DE102008008743A1

DE102008008743A1 - Antriebseinrichtung

Info

Publication number: DE102008008743A1
Application number: DE102008008743A
Authority: DE
Inventors: Oleg Batosky; Timo Frieb-Preis; Jörg Hillen; Peter Kohns
Original assignee: Stabilus GmbH
Current assignee: Stabilus GmbH
Priority date: 2008-02-12
Filing date: 2008-02-12
Publication date: 2009-09-24
Anticipated expiration: 2028-02-13
Also published as: US8156838B2; DE102008008743B4; US20090199668A1; JP4927112B2; JP2009192081A

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Antriebseinrichtung für ein bewegbares Bauteil, mit einem mit einem feststehenden ersten Bauteil verbindbaren ersten Befestigungselement und mit einem an dem ersten Befestigungselement entgegengesetzten Ende axial relativ dazu bewegbaren zweiten Bauteil, das an seinem dem ersten Befestigungselement entgegengesetzten Ende ein mit dem bewegbaren Bauteil befestigbares zweites Befestigungselement aufweist. Ein Spindeltrieb weist eine Gewindespindel 6 und eine auf der Gewindspindel 6 angeordnete Spindelmutter 7 auf, durch die das erste Bauteil und das zweite Bauteil axial relativ zueinander bewegbar antreibbar sind, wobei der Spindeltrieb von einer von einem Drehantrieb drehbar antreibbaren Antriebswelle um eine Drehachse 29 drehbar antreibbar ist, die sich koaxial zur Gewindespindel 6 erstreckt und mit einem Huberfassungssensor zur Erfassung der Hubposition des zweiten Bauteils sowie mit einem Spindelsensor zur Erfassung der Spindelumdrehungen versehen ist. Der Huberfassungssensor ist ein stetiger Drehpositionssensor mit einem feststehenden, die Drehposition erfassenden Sensorelement und einem entsprechend der zu erfassenden Drehposition drehbaren Sensorelement, wobei das drehbare Sensorelement über ein Reduktionsgetriebe 35 von der Antriebswelle antreibbar ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Antriebseinrichtung für ein bewegbares Bauteil, insbesondere für eine Klappe eines Fahrzeugs, mit einem mit einem feststehenden ersten Bauteil verbindbaren ersten Befestigungselement und mit einem an dem dem ersten Befestigungselement entgegengesetzten Ende axial relativ dazu bewegbaren zweiten Bauteil, das an seinem dem ersten Befestigungselement entgegengesetzten Ende ein mit dem bewegbaren Bauteil befestigbares zweites Befestigungselement aufweist, mit einem eine Gewindespindel und eine auf der Gewindespindel angeordneten Spindelmutter aufweisenden Spindeltrieb, durch den das erste Bauteil und das zweite Bauteil axial relativ zueinander bewegbar antreibbar sind, wobei der Spindeltrieb von einer von einem Drehantrieb antreibbaren Antriebswelle um eine Drehachse drehbar antreibbar ist, die sich koaxial zur Gewindespindel erstreckt und mit einem Huberfassungssensor zur Erfassung der Hubposition des zweiten Bauteils sowie mit einem Spindelsensor zur Erfassung der Spindelumdrehungen.
Bei einer derartigen Antriebseinrichtung ist es bekannt durch einen Linearpotentiometer die Hubposition und durch einen Hall-Sensor die Spindelumdrehungen zu erfassen. Diese Ausbildung erfordert einen großen Bauraum und einen aufwendigen Aufbau.
Aufgabe der Erfindung ist es daher eine Antriebseinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die einen kompakten und einfachen Aufbau aufweist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Huberfassungssensor ein stetiger Drehpositionssensor mit einem feststehenden, die Drehposition erfassenden Sensorelement und einem entsprechend der zu erfassenden Drehposition drehbaren Sensorelement ist, wobei das drehbare Sensorelement über ein Reduktionsgetriebe von der Antriebswelle drehbar antreibbar ist.
Der stetige Huberfassungssensor ermöglicht auch nach einer Unterbrechung der Energieversorgung die aktuell eingenommene Hubposition der Antriebseinrichtung zu erfassen, wobei die Ausbildung als Drehpositionssensor eine geringe Baugröße ermöglicht.
Damit bei einem großen möglichen Verstellhub das drehbare Sensorelement zur eindeutigen Positionserfassung nur eine Drehbewegung von weniger als 360° durchgeführt wird, erfolgt durch das Reduktionsgetriebe eine solche Reduzierung der Drehbewegung des drehbaren Sensorelementes.
In einer sehr kompakten Ausbildung weist das Reduktionsgetriebe ein drehfestes Hohlrad auf, das von einem Exzenter der Antriebswelle taumelnd antreibbar ist, mit einem in dem Hohlrad koaxial zur Drehachse angeordneten Rad geringeren Durchmessers als dem Innendurchmesser des Hohlrades, das mit dem Hohlrad in Eingriff steht und von dem Hohlrad drehbar antreibbar ist, wobei von dem Rad das drehbare Sensorelement drehbar antreibbar ist.
Um dem Hohlrad eine durch den Exzenter verursachte Kreisbahnbewegung um die Drehachse bei gleichzeitiger Vermeidung einer Drehbewegung zu ermöglichen, kann in einfacher Weise das Hohlrad mehrere Axialbohrungen aufweisen, in die axial ortsfeste Zapfen kreisförmigen Querschnitts hineinragen, wobei der Durchmesser der Axialbohrungen um das Doppelte des Betrags der Exzentrizität des Exzenters größer ist als der Durchmesser der Zapfen.
Vorzugsweise ist das Reduktionsgetriebe ein Zahnradgetriebe.
Je näher die Zähnezahlen von Hohlrad und Rad beieinander liegen und das Übersetzungsverhältnis damit hoch liegt, wäre eine Abänderung der Form der Zähne erforderlich. Bei noch höheren Übersetzungen ist es dann von Vorteil, wenn das Reduktionsgetriebe ein Reibradgetriebe ist.
Es versteht sich, daß auch jede andere geeignete Getriebeart wie z. B. Cyclo-Getriebe oder Gleitkeilgetriebe als Reduktionsgetriebe zur Anwendung kommen können.
Grundsätzlich können das feststehende Sensorelement und das drehbare Sensorelement radial zueinander angeordnet sein.
Sind aber das feststehende Sensorelement und das drehbare Sensorelement axial zueinander angeordnet, so ergibt eine geringe radiale Baugröße.
Ist das drehbare Sensorelement über eine Rutschkupplung mit dem Rad verbunden, so braucht bei der Montage nur eine Grobjustierung zum feststehenden Sensorelement erfolgen. Bei der ersten Inbetriebnahme kann dann das drehbare Sensorelement sich bis zur Anlage an einem die Endposition des Feststellbereichs des drehbaren Sensorelements relativ zum feststehenden Sensorelement bestimmenden Anschlag drehen, um dann bei weiterer Drehung des Rades nicht weiter mitzudrehen.
Damit sind das drehbare Sensorelement und das feststehende Sensorelement exakt zueinander positioniert.
Eine einfache Ausbildung dazu besteht darin, daß das drehbare Sensorelement auf einer konzentrischen Bahn verstellbar mit dem Rad verbunden ist und einen axial hervorstehenden Anschlag aufweist, der in eine radial teilumlaufende Nut des feststehenden Sensorelementes eingreift, wobei die Enden der Nut den Verstellbereich des drehbaren Sensorelements relativ zum feststehenden Sensorelement bestimmende Endanschläge sind.
Dabei ist in einfacher Weise das drehbare Sensorelement kraftschlüssig mit dem Rad verbunden.
Bauteil- und bauraumsparend können das drehbare Sensorelement und der axial hervorstehende Anschlag an einem Träger angeordnet sein, der eine zur Drehachse konzentrische Hülse aufweist, die mit Kraftschluß in eine Koaxialbohrung des Rades eingesetzt ist.
In vorteilhafter Ausbildung ist der stetige Drehpositionssensor ein Drehpotentiometer, das drehbare Sensorelement ein Potentiometerschleifer und das feststehende Sensorelement eine ringartige Potentiometerbahn.
Dazu kann das feststehende Sensorelement auf einem feststehenden ringscheibenartigen Sensorträger angeordnet sein.
Der stetige Drehpositionsgeber kann zur berührungslosen absoluten Wegsensierung auch einen magnetoresistiven Sensor aufweisen, der außermittig angebracht werden muß.
Soll zusätzlich in einer bestimmten Drehposition wie vorzugsweise der Endstellung des drehbaren Sensorelements ein Signal erzeugt werden, so kann ein zweites drehbares Sensorelement über das Reduktionsgetriebe von der Antriebswelle drehbar antreibbar sein, durch das ein zweites feststehendes Sensorelement in einer bestimmten Drehposition kontaktierbar ist.
Ist dabei das zweite drehbare Sensorelement an dem Träger angeordnet und das zweite feststehende Sensorelement an dem Sensorträger angeordnet, so wird durch Doppelfunktion von Bauteilen eine Reduzierung der Anzahl der Bauteile sowie der Baugröße der Antriebseinrichtung erreicht.
In einfacher Ausbildung ist das zweite drehbare Sensorelement ein Schleifkontakt und das zweite feststehende Sensorelement ein Kontaktelement.
Bei einer alternativen Ausführungsform umfasst der stetige Drehpositionssensor als drehbares Sensorelement einen Magnet und als feststehendes Sensorelement einen Reedkontakt.
In weiterer Ausgestaltung ist der Reedkontakt in oder an einem Fenster im Sensorträger und der Magnet an dem Träger angeordnet.
Bei einer weiteren alternativen Ausführungsform umfaßt der stetige Drehpositionssensor als drehbares Sensorelement eine an dem Träger ausgebildete Fahne und als feststehendes Sensorelement einen vorgespannten Reedkontakt.
In vorteilhafter Ausgestaltung ist der vorgespannte Reedkontakt in oder an einem Fenster im Sensorträger angeordnet.
Der Spindelsensor ist vorzugsweise ein Drehimpulssensor, durch den die Ausfahrgeschwindigkeit erfaßt werden kann und der zur Synchronisation mit parallelen Antriebseinrichtungen nutzbar ist.
In vorteilhafter Ausbildung weist der Spindelsensor ein oder mehrere feststehende Hall-Sensoren auf, denen ein mit der Antriebswelle fest verbundener Magnetring gegenüberliegend angeordnet ist. Dabei können der oder die Hall-Sensoren auf dem Sensorträger angeordnet sein.
Je nach gewünschter Genauigkeit der Dreherfassung kann der Magnetring mit einem oder einer Mehrzahl Polpaaren versehen sein.
Magnetring und Hallsensoren können radial zueinander angeordnet sein.
Sind Magnetring und Hallsensoren axial zueinander angeordnet, so ist eine geringe radiale Baugröße erreichbar.
Bei einer alternativen Ausführungsform weist der Spindelsensor ein oder mehrere feststehende Hall-Sensoren auf, denen gegenüberliegend jeweils ein feststehender Magnet angeordnet ist und zwischen den Hall-Sensoren und den Magneten eine mit der Antriebswelle fest verbundene Fächerscheibe angeordnet ist.
In weiterer Ausgestaltung weist die Fächerscheibe das Magnetfeld der Magneten beeinflussende Ausnehmungen und Vorsprünge auf.
Bei einer weiteren alternativen Ausführungsform weist der Spindelsensor ein oder mehrere feststehende vorgespannte Hall-Sensoren auf denen eine mit der Antriebswelle fest verbundener Fächerscheibe gegenüberliegend angeordnet ist.
Sind der Huberfassungssensor, der Spindelsensor und das Reduktionsgetriebe eine Baueinheit bildend in einem Gehäuse angeordnet, das von der Antriebswelle durchragt ist, so kann diese Baueinheit vormontiert werden, wodurch sich die Montage der Antriebseinrichtung vereinfacht.
Dazu kann das Hohlrad, das Rad, der Träger, der Sensorträger und der Magnetring sandwichartig zueinander angeordnet in das topfartig ausgebildete Gehäuse eingesetzt sein, wobei vorzugsweise das Gehäuse einen Gehäusetopf aufweist, der durch einen Gehäusedeckel verschließbar ist.
Vorzugsweise ist der Drehantrieb ein Elektromotor, durch dessen Antriebswelle der Spindeltrieb drehbar antreibbar ist.
Zur Endkopplung des Drehantriebs von dem Spindelantrieb kann der Spindelantrieb über eine öffenbare Kupplung vom Drehantrieb drehbar antreibbar sein.
Zur Reduzierung der Drehzahl und Erhöhung des Drehmoments kann der Spindeltrieb über ein Getriebe von dem Drehantrieb drehbar antreibbar sein.
Eine kompakte Ausbildung wird erreicht, wenn der Drehantrieb und/oder das Getriebe fest in einem Gehäuserohr angeordnet sind, das sich vorzugsweise koaxial zur Drehachse erstreckt.
Zu einer einfachen und in beliebiger Drehlage zur Drehachse montierbaren Ausführung führt es, wenn eines oder beide der Befestigungselemente ein Kugelkopf oder eine Kugelpfanne eines Kugelgelenks sind.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen
1 eine Querschnittsansicht einer Antriebseinrichtung
2 einen vergrößerten Ausschnitt der Antriebseinrichtung nach 1 im Bereich der Sensor-Baueinheit
3a eine perspektivische Explosionsdarstellung der Sensor-Baueinheit der Antriebseinrichtung nach 1.
3b eine Detailansicht eines in der 3a dargestellten Bauteils
4 eine perspektivische Explosionsdarstellung einer alternativen Ausführungsform der Sensor-Baueinheit der Antriebseinrichtung nach 1.
5 eine perspektivische Explosionsdarstellung einer weiteren Ausführungsform der Sensor-Baueinheit der Antriebseinrichtung nach 1.
6 eine perspektivische Explosionsdarstellung einer weiteren Ausführungsform der Sensor-Baueinheit der Antriebseinrichtung nach 1.
7 eine perspektivische Explosionsdarstellung einer weiteren Ausführungsform der Sensor-Baueinheit der Antriebseinrichtung nach 1.
8 eine perspektivische Explosionsdarstellung einer weiteren Ausführungsform der Sensor-Baueinheit der Antriebseinrichtung nach 1.
9 eine Detailansicht der in 5 gezeigten Sensorbaugruppe.
10 eine Detailansicht der in 6 gezeigten Sensorbaugruppe.
11 eine schematische Detailansicht der in 6 gezeigten Sensorbaugruppe.
12 eine schematische Detailansicht der in 8 gezeigten Sensorbaugruppe.
Die in den Figuren dargestellte Antriebseinrichtung besitzt ein Gehäuserohr 1, in dem in Reihe hintereinander ein Elektromotor 2, ein von dem Elektromotor 2 antreibbares Getriebe 3 und eine Sensorbaugruppe 4 angeordnet sind.
Es ist möglich zusätzlich eine Kupplung im Antriebsstrang anzuordnen, wobei dann vorzugsweise die Sensorbaugruppe 4 der Kupplung nachgeschaltet ist, um auch eine manuelle Klappenbewegung sensieren zu können.
An die Sensorbaugruppe 4 schließt sich in Reihe ein Spindeladapter 5 an, der sich an einem Lager 5a abstützt und koaxial mit einer drehbar gelagerten Gewindespindel 6 verbunden ist.
Auf der Gewindespindel 6 ist eine Spindelmutter 7 drehfest aber in einem mit dem Gehäuserohr 1 koaxial fest verbundenen Führungsrohr 8 axial verschiebbar angeordnet.
Zur Drehsicherung der Spindelmutter 7 greift diese mit radial nach außen hervorstehenden Abstützzapfen 9 in Axialschlitze 10 an der Innenwand des Führungsrohres 8 ein.
An ihrem freien Ende besitzt die Gewindespindel 6 eine Führungshülse 11, mit der die Gewindespindel 6 in einem Spindelrohr 12 axial verschiebbar geführt ist, das an seinem einen Ende die Spindelmutter 7 und dessen anderes der Gewindespindel 6 abgewandtes Ende eine ein Befestigungselement bildende erste Kugelpfanne 13 trägt.
Im Bereich der ersten Kugelpfanne 13 ist an dem Spindelrohr 12 ein Überrohr 14 mit seinem einen Ende befestigt, das das Spindelrohr 12 koaxial mit Abstand umschließt und mit seinem anderen Endbereich in eine Federhülse 20 hineinragt und dort axial verschiebbar geführt ist. Die Federhülse 20 besitzt an ihrem einen Ende einen radial nach innen gerichteten Kragen 21, mit dem sie an dem Gehäuserohr 1 axial in Anlage ist.
An dem der ersten Kugelpfanne 13 entgegengesetzten Ende des Gehäuserohres 1 ist eine ein zweites Befestigungselement bildende zweite Kugelpfanne 15 sowie eine Leitungsdurchführung 17 für die Energieversorgung des Elektromotors 2 und für die Signalleitungen 16 angeordnet, die in dem Gehäuserohr 1 von der Sensorbaugruppe 4 zur Leitungsdurchführung 17 führen.
In dem durch den Abstand zwischen dem Spindelrohr 12 und dem Führungsrohr 8 einerseits sowie dem Überrohr 14 und der Federhülse 20 andererseits gebildeten Ringraum 18 ist eine Schraubendruckfeder 19 angeordnet, die sich mit ihrem einen Ende an dem Verbindungsbereich 22 von Spindelrohr 12 und Überrohr 14 abstützt und mit ihrem anderen Ende über den Kragen 21 die Federhülse 20 axial gegen das Gehäuserohr 1 beaufschlagt.
Mittels der Kugelpfannen 13 und 15 kann die Antriebseinrichtung an einem feststehenden Karosserieteil eines Kraftfahrzeugs und an einem als Klappe ausgebildeten bewegbaren Bauteil des Kraftfahrzeugs gelenkig verbunden sein.
Die Sensorbaugruppe 4 wird koaxial von einer um eine Drehachse 29 drehbar gelagerten, Antriebswelle 23 durchragt, die über das Getriebe 3 von dem Elektromotor 2 drehbar antreibbar ist und durch die diese Drehbewegung über den Spindeladapter 5 auf die Gewindespindel 6 übertragbar ist.
Die Sensorbaugruppe 4 ist vormontierbar in einem zylindrischen Gehäuse angeordnet, das aus einem durch einen Gehäusedeckel 24 verschließbaren Gehäusetopf 25 besteht.
Die 3a zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der Sensorbaugruppe 4, bei dem an dem motorseitigen Boden 26 des Gehäusetopfs 25 über eine erste Abstandsscheibe 27 ein als Innenzahnrad ausgebildetes Hohlrad 28 abgestützt ist, das mit einer Koaxialbohrung 30 drehbar auf einem Exzenter 31 der Antriebswelle 23 angeordnet ist, so daß bei einer Drehung der Antriebswelle 23 das Hohlrad 28 eine exzentrische Bewegung durchführt. Es sei jedoch noch kurz darauf hingewiesen, daß die Abstandsscheibe 27 nicht als separates Bauteil sondern an dem Boden 26 des Gehäusetopfes 25 als sich erhebender Bereich ausgebildet sein kann. Der Exzenter 31 weist eine in 4 gezeigte Durchgangsbohrung mit einem Vielzahnprofil auf, das mit einem an der Antriebswelle 23 ausgebildeten Vielzahnprofil 53 zusammenwirkt.
Damit sich das Hohlrad 28 dabei nicht dreht, ragen zwei einander diametral gegenüberliegende, am Boden 26 des Gehäusetopfs 25 axial hervorstehende Zapfen 32 kreisförmigen Querschnitts in Axialbohrungen 33 des Hohlrades 28, wobei der Durchmesser der Axialbohrungen 33 um das Doppelte des Betrages der Exzentrizität des Exzenters 31 größer ist als der Durchmesser der Zapfen 32.
Dadurch wird bei einer Drehung der Antriebswelle 23 das Hohlrad 28 von dem Exzenter 31 zu einer Taumelbewegung ohne Drehung angetrieben.
In dem Inneren des Hohlrades 28 ist koaxial zur Drehachse 29 ein als Außenzahnrad ausgebildetes Rad 34 geringeren Durchmessers als der Innendurchmesser des Hohlrades 28 angeordnet, das an einem Umfangsbereich mit seinen Zähnen in die Zähne des Hohlrades 28 eingreift und mit dem Hohlrad 28 ein Reduktionsgetriebe 35 bildet. Dieser Eingriffsbereich wandert bei der Taumelbewegung des Hohlrades 28 und erzeugt so eine Untersetzung der Drehbewegung der Antriebswelle 23 von z. B. 14:1.
Das Rad 34 ist über eine zweite Abstandsscheibe 36 an dem die Koaxialbohrung 30 aufweisenden Scheibenteil 37 des Hohlrades 28 axial abgestützt. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, daß die zweite Abstandsscheibe 36 nicht als separates Bauteil sondern an dem Scheibenteil 37 oder dem Rad 34 als sich erhebender Bereich ausgebildet ist.
Das Rad 34 besitzt eine Koaxialbohrung 38, in die eine Hülse 39 mit Kraftschluß eingesetzt ist, die an ihrem aus der Koaxialbohrung 38 herausragenden, der Motorseite abgewandten Ende einen kreisscheibenartig sich radial erweiternden Träger 40 aufweist. Der Träger 40 umfasst einen Potentiometerschleifer 69 mit zwei miteinander verbundenen oder elektrisch kurzgeschlossenen Schleifkontaktelementen 57 und 58.
Auf der dem Rad 34 abgewandten Seite schließt sich koaxial ein ringförmiger als Platine ausgebildeter ortsfester Sensorträger 41 an den Träger 40 an, der auf seiner dem Träger 40 zugewandten Seite, wie in 3b gezeigt, eine konzentrische Schleiferbahn 54 sowie eine konzentrische, die Schleiferbahn 54 umgebende Potentiometerbahn 55 aufweist, die eine potentiometrische Widerstandsbahn bildet.
Bei einer Drehung des von dem Rad 34 mitgedrehten Trägers 40 wird die jeweilige Drehposition des Rades 34 über die Potentiometerbahn 55 abgegriffen und ein entsprechendes Signal über eine der Signalleitungen 16 zur Leitungsdurchführung und einer nicht gezeigten Auswerteelektronik geführt.
Potentiometerschleifer 69 und Potentiometerbahn 55 bilden dabei einen stetigen Huberfassungssensor, d. h. dass zu jedem Zeitpunkt ein zum Hub korrespondierendes Spannungssignal vorhanden ist. Der Bewegungsweg des Huberfassungssensors wird durch das Reduktionsgetriebe 35 auf weniger als 360° reduziert, während die Gewindespindel 6 von der Antriebswelle zu einer mehrfachen Drehung antreibbar ist.
An dem Träger 40 ist weiterhin ein axial hervorstehender Anschlag 43 angeordnet, der in einer nicht dargestellte radial teilumlaufenden Nut auf der motorseitigen Stirnseite des Sensorträgers 41 hineinragt. Die Enden der Nut bilden Endanschläge für den Anschlag 43 und definieren den Verstellbereich des Potentiometerschleifers 69 und der Potentiometerbahn 55.
Dadurch ist es möglich, dass bei dem Zusammenbau der Sensorbaugruppe 4 der Anschlag 43 nur in die Nut hineinragen muß. Eine korrekte Positionierung von Träger 40 und Sensorträger 41 zueinander erfolgt dann selbsttätig bei der ersten Inbetriebnahme, bei der bei einem Anschlagen des Anschlags 43 an einem der Endanschläge der Kraftschluß zwischen der Hülse 39 und der Koaxialbohrung 38 des Rades 34 überwunden werden und der Träger 40 mit dem Potentiometerschleifer 69 zur Schleiferbahn 54 und der Potentiometerbahn 55 korrekt positioniert wird.
Auf der dem Elektromotor 2 axial abgewandten Stirnseite des als Platine ausgebildeten Sensorträgers 41 ist wenigstens ein Hallsensor 44 auf einem konzentrischen Kreis angeordnet, der durch ein axiales Fenster 45 in einem Sensorträgerhalter 46 ragt, von dem der Sensorträger 41 getragen wird, wobei sich die Antriebswelle 23 durch eine koaxiale Durchgangsbohrung 47 erstreckt.
Ferner sind auf der gleichen Seite des Sensorträgers mehrere Leiterkontaktanschlüsse 59 angeordnet, an die die in 1 gezeigten Anschlussleitungen 16 angeschlossen werden.
Der Sensorträgerhalter 46 und mit ihm der Sensorträger 41 sind drehfest im Gehäuse angeordnet.
Auf der dem Träger 40 abgewandten Seite des Sensorträgerhalters 46 befindet sich koaxial ein Magnetring 48 mit einer Mehrzahl von axial ausgerichteten, dem Hall-Sensor 44 gegenüberliegenden Polpaaren.
Der Magnetring 48 besitzt eine koaxiale Sechskantöffnung 49, in die ein entsprechender Sechskant 50 des Exzenters 31 ragt, so dass der Magnetring 48 von der Antriebswelle 23 mit deren Drehzahl drehbar angetrieben wird.
Diese Drehbewegung ist von den mit den Polpaaren einen Spindelsensor bildenden Hall-Sensor 44 erfaßbar und entsprechende Signale über eine weitere Signalleitungen 16 der Auswerteelektronik über die Leitungsdurchführung 17 zuführbar.
Um die sandwichartig zueinander angeordneten Teile der Sensorbaugruppe 4 spielfrei im Gehäuse zu halten, ist der Magnetring 48 über einen elastischen O-Ring 51 axial am Gehäusedeckel 24 abgestützt.
Der Gehäusedeckel 24 besitzt mehrere an seinem Außenumfang gleichmäßig verteilt angeordnete, axial zum Gehäusetopf 25 ragende Rastarme 52, die im zusammengebauten Zustand des Gehäuses mit den an ihren freien Enden angeordneten Rasten den äußeren Rand des Bodens 26 des Gehäusetopfes 25 hintergreifen.
In 4 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung dargestellt, die sich zu der in 3a gezeigten dadurch unterscheidet, dass die Potentiometerbahn durch ein Kontaktelement 42 ersetzt wird. Ferner ist ein alternativer Aufbau des Trägers 40 mit kalottenartigen Schleifkontaktpunkten 57' und 58' dargestellt.
Gelangt der Schleifkontaktpunkt 58' bei der Drehbewegung des Trägers 40 zum Kontaktelement 42, das vorzugsweise die Ausfahrendposition der Antriebseinrichtung definiert, so wird ein entsprechendes Signal mittels einer der Signalleitungen 16 durch die Leitungsdurchführung 17 der Auswerteelektronik zugeführt.
5 zeigt eine alternative Ausführungsform, bei welcher der Magnetring durch eine vorzugsweise ferromagnetisches Material umfassende Fächerscheibe 60 ersetzt wird. Durch radiale Ausnehmungen 61 entstehen sich in radialer Richtung erstreckende zahnähnliche Vorsprünge 62 an der Fächerscheibe 60. Im Gehäusedeckel ist ein in Strichlinien dargestellter Magnet 63 angeordnet, der dem Hallsensor 44 zugeordnet ist und mit dem er zusammenwirkt. Dabei ist der Magnet 63 dem Hallsensor 44 gegenüberliegend angeordnet, wobei auch ein definierter Versatz vorgesehen sein kann, so dass der Magnet 63 nicht genau dem Hallsensor 44 gegenüberliegt. Vom Hallsensor 44 wird ein magnetischer Fluss sensiert, welcher durch die Fächerscheibe 60 entsprechend verändert wird und zur Zustandsänderung des Hall-Ausgangs führt.
Die 6 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei welcher der Hallsensor 44 durch einen vorgespannten Hallsensor 144 ersetzt wird. Hier wird die Fächerscheibe 60, einem Zahnradsensor entsprechend, sensiert. Die rotierende Fächerscheibe 60 führt zur Magnetflußänderung und Zustandsänderung des Hallausgangs. Der Aufbau des vorgespannten Hallsensors 144 wird auch in 9 schematisch dargestellt.
Die 7 zeigt eine weitere Variante der Sensorbaugruppe 4. Auf dem Träger 40 ist ein Magnet 64 angeordnet, der mit einem hier nicht gezeigten Reedkontakt 65 zusammenwirkt. Im Sensorträger 41 befindet sich ein Fenster 66, über dem auf der dem Motor 2 abgewandten Seite der Reedkontakt 65 angeordnet ist. Der Reedkontakt 65 wird durch den rotierenden Magnet 64 betätigt.
In 8 wird eine weitere Ausführungsform der Sensorbaugruppe 4 dargestellt. Der Träger 40 weist eine radial nach außen hervorstehende Fahne 67 auf, die mit einem, in der 8 nicht gezeigten, sich hinter dem Fenster 66 angeordneten vorgespannten Reedkontakt 68 zusammenwirkt, der auf der dem Motor 2 abgewandten Seite des Sensorträgers 41 angeordnet ist.
In 9 ist die Anordnung des Magneten 63 und des Hallsensors 44 zu der Fächerscheibe 60 schematisch dargestellt, wie bereits unter 5 beschrieben.
10 zeigt schematisch die unter 6 beschriebene Anordnung des vorgespannten Hallsensors 144 zur Fächerscheibe 60.
11 zeigt schematisch die unter 7 beschriebene Anordnung des Magneten 64 zum Reedkontakt 65.
Die 12 zeigt schematisch die unter 8 beschriebene Anordnung der Fahne 67 des Trägers 41 zum vorgespannten Reedkontakt 68.

1: Gehäuserohr
2: Elektromotor
3: Getriebe
4: Sensorbaugruppe
5: Spindeladapter
5a: Lager
6: Gewindespindel
7: Spindelmutter
8: Führungsrohr
9: Abstützzapfen
10: Axialschlitze
11: Führungshülse
12: Spindelrohr
13: erste Kugelpfanne
14: Überrohr
15: zweite Kugelpfanne
16: Signalleitungen
17: Leitungsdurchführung
18: Ringraum
19: Schraubendruckfeder
20: Federhülse
21: Kragen
22: Verbindungsbereich
23: Antriebswelle
24: Gehäusedeckel
25: Gehäusetopf
26: Boden
27: erste Abstandscheibe
28: Hohlrad
29: Drehachse
30: Koaxialbohrung
31: Exzenter
32: Zapfen
33: Axialbohrungen
34: Rad
35: Reduktionsgetriebe
36: zweite Abstandscheibe
37: Scheibenteil
38: Koaxialbohrung
39: Hülse
40: Träger
41: Sensorträger
42: Kontaktelement
43: Anschlag
44: Hall-Sensor
45: Fenster
46: Sensorträgerhalter
47: Durchgangsbohrung
48: Magnetring
49: Sechskantöffnung
50: Sechskant
51: O-Ring
52: Rastarme
53: Vielzahnprofil
54: Schleiferbahn
55: Bewegungsbahn
56: Kontaktelement
57: erste Kontaktpunkte
58: zweite Kontaktpunkte
59: Leiterkontaktanschlüsse
60: Fächerscheibe
61: Ausnehmung
62: Vorsprung
63: Magnet
64: Magnet
65: Reedkontakt
66: Fenster
67: Fahne
68: Reedkontakt
69: Potentiometerschleifer
144: Hall-Sensor

Claims

Antriebseinrichtung für ein bewegbares Bauteil, insbesondere für eine Klappe eines Fahrzeugs, mit einem mit einem feststehenden ersten Bauteil verbindbaren ersten Befestigungselement und mit einem an dem dem ersten Befestigungselement entgegengesetzten Ende axial relativ dazu bewegbaren zweiten Bauteil, das an seinem dem ersten Befestigungselement entgegengesetzten Ende ein mit dem bewegbaren Bauteil befestigbares zweites Befestigungselement aufweist, mit einem eine Gewindespindel und eine auf der Gewindespindel angeordneten Spindelmutter aufweisenden Spindeltrieb, durch den das erste Bauteil und das zweite Bauteil axial relativ zueinander bewegbar antreibbar sind, wobei der Spindeltrieb von einer von einem Drehantrieb drehbar antreibbaren Antriebswelle um eine Drehachse drehbar antreibbar ist, die sich koaxial zur Gewindespindel erstreckt und mit einem Huberfassungssensor zur Erfassung der Hubposition des zweiten Bauteils sowie mit einem Spindelsensor zur Erfassung der Spindelumdrehungen, dadurch gekennzeichnet, daß der Huberfassungssensor ein stetiger Drehpositionssensor mit einem feststehenden, die Drehposition erfassenden Sensorelement und einem entsprechend der zu erfassenden Drehposition drehbaren Sensorelement ist, wobei das drehbare Sensorelement über ein Reduktionsgetriebe (35) von der Antriebswelle (23) drehbar antreibbar ist.
Antriebseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Reduktionsgetriebe (35) ein drehfestes Hohlrad (28) aufweist, das von einem Exzenter (31) der Antriebswelle (23) taumelnd antreibbar ist, mit einem in dem Hohlrad (28) koaxial zur Drehachse (29) angeordneten Rad (34) geringeren Durchmessers als dem Innendurchmesser des Hohlrades (28), das mit dem Hohlrad (28) in Eingriff steht und von dem Hohlrad (28) drehbar antreibbar ist, wobei von dem Rad (34) das drehbare Sensorelement drehbar antreibbar ist.
Antriebseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Hohlrad (28) mehrere Axialbohrungen (33) aufweist, in die axial ortsfeste Zapfen (32) kreisförmigen Querschnitts hineinragen, wobei der Durchmesser der Axialbohrungen (33) um das Doppelte des Betrags der Exzentrizität des Exzenters (31) größer ist als der Durchmesser der Zapfen (32).
Antriebseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Reduktionsgetriebe (35) eine Zahnradgetriebe ist.
Antriebseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Reduktionsgetriebe ein Reibradgetriebe ist.
Antriebseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das feststehende Sensorelement und das drehbare Sensorelement radial zueinander angeordnet sind.
Antriebseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das feststehende Sensorelement und das drehbare Sensorelement axial zueinander angeordnet sind.
Antriebseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das drehbare Sensorelement auf einer konzentrischen Bahn verstellbar mit dem Rad (34) verbunden ist und einen axial hervorstehenden Anschlag (43) aufweist, der in eine radial teilumlaufende Nut des feststehenden Sensorelementes eingreift, wobei die Enden der Nut den Verstellbereich des drehbaren Sensorelements relativ zum feststehenden Sensorelement bestimmende Endanschläge sind.
Antriebseinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das drehbare Sensorelement kraftschlüssig mit dem Rad (34) verbunden ist.
Antriebseinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das drehbare Sensorelement und der axial hervorstehende Anschlag (43) an einem Träger (40) angeordnet sind, der eine zur Drehachse (29) konzentrische Hülse (39) aufweist, die mit Kraftschluß in eine Koaxialbohrung (38) des Rades (34) eingesetzt ist.
Antriebseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der stetige Drehpositionssensor ein Drehpotentiometer, das drehbare Sensorelement ein Potentiometerschleifer (69) und das feststehende Sensorelement wenigstens eine ringartige Potentiometerbahn umfasst.
Antriebseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das feststehende Sensorelement auf einem feststehenden ringscheibenartigen Sensorträger (41) angeordnet ist.
Antriebseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweites drehbares Sensorelement über das Reduktionsgetriebe von der Antriebswelle (23) drehbar antreibbar ist, durch das ein zweites feststehendes Sensorelement in einer bestimmten Drehposition kontaktierbar ist.
Antriebseinrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite drehbare Sensorelement an dem Träger (40) angeordnet ist.
Antriebseinrichtung nach einem der Ansprüche 13 und 14, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite feststehende Sensorelement an dem Sensorträger (41) angeordnet ist.
Antriebseinrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite drehbare Sensorelement ein Schleifkontakt und das zweite feststehende Sensorelement ein Kontaktelement ist.
Antriebseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der stetige Drehpositionssensor als drehbares Sensorelement einen Magnet (64) und als feststehendes Sensorelement einen Reedkontakt umfaßt.
Antriebseinrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Reedkontakt in oder an einem Fenster (66) im Sensorträger (41) angeordnet ist.
Antriebseinrichtung nach einem der Ansprüche 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnet (64) an dem Träger (40) angeordnet ist.
Antriebseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der stetige Drehpositionssensor als drehbares Sensorelement eine an dem Träger (40) ausgebildete Fahne (67) und als feststehendes Sensorelement einen vorgespannten Reedkontakt umfaßt.
Antriebseinrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der vorgespannte Reedkontakt in oder an einem Fenster (66) im Sensorträger (41) angeordnet ist.
Antriebseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Spindelsensor ein Drehimpulssensor ist.
Antriebseinrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Spindelsensor ein oder mehrere feststehende Hall-Sensoren (44) aufweist, denen ein mit der Antriebswelle (23) fest verbundener Magnetring (48) gegenüberliegend angeordnet ist.
Antriebseinrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Hall-Sensoren (44) auf dem Sensorträger (41) angeordnet sind.
Antriebseinrichtung nach einem der Ansprüche 18 und 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetring (48) mit einem oder einer Mehrzahl Polpaaren versehen ist.
Antriebseinrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß Magnetring (48) und Hallsensoren (44) axial zueinander angeordnet sind.
Antriebseinrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Spindelsensor ein oder mehrere feststehende Hall-Sensoren (44) aufweist, denen gegenüberliegend jeweils ein feststehender Magnet (63) angeordnet ist und zwischen den Hall-Sensoren (44) und den Magneten (63) eine mit der Antriebswelle (23) fest verbundene Fächerscheibe (60) angeordnet ist.
Antriebseinrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Fächerscheibe (60) das Magnetfeld der Magneten (63) beeinflussende Ausnehmungen (61) und Vorsprünge (62) aufweist.
Antriebseinrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Spindelsensor ein oder mehrere feststehende vorgespannte Hall-Sensoren (144) aufweist denen eine mit der Antriebswelle (23) fest verbundener Fächerscheibe (60) gegenüberliegend angeordnet ist.
Antriebseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Huberfassungssensor, der Spindelsensor und das Reduktionsgetriebe eine Baueinheit bildend in einem Gehäuse angeordnet sind, das von der Antriebswelle (23) durchragt ist.
Antriebseinrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß das Hohlrad (28), das Rad (34), der Träger (40), der Sensorträger (41) und der Magnetring (48) sandwichartig zueinander angeordnet in das topfartig ausgebildete Gehäuse eingesetzt sind.
Antriebseinrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse einen Gehäusetopf (25) aufweist, der durch einen Gehäusedeckel (24) verschließbar ist.
Antriebseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehantrieb ein Elektromotor (2) ist, durch dessen Antriebswelle der Spindeltrieb drehbar antreibbar ist.
Antriebseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Spindeltrieb über eine öffenbare Kupplung vom Drehantrieb drehbar antreibbar ist.
Antriebseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Spindeltrieb über ein Getriebe (3) von dem Drehantrieb drehbar antreibbar ist.
Antriebseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehantrieb und/oder das Getriebe (3) fest in einem Gehäuserohr (1) angeordnet sind.
Antriebseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eines oder beide der Befestigungselemente ein Kugelkopf oder eine Kugelpfanne (13, 15) eines Kugelgelenks sind.