DE102005046384B4

DE102005046384B4 - Rutschkupplung für eine elektromotorische Verstelleinrichtung

Info

Publication number: DE102005046384B4
Application number: DE200510046384
Authority: DE
Inventors: Dr. Swienty Michael
Original assignee: EM Kunststofftechnik GmbH
Current assignee: EM Kunststofftechnik GmbH
Priority date: 2005-09-28
Filing date: 2005-09-28
Publication date: 2014-08-07
Anticipated expiration: 2025-09-29
Also published as: DE102005046384A1

Abstract

Rutschkupplung für eine elektromotorische Verstelleinrichtung, insbesondere einen Spiegelversteller für ein Kraftfahrzeug, welche den Kraftschluß zwischen einer Antriebsspindel und einem Verstellergetriebe bei Drehmomentüberschreitung unterbricht, wobei eine hohlzylindrische Zahnradnabe (1) ein Innengewinde zur beweglichen Aufnahme der Antriebsspindel und einen Flansch (2) zum Fixieren des Zahnradkranzes aufweist, weiterhin an der Flanschunterseite sich eine umlaufende Ringnut (4) anschließt, in welcher eine Kupplungsringfeder (13) angeordnet ist; die Kupplungsringfeder eine vom Flansch weg weisende Kröpfung (14) mit Hakenzapfen (15) umfaßt; der Zahnradkranz (7) eine Hohlzylinderform besitzt, wobei die Zahnradkranz-Innenseite mehrere umfangsseitig angeordnete Schlüsselflächen (9) aufweist und an einer Zahnradkranz-Stirninnenseite Führungsvorsprünge (10) sowie Durchbrüche oder taschenartige Freiflächen (11), letztere zum Rasthalt des Hakenzapfens angeordnet sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Rutschkupplung für eine elektromotorische Verstelleinrichtung, insbesondere einen Spiegelversteller für ein Kraftfahrzeug, welche den Kraftschluß zwischen einer Antriebsspindel und einem Verstellergetriebe bei Drehmomentüberschreitung unterbricht.
Eine Antriebseinrichtung für einen verstellbaren Kraftfahrzeugspiegel unter Verwendung eines selbstkalibrierenden Potentiometers ist beispielsweise aus der DE 200 22 740 U1 vorbekannt.
Die dortige Antriebsvorrichtung für einen verstellbaren Kraftfahrzeugspiegel geht von einem feststehenden Teil und einem relativ zum feststehenden Teil mittels mindestens eines Antriebsmotors und mindestens eines Antriebszahnrads schwenkbaren Spiegelträger aus. Weiterhin ist ein Potentiometer zur Erzeugung eines den Schwenkwinkel zwischen dem feststehenden Teil und dem Spiegelträger angebenden elektrischen Signal vorhanden, wobei das Potentiometer einen Schleifwiderstand und einen Schleifer aufweist und eines der Elemente Schleifwiderstand und Schleifer fest mit einem mit dem feststehenden Teil verbundenen Basisteil und das andere der beiden Elemente über eine Rutschkupplung mit dem Antriebszahnrad oder einem mit dem Antriebszahnrad in Wirkverbindung stehenden Drehteil verbunden ist.
Das Rutschmoment der dortigen Rutschkupplung soll größer als das Reibungsmoment zwischen den erwähnten Elementen sein. Gemäß einer Ausführungsform der vorbekannten Lösung kann die Rutschkupplung aus einem zentralen, die Drehachse des Antriebszahnrads oder Drehteils bildenden Zapfen und einer Innenverzahnung gebildet werden, wobei die Innenverzahnung Bestandteil des den Schleifer des Potentiometers bildenden Metallplättchens oder eines den Schleifer festlegenden Klemmrings ist, die auf dem Zapfen aufgepreßt sind.
Bei der vorstehend geschilderten Lösung des Standes der Technik ist die dort gezeigte Rutschkupplung bezogen auf die Kräfte, die beim Verstellen eines Potentiometers auftreten, und die maximalen Drehmomente ausgelegt, die dann entstehen, wenn der Schleifer eines Potentiometers in den jeweiligen Endlagebereich gelangt.
Die vorgeschlagene Konstruktion ist jedoch nicht in der Lage, drehmomentbegrenzend für den eigentlichen Spiegelantrieb zu wirken, insbesondere dann, wenn eine Anschlagposition, die den maximalen Verstellweg begrenzt, erreicht wird oder wenn bewußt oder unbewußt durch manuelles Hantieren auf den Spiegel eine händische Verstellung vorgenommen wird.
Aus der US 2003/0 050 121 A1 ist ein weiterer Drehmomenten-Begrenzer und ein rotierendes Bauteil mit Drehmomenten-Begrenzer bekannt. Dieser weist eine Hülse mit einem ringförmigen Leitbereich und einem ringartigen elastischen Bauteil auf. Die Hülse erzeugt eine radiale Kraft bezüglich eines Schaftes, der in die Hülse eingesetzt ist. Dies geschieht durch Weitergabe einer Spannkraft in eine in ihrem Durchmesser reduzierbare Richtung auf die Hülse durch ein Einpassen des elastischen Bauteils auf die Hülse, wobei deren Durchmesser reduziert wird.
Aus dem Vorgenannten ist es daher Aufgabe der Erfindung, eine weiterentwickelte Rutschkupplung für eine elektromotorische Verstelleinrichtung, insbesondere einen Spiegelversteller für ein Kraftfahrzeug anzugeben, welche den Kraftschluß zwischen einer Antriebsspindel und einem Verstellergetriebe bei Drehmomentüberschreitung unterbricht. Die zu schaffende Rutschkupplung soll aus wenigen Teilen herstell- und in technologisch wenig aufwendiger Weise montierbar sein. Darüber hinaus soll beim Wirksamwerden der Rutschkupplung, d. h. beim Erreichen eines Grenz-Drehmoments ein Aktivwerden der Kupplung möglichst geräuschfrei erfolgen.
Die Lösung der Aufgabe der Erfindung erfolgt durch eine Rutschkupplung gemäß der Merkmalskombination nach Patentanspruch 1, wobei die Unteransprüche mindestens zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen darstellen.
Die erfindungsgemäße Rutschkupplung für eine elektromotorische Verstelleinrichtung, insbesondere einen Spiegelversteller für ein Kraftfahrzeug, geht von einer hohlzylindrischen Zahnradnabe aus, welche ein Innengewinde zur drehbeweglichen Aufnahme der Antriebsspindel bzw. eines Antriebsspindelstößels und einen Flansch zum Fixieren eines Zahnradkranzes aufweist.
An der Flanschunterseite der Zahnradnabe schließt sich eine umlaufende Ringnut an, in welcher eine Kupplungsringfeder angeordnet ist.
Die Kupplungsringfeder umfaßt eine vom Flansch weg weisende Kröpfung in Form eines Hakenzapfens.
Der Zahnradkranz besitzt eine Hohlzylinderform, wobei die Zahnradkranz-Innenseite mehrere umfangsseitig angeordnete Schlüsselflächen aufweist und an einer Zahnradkranz-Stirnseite Führungsvorsprünge sowie Durchbrüche, letztere zum Rasthalt des Hakenzapfens angeordnet sind.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der Flansch eine treppenartige Abstufung auf, welche eine Lauffläche des Zahnradkranzes bildet.
Die Ringfeder wird unter Vorspannung in die erwähnte Ringnut eingesetzt, wobei über den resultierenden Reibschluß das übertragbare Drehmoment vorgegeben ist.
Unterhalb der Ringnut befindet sich ein umlaufender Konus als Ringfeder-Montagehilfe.
Der Zahnradkranz kann bevorzugt eine Schrägverzahnung aufweisen, die mit einem Gegenrad eines Getriebes kämmt.
Die Schlüsselflächen sind nur über einen schmalen Abschnitt als in axialer Richtung orientierte Vorsprünge ausgebildet.
Die Führungsvorsprünge stützen einerseits den Zahnradkranz an der Außenseite der Zahnradnabe ab und bilden andererseits über dort vorgesehene Vorsprünge eine Auflagefläche für die Ringfeder.
Die Vorsprünge sind bei einer Ausgestaltung der Erfindung als zylindrische Erhebungen ausgeführt, die sich von den Führungsvorsprüngen in axialer Richtung zu den Schlüsselflächen erstrecken.
Die Ringfeder stellt einen offenen Ring mit rechtwinklig in axialer Richtung gebogenem Hakenzapfen dar.
Bevorzugt sind sowohl die Zahnradnabe als auch der Zahnradkranz als Kunststoff-Spritzgußteil ausgeführt.
Die montierte Rutschkupplung entfaltet ihre bestimmungsgemäße Wirkung wie folgt.
Der Zahnradkranz wird durch eine eingreifende Schnecke bzw. das erwähnte Gegenzahnrad, das wiederum durch einen Elektromotor angetrieben wird, in Drehung versetzt.
Aufgrund der definierten Federkraft der Zahnrad-Kupplungsringfeder und des Reibbeiwerts zwischen dem Material der Zahnrad-Kupplungsringfeder und der Zahnradnabe wird die Zahnradnabe in derselben Drehrichtung mitgenommen.
Der im Innengewinde der Zahnradnabe laufende Stößel, der gegen Eigentorsion durch eine innen liegende Führung gesichert ist, wird je nach Drehrichtung des Zahnradkranzes bzw. der Zahnradnabe abgehoben oder gesenkt. In der jeweils unteren oder oberen Endlage des Stößels bzw. bei Blockierungen innerhalb des Verstellwegs, rutscht bzw. gleitet die Zahnrad-Kupplungsringfeder in der Ringnut der Zahnradnabe aufgrund der niedrigeren Übertragungsmomente als die der vorgesehenen Gewindefeder des im Innengewinde der Zahnradnabe laufenden Stößels.
Für die zweckmäßige und einfache Montage wird die Zahnrad–Kupplungsringfeder mit dem Hakenzapfen nach unten in den Zahnkranz von oben so eingelegt, daß sie auf den Auflageflächen der Führungsvorsprünge zum Liegen kommt und der Haken in einen der Durchbrüche oder Taschen eintaucht.
Anschließend wird die Zahnradnabe von oben in den Zahnradkranz so weit eingeführt, bis sich die Führungsvorsprünge oder Führungsblöcke an der Außenwandung der Zahnradnabe abstützen und der Montagekonus die Zahnrad-Kupplungsringfeder berührt.
Beim weiteren Fügevorgang weitet sich beim Zusammenschieben der Zahnradnabe in den Zahnradkranz mit Hilfe des Montagekonus die Zahnrad-Kupplungsringfeder, bis sie in der Ringnut auf der Zahnradnabe sitzt. Gleichzeitig wird der Zahnradkranz im Durchmesser und im Bereich der vorzugsweise sechs Schlüsselflächen so geweitet, daß die Hinterschneidungen der Schlüsselflächen auf den treppenartigen Abstufungen der Zahnradnabe zum Aufliegen und zum Einrasten kommen.
Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels sowie unter Zuhilfenahme von Figuren näher erläutert werden.
Hierbei zeigen:
1 verschiedene Ansichten der Zahnradnabe;
2 verschiedene Ansichten des Zahnradkranzes;
3 verschiedene Ansichten der Ringfeder und
4 verschiedene Darstellungen zur Erläuterung der Montageschritte der Rutschkupplung.
Die Rutschkupplung gemäß Ausführungsbeispiel geht zunächst von einer hohlzylindrischen Zahnradnabe 1 aus, welche einen Flansch 2 zum Fixieren eines Zahnradkranzes (siehe 2) aufweist.
Der Zahnradnabenflansch 2 umfaßt einen Ringkonus 3, der, wie später erläutert, als Montagehilfe dient.
Dem Ringkonus 3 schließt sich eine Ringnut 4 an, in die die Kupplungsringfeder (siehe 3) positioniert wird.
Weiterhin ist der Flansch 2 mit einer treppenartigen Abstufung 5 versehen.
Die Innenseite der Zahnradnabe 1 weist ein Innengewinde 6 auf, das einen dort laufenden Stößel (nicht gezeigt) aufnimmt.
Auch der Zahnradkranz 7 ist hohlzylindrisch ausgeführt und besitzt an seiner Außenseite eine Schrägverzahnung 8. Die Zahnradkranz-Innenseite besitzt mehrere umfangsseitig angeordnete Schlüsselflächen 9, gemäß Ausführungsbeispiel sechs an der Zahl.
An der den Schlüsselflächen gegenüberliegenden Seite sind Führungsvorsprünge 10 vorhanden. Zwischen den Führungsvorsprüngen befinden sich Freiflächen oder Durchbrüche 11, die der Aufnahme des Hakenzapfens der Kupplungsringfeder (siehe 3) dienen.
In axialer Richtung orientiert sind auf den Führungsvorsprüngen 10 zylindrische Erhebungen 12 vorhanden. Diese zylindrischen Erhebungen 12 bilden eine Auflagefläche für die Ringfeder im montierten Zustand.
Wie aus der Schnittdarstellung A-A nach 2 ersichtlich, sind die Schlüsselflächen 9 als Hinterschneidung ausgeführt. Der Hinterschnitt dieser Schlüsselflächen bildet die Gleitebene zur treppenartigen Abstufung 5 an der Zahnradnabe 1.
Die am unteren Ende des Zahnradkranzes befindlichen, in Richtung Rotationsachse zeigenden Führungsvorsprünge 10 stützen sich im montierten Zustand an der Außenwandung der Zahnradnabe 1 ab. Die zwischen den Führungsvorsprüngen 10 sich darstellenden taschenartigen Freiflächen 11 dienen, wie erläutert, der Aufnahme des Hakenzapfens der Zahnrad-Kupplungsringfeder und bilden somit gleichzeitig das Festlager der Rutschkupplung.
Die Kupplungsringfeder 13 (siehe 3) ist als offener Ring mit Kröpfung 14 ausgeführt, wobei die Kröpfung 14 in den bereits mehrfach erwähnten Hakenzapfen 15 übergeht.
Der Innendurchmesser der Ringfeder 13 ist so ausgeführt, daß beim Einsetzen der Ringfeder 13 in die Ringnut 4 ein Reibschluß eintritt, der letztendlich das rutschfrei übertragbare Drehmoment definiert.
Die Darstellungen nach 4 lassen die Montage bzw. die fertigmontierte Rutschkupplung deutlich werden.
Für die Montage wird die Kupplungsringfeder 13 mit dem Hakenzapfen 15 nach unten in den Zahnradkranz 7 von oben so eingelegt, daß sie auf den Auflageflächen zum Liegen kommt und der Hakenzapfen 15 in eine der taschenartigen Freiflächen 11 eintaucht.
Anschließend wird die Zahnradnabe 1 von oben in den Zahnradkranz so weit eingeführt, bis sich die Führungsblöcke an der Außenwandung der Zahnradnabe 1 abstützen und der Ringkonus 3 die Zahnrad-Kupplungsringfeder 13 berührt.
Der weitere Fügevorgang gestaltet sich derart, daß beim Zusammenschieben der Zahnradnabe 1 in den Zahnradkranz der Ringkonus 3 die Zahnrad-Kupplungsringfeder 13 weitet, bis diese ihren Sitz in der Ringnut 4 der Zahnradnabe 1 findet.
Gleichzeitig wird der Zahnradkranz 7 im Durchmesser im Bereich der Schlüsselflächen 9 so geweitet, daß die Hinterschneidungen der Schlüsselflächen auf den treppenartigen Abstufungen 5 der Zahnradnabe 1 zum Aufliegen und Einrasten kommen.
Bezugszeichenliste

1: Zahnradnabe
2: Flansch
3: Ringkonus
4: Ringnut
5: treppenartige Abstufung
6: Innengewinde
7: Zahnradkranz
8: Schrägverzahnung
9: Schlüsselfläche
10: Führungsvorsprung
11: taschenartige Freifläche/Durchbruch
12: zylindrische Erhebung
13: Kupplungsringfeder
14: Kröpfung
15: Hakenzapfen

Claims

Rutschkupplung für eine elektromotorische Verstelleinrichtung, insbesondere einen Spiegelversteller für ein Kraftfahrzeug, welche den Kraftschluß zwischen einer Antriebsspindel und einem Verstellergetriebe bei Drehmomentüberschreitung unterbricht, wobei eine hohlzylindrische Zahnradnabe (1) ein Innengewinde zur beweglichen Aufnahme der Antriebsspindel und einen Flansch (2) zum Fixieren des Zahnradkranzes aufweist, weiterhin an der Flanschunterseite sich eine umlaufende Ringnut (4) anschließt, in welcher eine Kupplungsringfeder (13) angeordnet ist; die Kupplungsringfeder eine vom Flansch weg weisende Kröpfung (14) mit Hakenzapfen (15) umfaßt; der Zahnradkranz (7) eine Hohlzylinderform besitzt, wobei die Zahnradkranz-Innenseite mehrere umfangsseitig angeordnete Schlüsselflächen (9) aufweist und an einer Zahnradkranz-Stirninnenseite Führungsvorsprünge (10) sowie Durchbrüche oder taschenartige Freiflächen (11), letztere zum Rasthalt des Hakenzapfens angeordnet sind.
Rutschkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Flansch (2) eine treppenartige Abstufung (5) aufweist, welche eine Lauffläche des Zahnradkranzes (7) bildet.
Rutschkupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringfeder (13) unter Vorspannung in die Ringnut (4) eingesetzt und über den resultierenden Reibschluß das übertragbare Drehmoment vorgegeben ist.
Rutschkupplung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb der Ringnut (4) ein umlaufender Konus (3) als Ringfeder-Montagehilfe angeordnet ist.
Rutschkupplung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zahnradkranz (7) eine Schrägverzahnung (8) aufweist.
Rutschkupplung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlüsselflächen (9) nur über einen schmalen Abschnitt als in axialer Richtung orientierte Vorsprünge ausgebildet sind.
Rutschkupplung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsvorsprünge (10) einerseits den Zahnradkranz (7) an der Außenseite der Zahnradnabe (1) abstützen und andererseits über dort vorgesehene Vorsprünge eine Auflagefläche für die Ringfeder bilden.
Rutschkupplung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge als zylindrische Erhebungen ausgeführt sind, die sich von den Führungsvorsprüngen (10) in axialer Richtung zu den Schlüsselflächen (9) erstrecken.
Rutschkupplung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringfeder (13) als offener Ring mit rechtwinklig in axialer Richtung gebogenem Hakenzapfen (15) ausgeführt ist.
Rutschkupplung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Zahnradnabe (1) und Zahnradkranz (7) als Kunststoff-Spritzgußteil ausgeführt sind.