means. This will the number of components to be handled further reduced during assembly.

In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die zweiten und dritten Getriebemittel als ein Bauteil ausgeführt sind. Dadurch kann die Anzahl der Bauteile weiter vermindert werden.In Further development of the invention is provided that the second and third gear means are designed as a component. This allows the Number of components can be further reduced.

Anhand des folgenden Ausführungsbeispiels wird die Erfindung näher erläutert.Based of the following embodiment the invention closer explained.

Dabei zeigt:there shows:

1 Eine Draufsicht auf einen geöffneten elektrischen Stellantrieb; 1 A plan view of an open electric actuator;

2 eine Detailansicht A des Stellantriebs gemäß 1. 2 a detailed view A of the actuator according to 1 ,

In 1 ist ein geöffneter elektrischer Stellantrieb 10 dargestellt, wobei die Gehäusehälfte nicht dargestellt ist und die untere Gehäusehälfte 12 einen Antriebsmotor 14 aufnimmt. Der Antriebsmotor 14 weist eine Antriebswelle 16 auf, an der ein erstes Getriebemittel 18 in Gestalt einer Schnecke 20 angebracht ist. Ferner besitzt der Stellantrieb 10 eine Abtriebswelle 22, die senkrecht zur Blattebene in der Darstellung nach 1 verläuft und zum Anschluss an ein durch den Stellantrieb 10 zu betätigendes Bauteil dient. Der Abtriebswelle 22 ist ein zweites Getriebemittel 24 in Form eines abtriebswellenseitigen Stirnrades 26 zugeordnet. Zwischen der Schnecke 20 und dem abtriebswellenseitigen Stirnrad 26 ist ein drittes Getriebemittel 28 in Gestalt einer mehrstufigen Stirnräderanordnung bestehend aus einer Mehrzahl von miteinander in Eingriff stehenden Stirnrädern angeordnet. Alle Zahnräder sind derart miteinander wirkverbunden, dass eine Drehbewegung der Antriebswelle 16 auf der Abtriebswelle 22 eine entsprechende Drehbewegung verursacht, wobei die Drehzahl und die zur Verfügung stehenden Drehmomente je nach Übersetzungsverhältnis der Stirnräderanordnung variieren kann.In 1 is an open electric actuator 10 shown, wherein the housing half is not shown and the lower half of the housing 12 a drive motor 14 receives. The drive motor 14 has a drive shaft 16 on, at the first transmission means 18 in the form of a snail 20 is appropriate. Furthermore, the actuator has 10 an output shaft 22 , which are perpendicular to the page in the illustration 1 runs and for connection to a through the actuator 10 used to be actuated component. The output shaft 22 is a second transmission means 24 in the form of a output shaft side spur gear 26 assigned. Between the snail 20 and the output shaft side spur gear 26 is a third transmission medium 28 arranged in the form of a multi-stage spur gear assembly consisting of a plurality of mutually engaging spur gears. All gears are operatively connected to each other such that a rotational movement of the drive shaft 16 on the output shaft 22 causes a corresponding rotational movement, wherein the rotational speed and the available torques may vary depending on the transmission ratio of the spur gear assembly.

Der Stellantrieb 10 ist derart ausgelegt, dass das abtriebswellenseitige Stirnrad 26 um einen Drehwinkel von knapp unter 360° drehbeweglich ist. Zur Gewährleistung einer Endbegrenzung sind, wie in 2 dargestellt, ein erster Endanschlag 30 und ein zweiter Endanschlag 32 vorgesehen. Die ersten und zweiten Endanschläge 30, 32 sind dabei im Bereich des Zahnkranzes 34 des abtriebswellenseitigen Stirnrades 26, der auch als Funktionsbereich bezeichnet werden kann, positioniert.The actuator 10 is designed such that the output shaft side spur gear 26 is rotatable about a rotation angle of just below 360 °. To ensure an end limit, as in 2 shown, a first end stop 30 and a second end stop 32 intended. The first and second end stops 30 . 32 are in the range of the sprocket 34 the output shaft side spur gear 26 , which can also be referred to as a functional area, positioned.

Die zweite Endanschlag 32 liegt dabei im Bereich der Zahnflanke 36 des Zahnrades 38, und er ist derart ausgebildet, dass er die Zahndicke des Zahnes 38 in diesem Bereich einseitig vergrößert. Zur gleichmäßigeren Aufnahme des eingreifenden Zahnes 40 weist der Zahn 38 eine Aufnahmemulde 42 auf. Diese Aufnahmemulde 42 ist korrespondierend zur Kontur des Zahnes 40 gestaltet und gewährleistet eine gleichmäßige Flächenpressung, denn der Zahn in die Aufnahmemulde eingreift.The second end stop 32 lies in the area of the tooth flank 36 of the gear 38 , and it is designed to match the tooth thickness of the tooth 38 enlarged in this area on one side. For a more uniform absorption of the engaging tooth 40 shows the tooth 38 a receiving trough 42 on. This receiving trough 42 is corresponding to the contour of the tooth 40 designed and ensures a uniform surface pressure, because the tooth engages in the receiving trough.

Im Betrieb des Stellantriebs kann das abtriebswellenseitige Stirnrad 26 nur in einem Bereich bewegt werden, der jeweils durch die beiden Endanschläge 30, 32 begrenzt ist und einem Drehbereich von etwas weniger als 360° entspricht. Durch die Drehrichtungsumkehrbarkeit des Antriebsmotors 14 kann die Abtriebswelle 22 dabei je nach Stellbedarf der zu stellenden Bauteile in jede Richtung bewegt werden. Nähert sich die Abtriebswelle 22 dem Bereich der Endanschläge, so wird ein Überdrehen zuverlässig verhindert.During operation of the actuator, the output shaft side spur gear 26 only be moved in one area, each through the two end stops 30 . 32 is limited and corresponds to a range of rotation of slightly less than 360 °. Due to the direction of rotation reversibility of the drive motor 14 can the output shaft 22 Depending on the need for adjustment of the components to be placed in each direction to be moved. Approaches the output shaft 22 the area of the end stops, so overspeeding is reliably prevented.

Claims (14)

Elektrischer Stellantrieb (10) für Kraftfahrzeuge mit einem einer Antriebswelle (16) eines drehrichtungsumkehrbaren Antriebsmotors (14) zugeordneten ersten Getriebe-Mittel (18) und einem einer Abtriebswelle (22) zugeordneten zweiten Getriebe-Mittel (24), und mit einem zwischen dem ersten Getriebe-Mittel (18) und dem zweiten Getriebe-Mittel (24) angeordneten dritten Getriebe-Mittel (28), wobei das erste und dritte Getriebe-Mittel (18, 28) sowie das zweite und dritte Getriebe-Mittel (24, 28) jeweils miteinander wirkverbunden sind, und wobei das erste, zweite und dritte Getriebe-Mittel (18, 24, 28) jeweils wenigstens einen Funktionsbereich für die Wirkverbindung aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass eines der Getriebe-Mittel (18, 24, 28) wenigstens einen Endanschlag (30, 32) zur Begrenzung der Drehbeweglichkeit der Abtriebswelle (22) aufweist, wobei der Endanschlag (30, 32) im Bereich einer der Funktionsbereiche gelegen ist.Electric actuator ( 10 ) for motor vehicles with one of a drive shaft ( 16 ) of a reversible drive motor ( 14 ) associated first transmission means ( 18 ) and one of an output shaft ( 22 ) associated second transmission means ( 24 ), and with one between the first transmission means ( 18 ) and the second transmission means ( 24 ) arranged third transmission means ( 28 ), wherein the first and third transmission means ( 18 . 28 ) as well as the second and third transmission means ( 24 . 28 ) are each operatively connected to each other, and wherein the first, second and third transmission means ( 18 . 24 . 28 ) each have at least one functional area for the operative connection, characterized in that one of the transmission means ( 18 . 24 . 28 ) at least one end stop ( 30 . 32 ) for limiting the rotational mobility of the output shaft ( 22 ), wherein the end stop ( 30 . 32 ) is located in the area of one of the functional areas. Elektrischer Stellantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Begrenzung der Drehbeweglichkeit der Abtriebswelle (22) auf einen Bereich von bis zu 355° beschränkt ist.Electric actuator according to claim 1, characterized in that the limitation of the rotational mobility of the output shaft ( 22 ) is limited to a range of up to 355 °. Elektrischer Stellantrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Endanschlag (30, 32) am zweiten Getriebe-Mittel (24) gelegen ist.Electric actuator according to claim 1 or 2, characterized in that the end stop ( 30 . 32 ) on the second transmission means ( 24 ) is located. Elektrischer Stellantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten, zweiten und dritten Getriebe-Mittel (18, 24, 28) ein Zahnradgetriebe bilden und die Funktionsbereiche durch die jeweiligen Zähne gebildet sind.Electric actuator according to one of the preceding claims, characterized in that the first, second and third transmission means ( 18 . 24 . 28 ) form a gear transmission and the functional areas are formed by the respective teeth. Elektrischer Stellantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten und dritten Getriebe-Mittel (24, 28) als Stirnräder ausgeführt sind.Electric actuator according to one of the preceding claims, characterized in that the second and third transmission means ( 24 . 28 ) are designed as spur gears. Elektrischer Stellantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Getriebe-Mittel (18) als Schnecke (20) oder als Stirnrad ausgeführt ist.Electric actuator according to one of the preceding claims, characterized in that the first transmission means ( 18 ) as a snail ( 20 ) or designed as a spur gear. Elektrischer Stellantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das dritte Getriebe-Mittel (28) aus einer Mehrzahl von miteinander in Eingriff stehenden Stirnrädern besteht.Electric actuator according to one of the preceding claims, characterized in that the third transmission means ( 28 ) consists of a plurality of meshing spur gears. Elektrischer Stellantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Endanschlag (30, 32) im Bereich zwischen zwei gegenüberliegenden Zahnflanken (36, 37) zweier benachbarter Zähne angeordnet ist.Electric actuator according to one of the preceding claims, characterized in that the end stop ( 30 . 32 ) in the region between two opposite tooth flanks ( 36 . 37 ) of two adjacent teeth is arranged. Elektrischer Stellantrieb nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Endanschlag als untere Zusatzflanke am Zahnkranz gelegen ist und derart ausgebildet ist, dass die Zahnlücke in diesem Bereich vollständig oder teilweise geschlossen ist.Electric actuator according to claim 8, characterized characterized in that the end stop as a lower additional edge on Sprocket is located and is designed such that the tooth gap in this Area completely or partially closed. Elektrischer Stellantrieb nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Endanschlag (30, 32) aus einer seitlichen Zusatzflanke gebildet ist, durch die die Zahndicke eines Zahnes in diesem Bereich vergrößert ist.Electric actuator according to claim 8, characterized in that the end stop ( 30 . 32 ) is formed from a lateral additional edge, by which the tooth thickness of a tooth is increased in this area. Elektrischer Stellantrieb nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Endanschlag (30, 32) aus zwei seitlichen Zusatzflanken gebildet ist, durch die die Zahndicken von wenigstens zwei gegenüberliegenden Zahnflanken zweier benachbarter Zähne in diesem Bereich vergrößert ist.Electric actuator according to claim 8, characterized in that the end stop ( 30 . 32 ) is formed from two lateral additional flanks, by which the tooth thicknesses of at least two opposite tooth flanks of two adjacent teeth in this area is increased. Elektrischer Stellantrieb nach einem der Ansprüche 10 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die seitlichen Zusatzflanken eine Aufnahmemulde (42) für einen Zahn eines wirkverbundenen anderen Zahnrades aufweisen.Electric actuator according to one of claims 10 to 11, characterized in that the lateral additional flanks a receiving trough ( 42 ) for a tooth of an operatively connected other gear. Elektrischer Stellantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzflanken mit den zweiten Getriebe-Mitteln (24) einstückig verbunden sind.Electric actuator according to one of the preceding claims, characterized in that the additional flanks with the second gear means ( 24 ) are integrally connected. Elektrischer Stellantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten und dritten Getriebemittel (24, 28) als ein Bauteil ausgeführt sind.Electric actuator according to one of the preceding claims, characterized in that the second and third transmission means ( 24 . 28 ) are designed as a component.
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