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Die
Erfindung betrifft eine Antriebseinrichtung insbesondere für eine Klappe
eines Fahrzeugs, mit einem an einem feststehenden Bauteil oder einem
bewegbaren Bauteil verbindbaren ersten Gehäuseteil, einem zweiten Gehäuseteil
und einem in dem zweiten Gehäuseteil
geführten,
teleskopisch verschiebbaren, mit einem an einem bewegbaren Bauteil
oder einem feststehenden Bauteil verbindbaren dritten Gehäuseteil,
einem eine Gewindespindel und eine auf der Gewindespindel angeordneten Spindelmutter
aufweisenden Spindeltrieb, durch den das dritte Gehäuseteil
mit einem Drehantrieb axial relativ zum zweiten Gehäuseteil
bewegbar antreibbar ist und einer Bremsvorrichtung.
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Bei
derartigen Antriebseinrichtungen soll es einerseits möglich sein,
neben einer automatischen Bewegung der Klappe mit einer Antriebseinrichtung, die
Klappe manuell zu bewegen, wobei die dazu erforderlichen Handkräfte möglichst
gering sein sollen, andererseits soll die Offenhaltekraft der geöffneten Klappe
bei zusätzlichen
Auflasten, wie Schnee, Wind usw. zuverlässig gewährleistet bleiben.
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Dabei
ist von Nachteil, dass sich die einander zugeordneten Bremselemente
derartiger Bremseinrichtungen während
des Betriebs des Drehantriebs nicht vollständig voneinander lösen und
somit einem unnötigen
Verschleiß unterliegen
oder einen komplizierten Aufbau aufweisen.
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Aufgabe
der Erfindung ist es eine Antriebseinrichtung der eingangs genanten
Art zu schaffen, welche die vorstehend genannten Nachteile überwindet.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
dass die Bremseinrichtung eine Fliehkraftbremse umfasst.
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Indem
die Fliehkraftbremse als magnetische Fliehkraftbremse ausgebildet
ist, wird ein besonders einfacher Aufbau möglich. Dazu weist die Bremsvorrichtung
in besonderer baulicher Ausgestaltung ein erstes Bremselement und
wenigstens ein zweites Bremselement auf.
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Um
einen besonderst sicheren Betrieb zu gewährleisten stützt sich
das erste Bremselement an dem Drehantrieb ab.
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In
einer Bauraum sparenden Weise weist das erste Bremselement eine
Bohrung mit einer Stufe auf, wobei die Stufe als Anlagefläche für einen
Magnet dient.
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Besonders
vorteilhaft hinsichtlich eines geringen Bauraums ist es, wenn als
Magnet ein Magnetring verwendet wird.
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In
besonderer Ausgestaltung umfasst die Bremsvorrichtung eine Führungseinrichtung,
wobei die zweiten Bremselemente in der Führungseinrichtung angeordnet
sind.
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Für einen
einwandfreien Betrieb ist die Führungseinrichtung
verdrehsicher an der Antriebswelle des Drehantriebs angeordnet ist.
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Es
hat sich als sehr vorteilhaft herausgestellt, wenn die zweiten Bremselemente
eine Aussparung und die Führungseinrichtung
Führungselemente
aufweisen, wobei die Führungselemente
in die Aussparung eingreifen, um eine ganzflächige Anlage der zweiten Bremselemente
an das erste Bremselement zu gewährleisten.
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Alternativ
kann das erste Bremselement topfförmig ausgebildet sein, wobei
der Magnetring in einem Topf angeordnet ist.
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Als
sehr vorteilhaft hat sich herausgestellt, wenn in dem Topf Öffnungen
vorgesehen sind, die einen besseren Magnetfluss sicherstellen.
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In
besonderer Ausgestaltung ist an dem offenen Ende des Topfes ein
flanschartiger Abschnitt ausgebildet, mit dessen Hilfe in Bauraum
sparender Weise die Bremsvorrichtung befestigt werden kann.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben.
Es zeigen:
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1 einen
Querschnitt einer erfindungsgemäßen Antriebseinrichtung
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2 einen
Ausschnitt der in 1 dargestellten Antriebseinrichtung
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3 eine
Detailansicht eines in 2 dargestellten Bauteils
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4 eine
Detailansicht eines weiteren in 2 dargestellten
Bauteils
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5 ein
weiteres Ausführungsbeispiel
der Erfindung.
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Die
in 1 dargestellte Antriebseinrichtung 1 besitzt
ein erstes Gehäuseteil 2,
ein zweites Gehäuseteil 3 und
ein in dem zweiten Gehäuseteil 3 geführtes, teleskopisch
verschiebbares drittes Gehäuseteil 4.
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An
dem dem ersten Gehäuseteil 2 entgegengesetzten
Ende des dritten Gehäuseteiles 4 ist
eine erste Anschlusseinrichtung 5 und an dem dem dritten Gehäuseteil 4 entgegengesetzten
Ende des Gehäuseteiles 2 eine
zweite Anschlusseinrichtung 6 angeordnet. Die Anschlusseinrichtungen 5 und 6 verschließen die
jeweiligen Gehäuseteile 2 und 3 einseitig.
Die Anschlusseinrichtungen 5 und 6 weisen nicht dargestellte
Gewinde auf, auf die ebenfalls nicht dargestellte Anschlusselemente
in Form von Kugelpfannen oder Gelenkaugen aufgeschraubt werden können. Es
sind jedoch auch andere, dem Fachmann bekannte Verbindungstechniken,
beispielsweise Schweißen
oder Knautschen, möglich,
um die Anschlusseinrichtungen 5 und 6 mit den
Anschlusselementen zu verbinden, mittels derer die Antriebseinrichtung
an einem feststehenden Karosseriebauteil eines Kraftfahrzeugs und
an einem als Klappe ausgebildeten bewegbaren Bauteil des Kraftfahrzeugs gelenkig
verbindbar sind.
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Im
ersten Gehäuseteil 1 ist
an dem der zweiten Anschlusseinrichtung 6 zugewandten Ende
ein Drehantrieb 7 angeordnet. Der Drehantrieb 7 umfasst
einen Elektromotor 8, der sich über eine Halteeinrichtung 9 an
dem durch die Anschlusseinrichtung 6 verschlossenen Ende
des ersten Gehäuseteils
abstützt
und durch eine weitere, zylinderförmig ausgebildete Halteeinrichtung 10 koaxial
in dem ersten Gehäuseteil 2 fixiert
werden kann. Eine Antriebswelle 11 führt koaxial vom Motor 8 durch
eine Bremsvorrichtung 12 hindurch zu einem Getriebe 13.
Das Getriebe 13 ist vorzugsweise als zweistufiges Planetengetriebe
ausgebildet. Andere Getriebearten sind jedoch auch vorstellbar.
Aus dem Getriebegehäuse 14 erstreckt
sich eine koaxial angeordnete Getriebewelle 15 und durchdringt
eine Halteeinrichtung 16, die die aus dem Elektromotor 8,
Bremsvorrichtung 12 und Getriebe 13 bestehende
Baugruppe in axialer Richtung fixiert.
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Am
Ende der Getriebewelle 15 ist eine Adapterhülse 17 angeordnet
und in einem Lager 18 gelagert. Das Lager 18 stützt sich
mit einer Seite an der Halteeinrichtung 16 ab und wird
mittels einer Führungsbuchse 19 an
seiner Position gehalten. Die Führungsbuchse 19 erstreckt
sich dabei von dem Ende des ersten Gehäuseteils 2, das unmittelbar
an das zweite Gehäuseteil 3 grenzt,
mit einer dickeren Wand 20 bis zum Lager 18 und
mit einer sich an die dickere Wand 21 anschließenden dünneren Wand
an die Halteeinrichtung 16.
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Die
Adapterhülse 17 verbindet
die Getriebewelle 15 mit einer Gewindespindel 22,
wobei beispielsweise eine Kerbverzahnung oder eine Knautschtechnik
angewendet werden kann. Die Gewindespindel 22 erstreckt
sich von dem dem zweiten Gehäuseteil 3 zugewandten
Ende des ersten Gehäuseteils
in das zweite Gehäuseteil 3 hinein.
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Innerhalb
des ersten Gehäuseteils 2 kann zusätzlich auch
eine nicht dargestellte Sensoreinrichtung oder eine Kupplung angeordnet
sein.
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Auf
der Gewindespindel 22 ist eine Spindelmutter 23 angeordnet.
Gewindespindel 22 und Spindelmutter 23 sind in
einem Führungsrohr 24 angeordnet,
das sich im Wesentlichen durch das gesamte zweite Gehäuseteil 3 bis
in das erste Gehäuseteil 2 erstreckt,
sodass das Führungsrohr 24 bis
in der Führungsbuchse 19 hineinragt.
Das Führungsrohr 24 weist
wenigstens eine in axialer Richtung verlaufende Nut auf, der auch
als Schlitz ausgebildet sein kann, in die die Spindelmutter 23 eingreifen
und verdrehsicher in axialer Richtung bewegt werden kann.
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Mit
der Spindelmutter 23 wird ein Spindelrohr 25 in
dem Führungsrohr 24 axial
beweglich geführt, wobei
sich das Spindelrohr 25 mit einem Ende an der Spindelmutter 23 abstützt und
an seinem anderen Ende die erste Anschlusseinrichtung 5 angebracht ist.
Die Gewindespindel 22 weist an dem der ersten Anschlusseinrichtung 5 nahen
Ende ein in dem Spindelrohr 25 angeordneten Führungsring 26 auf,
wodurch ein radiales Schwingen der Gewindespindel 22 vermieden
wird.
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Von
der ersten Anschlusseinrichtung 5 erstreckt sich in axialer
Richtung das dritte Gehäuseteil 4 in
das zweite Gehäuseteil 3.
Eine als Schraubendruckfeder ausgebildete Federeinrichtung 27 erstreckt
sich ebenfalls in axialer Richtung von der ersten Anschlusseinrichtung 5 oder
von dem an die erste Anschlusseinrichtung 5 angebrachten
dritten Gehäuseteil 4 und
stützt
sich an dem an das erste Gehäuseteil 2 angrenzende
Ende des zweiten Gehäuseteils 3 ab.
Dazu ist das dem ersten Gehäuseteil 2 nahen
Ende umgebördelt
oder ein ringförmiges
Element angeformt oder angeschraubt, sodass eine Öffnung entsteht,
durch die Gewindespindel 22 und Führungsrohr 24 hindurchgeführt werden
können.
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2 zeigt
einen Ausschnitt der in 1 dargestellten Antriebseinrichtung 1,
insbesondere die in der Antriebseinrichtung zwischen dem Motor 8 und
dem Getriebe 13 angeordnete Bremsvorrichtung 12.
Die Bremsvorrichtung 12 umfasst ein erstes, vorzugsweise
aus nicht magnetisierbarem Material, wie Kunststoff oder Aluminium,
bestehendes, Bremselement 28, das sich verdrehsicher an
dem Motor 8 abstützt
und eine Bohrung 29 aufweist, durch welche die Antriebswelle 11 des
Motors 8 hindurchgeführt
ist. Das Bremselement 28 weist in der Bohrung 29 eine Stufe 30 auf,
die als Anlagefläche
für einen
Magnetring 31 dient. Eine vorzugsweise aus nicht magnetisierbarem
Material, wie Kunststoff oder Aluminium, bestehende, Führungseinrichtung 32 sorgt
dafür, dass
der Magnetring an seiner Position gehalten wird. Dazu liegt die
der Stufe 30 gegenüberliegende Seite
des Magnetrings 31 an der Führungseinrichtung 32 an.
Die Führungseinrichtung 32 ist
mittels einer Adaptereinrichtung 33 mit der Antriebswelle 11 des
Motors 8 derart verbunden, dass sich die Führungseinrichtung 32 mit
der Antriebswelle 11 dreht.
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Das
erste Bremselement 28 weist einen an den Motor 8 grenzenden
ersten Abschnitt 34 auf, dessen Außendurchmesser dem Innendurchmesser im
Wesentlichen dem Innendurchmesser des ersten Gehäuseteils 2 entspricht.
An den ersten Abschnitt 34 schließt sich ein zweiter Abschnitt 35 mit
verringertem Außendurchmesser
und an den zweiten Abschnitt 35 ein dritter Abschnitt 36 mit
nochmals verringertem Durchmesser an.
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Die
am Übergang
vom ersten Abschnitt 34 zum zweiten Abschnitt 35 gebildete
Stufe dient als Anlagefläche
für einen
Deckel 37 des Getriebegehäuses 14. Der Deckel 37 weist
eine koaxial angeordnete Öffnung
auf, durch welche die Antriebswelle 11 zum Getriebe 13 geführt wird.
Vom Außenumfang des
Deckels 37 erstreckt sich eine einstückig mit diesem Deckel verbundene
Wandung 38 bis zu dem ersten Abschnitt 34 des
ersten Bremselements 28.
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Die
Stufe, welche am Übergang
vom zweiten Abschnitt 35 zum dritten Abschnitt 36 ausgebildet
ist, dient als Anlagefläche
für eine
Wandung 39 der Führungseinrichtung 32 die ähnlich dem
Deckel 37 becherförmig
ausgebildet ist.
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Zwischen
der Wandung 39 der Führungseinrichtung 32 und
dem dritten Abschnitt 36 des ersten Bremselements 28 bildet
sich somit eine ringförmige Kammer 40,
in die wenigstens ein als Bremsbacke ausgebildetes zweites Bremselement 41 eingesetzt ist.
Vorzugsweise sind zwei oder mehrere zweite Bremselemente 41 in
dieser Kammer angeordnet, um eine gleichmäßig verteilte Bremskraft aufzubringen.
Die im Schnitt dargestellte radiale Ausdehnung der Kammer 40 ist
größer als
die der zweiten Bremselemente 41, sodass sich die zweiten
Bremselemente 41 von dem ersten Bremselement 28 in
radialer Richtung lösen
können.
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Damit
sich die zweiten Bremseinrichtungen 41 mit der Führungseinrichtung 32 drehen
und sich dabei in radialer Richtung verschieben können, weist die
Führungseinrichtung 32 vorzugsweise
für die zweiten
Bremseinrichtungen 28 jeweils ein Führungselement 42 auf,
die im Detail in 3 zu sehen sind.
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3 zeigt
eine detaillierte Darstellung der Führungseinrichtung 32,
in die zwei radial bewegliche zweite Bremseinrichtungen 41 eingesetzt
sind. Zwei sich gegenüberliegende
Führungselemente 42, die
stegförmig
ausgebildet sind, ragen von der Wandung 39 radial nach
innen. Es ist selbstverständlich, dass
auch mehr als zwei Führungselemente 42 an der
Wandung 39 angeordnet sind und in das Innere der Führungseinrichtung 32 hineinragen und
dementsprechend die gleiche Anzahl von Bremseinrichtungen 28 vorhanden
sein können.
Die zweiten Bremselemente 41 weisen an ihren der Wandung 39 zugewandten
Seite eine Aussparung 43 auf, in die die Führungselemente 42 hineinragen
und sicherstellen, dass sich einerseits die zweiten Bremselemente 41 mit
der Führungseinrichtung 32 mitdrehen können und
andererseits in radialer Richtung bewegt werden können. Ferner
wird sichergestellt, dass sich die dem ersten Bremselement 28 zugewandten
Seiten oder Bremsflächen
der zweiten Bremselemente 41 vollständig an dem zweiten Bremselement 28 anliegen.
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In 4 wird
das erste Bremselement 28 nochmals detaillierter dargestellt.
Wie schon weiter vorne beschrieben, weist das Bremselement 28 drei Abschnitte 34 bis 36 mit
unterschiedlichen Außendurchmessern
auf. Der zweite Abschnitt 35 weist einen kleineren Außendurchmesser
als der erste Abschnitt 34 und der dritte Abschnitt 36 einen
kleineren Außendurchmesser
als der zweite Abschnitt 35 auf. Durch das erste Bremselement 28 erstreckt
sich eine Bohrung 29, wobei in der Bohrung 29 im
Wesentlichen im dritten Abschnitt 36 eine Stufe 30 ausgebildet
ist, sodass die Bohrung 29 im dritten Abschnitt 36 teilweise
einen größeren Durchmesser
aufweist. Der dritte Abschnitt 36 umfasst also eine hülsenartige Wandung 44,
in der vorzugsweise mehrere Aussparungen 45 ausgebildet
sind. Die Aussparungen 45 sorgen dafür, dass der magnetische Fluss
besser vom Magnetring 31 zu den zweiten Bremseinrichtungen 41 oder
umgekehrt fließen
kann.
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Im
ersten Abschnitt 34 sind an der Mantelfläche mehrere
Ausnehmungen 46 ausgebildet, in die Teile der Wandung 38 des
am Getriebegehäuse 14 angeordneten
Deckels 37 eingreifen und eine Verdrehsicherung und axiale
Abstützung
bilden. Ferner erstrecken sich durch den ersten Abschnitt 34 zwei Bohrungen 47,
durch welche Schrauben hindurchgeführt werden können, die
das erste Bremselement 28 mit dem Motor 8 verbinden.
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Eine
weitere Ausführungsform
der Bremsvorrichtung 12 wird in 5 gezeigt.
Die Bremsvorrichtung 12' umfasst
eine Führungseinrichtung 32' mit zwei sich
gegenüberliegenden
Führungselementen 42', die von der
Wandung 39' radial
nach innen ragen.
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Die
zweiten Bremseinrichtungen 41 weisen an ihren der Wandung 39 zugewandten
Seite eine Aussparung 43 auf, in die die Führungselemente 42' hineinragen
und sicherstellen, dass sich einerseits die zweiten Bremseinrichtungen 41 mit
der Führungseinrichtung 32' mitdrehen können und
andererseits in radialer Richtung bewegt werden können. Das
erste Bremselement 28' ist
topfförmig
ausgebildet und umfasst einen Topf 48 in den der Magnetring 31 eingelassen
wird. Der Magnetring 31 ist dabei vorzugsweise im Presssitz
verliersicher in dem Topf angeordnet. Vorstellbar ist jedoch auch,
dass der Magnetring 31 beispielsweise festgeklebt wird
oder mit Hilfe eines Deckels in dem Topf eingeschlossen wird. In
der Wandung 49 des Topfes 48 sind Öffnungen 50 vorgesehen,
die einen besseren Magnetfluss vom Magnetring 31 zu den
zweiten Bremselementen 41 bzw. umgekehrt ermöglichen.
Am offenen Ende der Wandung 49 ist ein flanschartiger Abschnitt 51 ausgebildet,
dessen Außendurchmesser
im Wesentlichen dem Innendurchmesser des in den 1 und 2 dargestellten
Gehäuseteils 2 entspricht.
Mit Hilfe des flanschartigen Abschnitts 51 kann das erste Bremselement 28' verdrehsicher
und in axialer Richtung verschiebesicher im Gehäuse 2 angeordnet werden.
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Bei
derartigen Antriebseinrichtungen ist es wünschenswert, dass einerseits
die Antriebseinrichtung eine Klappe sicher öffnen und auch offen halten kann
und andererseits eine manuelle Bedienung der Klappe möglich ist.
Dabei unterstützt
die Federeinrichtung 27 das Öffnen bzw. das halten der klappe
im geöffneten
Zustand der Klappe, in dem sie das Gewicht der Klappe nahezu ausgleicht.
Um eine zusätzliche
Haltekraft bereitzustellen, die das Offenhalten der Klappe bei veränderten
Gewichtsverhältnissen, wie
sie beispielsweise durch Wind- oder Schneelast auftreten, liegen
bei stehendem Motor 8 die zweiten Bremselemente 41 an
dem ersten Bremselement 28, 28' an und erzeugen ein Bremsmoment,
das über das
Getriebe 13 noch verstärkt
wird.
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Bei
Aktivierung des Motors 8 wird zunächst die durch die zweiten
Bremselemente 41 auf das erste Bremselement 28, 28' wirkende Bremskraft überwunden
und die Führungseinrichtung 32, 32' in Drehbewegung
versetzt. Die dann auf die zweiten Bremselemente 41 wirkenden
Fliehkräfte
wirken entgegen der vom Magnetring 31 aufgebrachten Magnetisierungskraft.
Dadurch lösen
sich die zweiten Bremselemente 41 vollständig von
dem ersten Bremselement 28, 28'.
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Bei
Deaktivierung des Motors 8 werden die an den zweiten Bremselementen 41 wirkenden
Fliehkräfte
geringer und die vom Magnetring erzeugte Magnetisierungskraft kann
die zweiten Bremselemente 41 an das erste Bremselement 28, 28' heranziehen, wodurch
wieder eine zusätzliche
Haltekraft auf die Antriebseinrichtung 1 wirkt.
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Bei
der manuellen Betätigung,
d. h. wenn beispielsweise die Klappe von Hand geöffnet oder geschlossen wird,
wird die Gewindespindel 22 und somit über das Getriebe 13 auch
die Führungseinrichtung 32, 32' in eine Drehbewegung
versetzt. Die dann auf die zweiten Bremselemente 41 wirkenden Fliehkräfte wirken
entgegen der vom Magnetring 31 aufgebrachten Magnetisierungskraft.
Dadurch lösen sich
die zweiten Bremselemente 41 vollständig von dem ersten Bremselement 28, 28'.
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Wird
die Klappe nicht weiter bewegt, werden die an den zweiten Bremselementen 41 wirkenden Fliehkräfte geringer
und die vom Magnetring erzeugte Magnetisierungskraft kann die zweiten
Bremselemente 41 an das erste Bremselement 28, 28' heranziehen,
wodurch wieder eine zusätzliche
Haltekraft auf die Antriebseinrichtung 1 wirkt.
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- 1
- Antriebseinrichtung
- 2
- erstes
Gehäuseteil
- 3
- zweites
Gehäuseteil
- 4
- drittes
Gehäuseteil
- 5
- erste
Anschlusseinrichtung
- 6
- zweite
Anschlusseinrichtung
- 7
- Drehantrieb
- 8
- Motor
- 9
- Halteeinrichtung
- 10
- Halteeinrichtung
- 11
- Antriebswelle
- 12
- Bremsvorrichtung
- 12'
- Bremsvorrichtung
- 13
- Getriebe
- 14
- Getriebegehäuse
- 15
- Getriebewelle
- 16
- Halteeinrichtung
- 17
- Adapterhülse
- 18
- Lager
- 19
- Führungsbuchse
- 20
- Wand
- 21
- Wand
- 22
- Gewindespindel
- 23
- Spindelmutter
- 24
- Führungsrohr
- 25
- Spindelrohr
- 26
- Führungsring
- 27
- Federeinrichtung
- 28
- erstes
Bremselement
- 28'
- erstes
Bremselement
- 29
- Bohrung
- 30
- Stufe
- 31
- Magnetring
- 32
- Führungseinrichtung
- 32'
- Führungseinrichtung
- 33
- Adaptereinrichtung
- 34
- erster
Abschnitt
- 35
- zweiter
Abschnitt
- 36
- dritter
Abschnitt
- 37
- Deckel
- 38
- Wandung
- 39
- Wandung
- 40
- Kammer
- 41
- zweites
Bremselement
- 42
- Führungselement
- 42'
- Führungselement
- 43
- Aussparung
- 44
- Wandung
- 45
- Aussparung
- 46
- Ausnehmung
- 47
- Bohrung
- 48
- Topf
- 49
- Wandung
- 50
- Öffnung
- 51
- flanschartiger
Abschnitt