DE102006052973B4

DE102006052973B4 - Vorrichtung zum Antrieb eines Tür- oder Klappenschlosses

Info

Publication number: DE102006052973B4
Application number: DE102006052973.1A
Authority: DE
Inventors: Thomas Liepold; Günther Böhm
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2006-11-10
Filing date: 2006-11-10
Publication date: 2017-03-23
Anticipated expiration: 2026-11-11
Also published as: DE102006052973A1

Abstract

Vorrichtung zum Antrieb eines Tür- oder Klappenschlosses, insbesondere bei einem Kraftfahrzeug, mit einer von einer Antriebseinrichtung (3) antreibbaren Gewindespindel (5), auf welcher ein Betätigungselement (9) verschieblich gelagert ist, welches von der Antriebseinrichtung (3) über die Gewindespindel (5) in seine Betätigungsposition bringbar und mittels eines Federelements (11) in seine Ruheposition rückstellbar ist, wobei zwischen der Antriebseinrichtung (3) und der Gewindespindel (5) eine Kupplungseinrichtung (12) angeordnet ist, welche bei der Rückstellung des Betätigungselements (9) durch das Federelement (11) die Verbindung zwischen der Gewindespindel (5) und der Antriebseinrichtung (3) trennt, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungseinrichtung (12) eine Axialverzahnung (13) mit zwei ineinander in Eingriff gehenden Abschnitten (14, 15) aufweist, wobei zwischen der Antriebseinrichtung (3) und der Gewindespindel (5) ein Getriebe (4) vorgesehen ist, und wobei das Getriebe (4) zwei mit einer jeweiligen Schrägverzahnung versehene, miteinander in Eingriff stehende Zahnräder (4a, 4b) aufweist, sodass über das Getriebe (4) eine Axialkomponente eingeleitet wird, welche das Schließen der Kupplungseinrichtung (12) und somit die Herstellung der Verbindung zwischen der Gewindespindel (5) und der Antriebseinrichtung (3) bewirkt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Antrieb eines Tür- oder Klappenschlosses, insbesondere bei einem Kraftfahrzeug, nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art.
Aus dem allgemeinen Stand der Technik bekannte unidirektionale Schlösser für Türen und Klappen, insbesondere Heckklappen bei Kraftfahrzeugen, weisen einen den Antrieb des Betätigungselements bewirkenden, linearen Spindelantrieb und einen federgetriebenen Rücklaufmechanismus auf, um nach der Betätigung eines Öffnungsgliedes des Schlosses das Betätigungselement wieder in seine Ruheposition zu bringen, sodass das Schloss unmittelbar nach dem Öffnen wieder geschlossen werden kann. Bei dieser Rückstellung des Betätigungselements müssen die Antriebseinrichtung, üblicherweise ein Elektromotor, und das demselben sehr häufig zugeordnete Untersetzungsgetriebe rückwärts beschleunigt und angetrieben werden.
Das durch den Elektromotor und das Untersetzungsgetriebe entstehende Antriebsgeräusch wird während des Öffnungsvorgangs durch das Öffnen der Tür bzw. Klappe übertönt, so dass ein Benutzer dieses Geräusch nicht als störend empfinden kann. Allerdings tritt das sich an den Öffnungsvorgang anschließende Rückstellen des Betätigungselements mit Hilfe des Federelements zeitlich versetzt zu dem von der Tür oder Klappe erzeugten Geräusch auf, wodurch es als unkomfortabel und teilweise sogar störend empfunden wird.
Eine gattungsgemäße Vorrichtung, die versucht, dieses Problem zu vermeiden, ist aus der DE 102 09 510 A1 bekannt. Hierbei ist zwischen einem Elektromotor als Antriebseinrichtung und der Gewindespindel eine Kupplung angeordnet, die zur Verbindung dieser beiden Komponenten dient. Die Kupplung ist in Form einer Reibkupplung ausgebildet, die über eine externe Einrichtung getrennt wird, was einen erhöhten Aufwand erforderlich macht.
Die DE 100 42 191 A1 beschreibt ein Kraftfahrzeug-Türschloss mit einem gesteuerten Stellelement, bei dem eine Kupplung die Verbindung zwischen einer Antriebseinrichtung und dem Stellelement herstellt.
Zahnräder mit Schrägverzahnungen sind in dem Buch „Maschinenelemente Band 2” von G. Niemann und H. Winter beschrieben.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum Antrieb eines Tür- oder Klappenschlosses zu schaffen, welche bei möglichst geringer Geräuschentwicklung eine einfache Funktionsweise besitzt.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die in Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst.
Durch die erfindungsgemäße Kupplungseinrichtung wird bei der Rückstellung des Betätigungselements, die durch das an demselben angreifende Federelement bewirkt wird, die Verbindung zwischen der Gewindespindel und dem Antriebselement getrennt, so dass aufgrund der Axialbewegung des Betätigungselements zwar die Gewindespindel eine Rotation ausführt, diese jedoch nicht auf die Antriebseinrichtung übertragen wird, die somit beim Rücklauf entkoppelt wird. Da die Antriebseinrichtung somit bei der Rückstellung des Betätigungselements nicht beaufschlagt wird, ergibt sich vorteilhafterweise ein schneller und nahezu geräuschloser Rücklauf des Betätigungselements. Auch die Geräusche eines eventuell zwischen der Gewindespindel und der Antriebseinrichtung angeordneten Getriebes werden auf diese Weise verhindert. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, dass die Kraft des zur Rückstellung des Betätigungselements dienenden Federelements erheblich reduziert werden kann, da dieses nicht mehr gegen die Antriebseinrichtung arbeiten muss. Die Ausgestaltung der Kupplungseinrichtung mit einer Axialverzahnung mit zwei ineinander in Eingriff gehenden Abschnitten hat sich im Hinblick auf den zur Verfügung stehenden Bauraum als besonders geeignet erwiesen.
Dadurch, dass erfindungsgemäß zwischen der Antriebseinrichtung und der Gewindespindel ein Getriebe vorgesehen ist, welches zwei mit einer jeweiligen Schrägverzahnung versehene, miteinander in Eingriff stehende Zahnräder aufweist, wird über das Getriebe eine Axialkomponente eingeleitet, welche das Schließen der Kupplungseinrichtung und somit die Herstellung der Verbindung zwischen der Gewindespindel und dem Antriebselement bewirkt.
Das Öffnen der Kupplungseinrichtung wird unterstützt, wenn in einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung die Kupplungseinrichtung ein in Öffnungsrichtung derselben wirkendes Federelement aufweist.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den restlichen Unteransprüchen. Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung prinzipmäßig dargestellt.
Die einzige Figur zeigt einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Antrieb eines Tür- oder Klappenschlosses.
Ein Tür- oder Klappenschloss, von dem in der Figur lediglich ein Öffnungsglied 1 dargestellt ist und welches insbesondere für eine Tür oder eine Klappe, insbesondere eine Heckklappe, eines nicht dargestellten Kraftfahrzeugs vorgesehen ist, weist eine Vorrichtung 2 zum Antrieb desselben auf. Die Vorrichtung 2 wiederum weist eine im vorliegenden Fall als Elektromotor ausgebildete Antriebseinrichtung 3 auf, welche über ein Getriebe 4, welches insbesondere als Untersetzungsgetriebe ausgebildet ist und ein Antriebszahnrad 4a sowie ein Abtriebszahnrad 4b aufweist, mit einer Gewindespindel 5 verbunden ist. Durch das Getriebe 4 wird nicht nur eine Untersetzung der Drehzahl der Antriebseinrichtung 3 erreicht, sondern auch eine Umlenkung der durch die Antriebseinrichtung 3 erzeugten Bewegung.
Auf der Gewindespindel 5, welche an zwei einander gegenüberliegenden Lagerstellen 6 und 7 in einem Gehäuse 8 gelagert ist, ist ein Betätigungselement 9 verschieblich gelagert, welches von der Antriebseinrichtung 3 über die Gewindespindel 5 in seine Betätigungsposition bringbar ist, in der ein Betätigungshebel 10 des Betätigungselements 9 das Öffnungsglied 1 des Schlosses betätigt. Mittels eines an dem Betätigungselement 9 angreifenden Federelements 11 ist das Betätigungselement 9 in seine in der Figur dargestellte Ruheposition rückstellbar.
Zwischen der Antriebseinrichtung 3 und der Gewindespindel 5 ist eine Kupplungseinrichtung 12 angeordnet, welche eine Stirn- bzw. Axialverzahnung 13 mit zwei miteinander in Eingriff gehenden Abschnitten 14 und 15 aufweist. Der von der Antriebseinrichtung 3 aus betrachtet erste Abschnitt 14 der Axialverzahnung 13 ist einem mit der Antriebseinrichtung 3 verbundenen Bauteil 16 zugeordnet, welches gleichzeitig das Abtriebszahnrad 4b des Getriebes 4 aufweist. Der mit dem ersten Abschnitt 14 des Bauteils 16 in Eingriff stehende Abschnitt 15 der im vorliegenden Fall als Hirthverzahnung ausgeführten Axialverzahnung 13 ist dagegen der Gewindespindel 5 zugeordnet. Da die Ausgestaltung einer solchen Hirthverzahnung aus dem allgemeinen Stand der Technik bekannt ist, braucht hierin nicht näher darauf eingegangen werden. Aus diesem Grund wurde auch auf eine exakte Schnittdarstellung bzw. auf eine Draufsicht derselben verzichtet.
Um das Betätigungselement 9 gegen die Kraft des Federelements 11 anzutreiben, um auf diese Weise eine Betätigung des Öffnungsglieds 1 zu erreichen, treibt die Antriebseinrichtung 3 über das Getriebe 4 und die Kupplungseinrichtung 12 die Gewindespindel 5 an, die aufgrund der Ausgestaltung des Betätigungselements 9 als mit dem Gewinde der Gewindespindel 5 in Eingriff gehende Mutter für eine Axialbewegung desselben in Richtung des Pfeils ”I” sorgt. Sobald das Öffnungsglied 1 durch den Betätigungshebel 10 des Betätigungselements 9 betätigt wurde, wird die Bestromung der Antriebseinrichtung 3 gestoppt und es erfolgt der Rücklauf des Betätigungselements 9 in Richtung des Pfeils ”II”, also in der dem Pfeil ”I” entgegengesetzten Richtung. Durch diese Rückstellung des Betätigungselements 9 kann das Öffnungsglied 1 wieder in seine Geschlossenstellung gelangen, so dass nach dem Einrasten des Schlosses dieses sofort wieder verriegelt wird.
Durch die Kraft des Federelements 11 wird das Betätigungselement 9 in Richtung des Pfeils ”II” und drückt dadurch die Gewindespindel 5 ebenfalls in Richtung des Pfeils ”II”. Diese Bewegung wird durch ein weiteres Federelement 17 unterstützt, welches sich einerseits an einem Vorsprung 18 der Gewindespindel 5 und andererseits an dem Bauteil 16 abstützt und damit in Öffnungsrichtung der Kupplungseinrichtung 12 wirkt. Mit anderen Worten, das Federelement 17 drückt die Gewindespindel 5 und das Bauteil 16 auseinander. Sobald die Verbindung zwischen den beiden Abschnitten 14 und 15 der Axialverzahnung 13 getrennt ist, kann die Gewindespindel 5 frei drehen, ohne über das das Abtriebszahnrad 4b aufweisende Bauteil 16 und das Antriebszahnrad 4a mit der Antriebseinrichtung 3 verbunden zu sein.
Das Antriebszahnrad 4a und das mit demselben in Eingriff stehende Abtriebszahnrad 4b sind jeweils mit einer Schrägverzahnung versehen, wodurch sich beim Antrieb des Abtriebszahnrads 4b durch das Antriebszahnrad 4a eine axiale Kraftkomponente ergibt, die für ein Einrasten des Abschnitts 14 der Axialverzahnung 13 in den Abschnitt 15 derselben und somit für das Einrücken der Kupplungseinrichtung 12 sorgt. Die axiale Verschiebekraft zum Einrücken der Kupplungseinrichtung 12 wird also über die Ausführung der beiden Zahnräder 4a und 4b mit einer Schrägverzahnung in Verbindung mit einem Startlastmoment seitens der Antriebseinrichtung 3 erzeugt. Hierbei muss die Kraft des in Öffnungsrichtung der Kupplungseinrichtung 12 wirkenden Federelements 17 überwunden werden. Der Kraftfluss beim Vortrieb ist mittels der gestrichelten Linie dargestellt, wohingegen die strichpunktierte Linie den Kraftfluss im Rücklauf darstellt.

Claims

Vorrichtung zum Antrieb eines Tür- oder Klappenschlosses, insbesondere bei einem Kraftfahrzeug, mit einer von einer Antriebseinrichtung (3) antreibbaren Gewindespindel (5), auf welcher ein Betätigungselement (9) verschieblich gelagert ist, welches von der Antriebseinrichtung (3) über die Gewindespindel (5) in seine Betätigungsposition bringbar und mittels eines Federelements (11) in seine Ruheposition rückstellbar ist, wobei zwischen der Antriebseinrichtung (3) und der Gewindespindel (5) eine Kupplungseinrichtung (12) angeordnet ist, welche bei der Rückstellung des Betätigungselements (9) durch das Federelement (11) die Verbindung zwischen der Gewindespindel (5) und der Antriebseinrichtung (3) trennt, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungseinrichtung (12) eine Axialverzahnung (13) mit zwei ineinander in Eingriff gehenden Abschnitten (14, 15) aufweist, wobei zwischen der Antriebseinrichtung (3) und der Gewindespindel (5) ein Getriebe (4) vorgesehen ist, und wobei das Getriebe (4) zwei mit einer jeweiligen Schrägverzahnung versehene, miteinander in Eingriff stehende Zahnräder (4a, 4b) aufweist, sodass über das Getriebe (4) eine Axialkomponente eingeleitet wird, welche das Schließen der Kupplungseinrichtung (12) und somit die Herstellung der Verbindung zwischen der Gewindespindel (5) und der Antriebseinrichtung (3) bewirkt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Axialverzahnung (13) als Hirthverzahnung ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der eine Abschnitt (14) der Axialverzahnung (13) der Gewindespindel (5) und der andere Abschnitt (15) der Axialverzahnung (13) einem mit der Antriebseinrichtung (3) verbundenen Bauteil (16) zugeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (16), dem einer der Abschnitte (15) der Axialverzahnung (13) zugeordnet ist, ein Zahnrad (4b) des Getriebes (4) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungseinrichtung (12) ein in Öffnungsrichtung derselben wirkendes, weiteres Federelement (17) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungselement (9) als Mutter ausgebildet ist und einen Betätigungshebel (10) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung (3) als Elektromotor ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewindespindel (5) an zwei einander gegenüberliegenden Lagerstellen (6, 7) in einem Gehäuse (8) gelagert ist.