DE102008042161A1 - Adjustment drive for translatory adjustment of object, particularly motor vehicle component, for e.g. window pane in motor vehicle, has piezo-electric motor that is adjusted along guide rail - Google Patents
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Abstract
Description
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung betrifft einen Verstellantrieb zum, insbesondere translatorischen, Verstellen eines Objektes gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The invention relates to an adjusting drive for, in particular translational, Adjusting an object according to the preamble of claim 1.
Die
Aus
der
Nachteilig bei den bekannten Verstellantrieben ist zum einen, dass die jeweils erforderlichen Führungsschienen zwangsläufig in Verstellrichtung der Kraftfahrzeugkomponente orientiert sein müssen. Dies ist häufig im Hinblick auf den zur Verfügung stehenden Bauraum problematisch. Darüber hinaus müssen vergleichsweise große und damit kostenintensive piezoelektrische Aktuatoren zum Erzeugen von ausreichenden Antriebskräften zum Verstellen der Kraftfahrzeugkomponente vorgesehen werden.adversely in the known adjustment drives, on the one hand, that each necessary guide rails inevitably in Adjustment of the motor vehicle component must be oriented. This is common with regard to the available Space problematic. In addition, comparatively large and thus costly piezoelectric actuators for generating sufficient driving forces for adjusting the Motor vehicle component can be provided.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Technische AufgabeTechnical task
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Antriebskonzept zum Verstellen einer Kraftfahrzeugkomponente vorzuschlagen, welches einerseits mit vergleichsweise leistungsschwachen piezoelektrischen Aktuatoren betreibbar und andererseits auf einfache Weise an die jeweilige Applikation im Hinblick auf die bereitgestellten Antriebskräfte und/oder die Antriebsgeschwindigkeit anpassbar ist.Of the Invention is based on the object, a drive concept for adjusting a motor vehicle component to propose, which on the one hand with comparatively low-power piezoelectric actuators operable and on the other hand in a simple way to the respective Application with regard to the provided driving forces and / or the drive speed is customizable.
Technische LösungTechnical solution
Diese Aufgabe wird mit einem Verstellantrieb mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch eine Verwendung eines Verstellantriebs gemäß Anspruch 12 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. In den Rahmen der Erfindung fallen sämtliche Kombinationen aus zumindest zwei von in der Beschreibung, den Ansprüchen und/oder den Figuren offenbarten Merkmalen.These Task is with an adjusting drive with the features of the claim 1 and by using an adjusting drive according to claim 12 solved. Advantageous developments of the invention are specified in the dependent claims. Within the scope of the invention all combinations of at least two of in the description, the claims and / or the figures revealed Features.
Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, dem piezoelektrischen Motor, aufweisend mindestens einen piezoelektrischen Vortriebsaktuator zum Verstellen des piezoelektrischen Motors entlang der Führungsschiene, einen Scherengelenkmechanismus zuzuordnen, über den der piezoelektrische Motor mit dem zu verstellenden Objekt wirkverbunden ist. Ein derartig aufgebauter Verstellantrieb weist gegenüber bekannten Verstellantrieben ohne Scherengelenkmechanismus eine Vielzahl von Vorteilen auf. So ist es erstmals möglich, die Führungsschiene, entlang derer der piezoelektrische Motor mittels des mindestens einen piezoelektrischen Vortriebsaktuators verstellbar ist, winklig zur Verstellrichtung des zu verstellenden Objektes, vorzugsweise rechtwinklig hierzu anzuordnen, wodurch optimal auf gegebene Bauraumbedingungen reagiert werden kann. Anders ausgedrückt ist es nicht mehr erforderlich, dass die Längserstreckung der Führungsschiene mit der Verstellrichtung des zu verstellenden Objektes übereinstimmt. Dabei ist es besonders bevorzugt, wenn die Führungsschiene horizontal ausgerichtet wird, damit eine Horizontalbewegung des piezoelektrischen Motors in eine Vertikalbewegung des zu verstellenden Objektes, insbesondere Fensterscheibe eines Kraftfahrzeugs, umgewandelt wird.Of the The invention is based on the idea of the piezoelectric motor, comprising at least one piezoelectric propulsion actuator for adjusting the piezoelectric motor along the guide rail, to associate a scissors hinge mechanism over which the piezoelectric motor is operatively connected to the object to be adjusted. An adjusting drive constructed in this way has opposite known adjusting drives without scissors link mechanism a variety of benefits. So it is possible for the first time, the guide rail, along which the piezoelectric motor by means of at least a piezoelectric propulsion actuator is adjustable, angular to the adjustment of the object to be adjusted, preferably To arrange at right angles to this, which optimally given space conditions can be reacted. In other words, it is not anymore required that the longitudinal extent of the guide rail coincides with the adjustment of the object to be adjusted. It is particularly preferred if the guide rail is aligned horizontally, so that a horizontal movement of piezoelectric motor in a vertical movement of the object to be adjusted, in particular window glass of a motor vehicle is converted.
Ein weiterer Vorteil eines nach dem Konzept der Erfindung ausgebildeten, einen Scherengelenkmechanismus aufweisenden Verstellantriebs besteht darin, dass die erzielbare Verstellgeschwindigkeit und die dabei wirkenden Kräfte auf einfache Weise durch eine Variation der Hebellängen des Scherengelenkmechanismus anpassbar sind, um den Verstellantrieb für die jeweilige Applikation in ihrem optimalen Betriebspunkt betreiben zu können.One Another advantage of a trained according to the concept of the invention, a scissors link mechanism having adjusting drive is that the achievable adjustment speed and thereby acting Forces in a simple way by a variation of the lever lengths the scissors articulation mechanism are adaptable to the adjustment for the respective application in its optimal operating point to be able to operate.
In Weiterbildung der Erfindung ist mit Vorteil vorgesehen, dass der piezoelektrische Motor unmittelbar mit dem Scherengelenkmechanismus gekoppelt ist, indem ein erster Schenkel des Scherengelenkmechanismus an den piezoelektrischen Motor, insbesondere an einem Träger und/oder einem Gehäuse für den mindestens einen Aktuator, angelenkt ist.In Development of the invention is provided with advantage that the piezoelectric motor directly with the scissor hinge mechanism is coupled by a first leg of the scissors hinge mechanism to the piezoelectric motor, in particular to a carrier and / or a housing for the at least one Actuator, is articulated.
Besonders bevorzugt ist es, wenn ein zweiter, gelenkig mit dem ersten Schenkel verbundener Schenkel des Scherengelenkmechanismus unmittelbar an der, insbesondere querschnittlich C-förmigen, Führungsschiene angelenkt ist, also mit der Führungsschiene eine Baueinheit bildet. Alternativ kann der zweite Schenkel an der Fahrzeugkarosserie, oder einem sonstigen, ortsfest zur Führungsschiene angeordneten Bauteil angelenkt werden.Especially it is preferred, if a second, hinged to the first leg connected leg of the scissors hinge mechanism immediately the, in particular cross-sectionally C-shaped, guide rail hinged, so with the guide rail a structural unit forms. Alternatively, the second leg on the vehicle body, or another, fixed to the guide rail arranged Be hinged component.
In Weiterbildung der Erfindung ist mit Vorteil vorgesehen, dass der piezoelektrische Motor nicht außen an der Führungsschiene angreift, sondern, zumindest abschnittsweise, vorzugsweise vollständig, innerhalb der, vorzugsweise im Querschnitt C-förmigen, Führungsschiene aufgenommen ist und sich am Innenumfang der Führungsschiene abstützt, um einen Vortrieb zum Verstellen eines Schenkels des Scherengelenkmechanismus zu erzeugen.In a further development of the invention is advantageously provided that the piezoelectric motor does not attack the outside of the guide rail, but, at least partially, preferably completely, is received within the, preferably in cross-section C-shaped guide rail and is supported on the inner circumference of the guide rail to egg NEN propulsion for adjusting a leg of the scissors hinge mechanism to produce.
Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform des Verstellantriebs, bei der der piezoelektrische Motor zusätzlich zu dem mindestens einen, vorzugsweise ausschließlich einen, Vortriebsaktuator mindestens einen, vorzugsweise ausschließlich einen, Halteaktuator aufweist, mit dem der piezoelektrische Motor sich an der Führungsschiene festhalten kann. Bevorzugt ist der Halteaktuator derart ausgebildet, dass er eine Klemmkraft als Haltekraft erzeugt, wobei sich der Halteaktuator hierzu bevorzugt innerhalb der Führungsschiene, insbesondere quer zu deren Längserstreckung, verstemmt.Especially preferred is an embodiment of the adjusting drive, wherein the piezoelectric motor in addition to the at least one, preferably only one, propulsion actuator at least one, preferably only one, holding actuator has, with the piezoelectric motor on the guide rail can hold on. Preferably, the holding actuator is designed such that it generates a clamping force as a holding force, wherein the holding actuator For this purpose, preferably within the guide rail, in particular transverse to its longitudinal extent, caulked.
Besonders zweckmäßig ist eine Ausführungsform des Verstellantriebs, bei der der Vortriebsaktuator und der Halteaktuator oszillierend betreibbar sind, vorzugsweise derart, dass der Vortriebsaktuator den piezoelektrischen Motor und damit den Scherengelenkmechanismus immer dann entlang der Führungsschiene antreibt, wenn die Haltekraft des Halteaktuators (zumindest etwas) reduziert ist. Mit Vorteil schwingen der Vortriebsaktuator und der Halteaktuator dazu im Ultraschallfrequenzbereich.Especially expedient is an embodiment of the Adjusting drive, in which the propulsion actuator and the holding actuator are oscillating operable, preferably such that the propulsion actuator the piezoelectric motor and thus the scissor link mechanism always then drives along the guide rail when the holding force of the holding actuator (at least slightly) is reduced. With advantage The propulsion actuator and the holding actuator vibrate in the ultrasonic frequency range.
Wie zuvor bereits erwähnt, ist es besonders bevorzugt, wenn der Halteaktuator den piezoelektrischen Motor dadurch innerhalb der Führungsschiene festhält, dass sich der Halteaktuator, vorzugsweise quer zur Bewegungsrichtung des piezoelektrischen Motors, innerhalb der Führungsschiene verstemmt.As previously mentioned, it is particularly preferred if the holding actuator thereby inside the piezoelectric motor holding the guide rail, that the holding actuator, preferably transversely to the direction of movement of the piezoelectric motor, caulked within the guide rail.
In Weiterbildung der Erfindung ist mit Vorteil vorgesehen, dass eine als Haltekraft dienende Klemmkraft des Halteaktuators durch dessen Auslegung im spannungslosen Zustand erreicht wird. Anders ausgedrückt soll der Halteaktuator derart ausgelegt sein, dass er den piezoelektrischen Motor in der jeweiligen Position hält, wenn der Halteaktuator nicht mit einer elektrischen Spannung beaufschlagt ist. Der Vorteil liegt darin, dass die Klemmung unter allen Umständen gewährleistet ist und das zu verstellende Objekt, beispielsweise die Fensterscheibe, immer in der gewünschten Position bleibt, auch wenn eine Spannungsversorgung, beispielsweise nach Abziehen des Schlüssels aus dem Zündschloss wegfällt. Von Vorteil ist hierbei beispielsweise der Einbruchschutz sowie das sichere Halten des Objektes beim Fahren über eine Rüttelstrecke, etc.In Development of the invention is advantageously provided that a serving as a holding force clamping force of the holding actuator by the Design in a de-energized state is achieved. In other words the holding actuator should be designed such that it the piezoelectric Motor stops in the respective position when the holding actuator is not subjected to an electrical voltage. The advantage lies in the fact that the clamping ensures in all circumstances is and the object to be adjusted, for example, the window pane, always remains in the desired position, even if a power supply, for example, after removing the key from the ignition eliminated. The advantage here is, for example, burglary protection as well as the secure holding of the object while driving over a vibrating section, etc.
Ganz besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei der der Vortriebsaktuator und der Halteaktuator ortsfest relativ zueinander innerhalb der Führungsschiene an einem gemeinsamen Träger angeordnet sind. Bevorzugt dient der Träger auch als Anlenkpunkt für einen Schenkel des Scherengelenkmechanismus. Dabei ist es besonders bevorzugt, wenn sich das Gelenk, mit dem der Schenkel des Scherengelenkmechanismus an dem Träger angelenkt ist, seitlich durch eine sich in Längsrichtung der Führungsschiene erstreckende Öff nung in die, vorzugsweise im Querschnitt, C-förmige Führungsschiene hineinerstreckt.All Particularly preferred is an embodiment in which the Propulsion actuator and the holding actuator stationary relative to each other within the guide rail on a common carrier are arranged. Preferably, the carrier also serves as a point of articulation for a leg of the scissor hinge mechanism. there it is particularly preferred when the joint, with the leg the scissor hinge mechanism is hinged to the carrier, laterally through a longitudinal direction of the guide rail extending Publ tion in, preferably in cross-section, C-shaped guide rail hineinerstreckt.
Um für eine optimale Kräfteorientierung zu sorgen, ist es besonders bevorzugt, wenn der Vortriebsaktuator und der Halteaktuator senkrecht zueinander orientiert angeordnet sind. Ganz besonders bevorzugt ist es dabei, wenn es sich bei dem Vortriebsaktuator und dem Halteaktuator um die einzigen beiden Aktuatoren des Verstellantriebes handelt.Around to ensure optimal force orientation, it is particularly preferred if the propulsion actuator and the holding actuator are arranged perpendicular to each other oriented. Very particularly preferred This is what it is when it comes to the propulsion actuator and the holding actuator are the only two actuators of the adjustment.
Besonders zweckmäßig ist eine Ausführungsform des Verstellantriebs, bei der das zu verstellende Objekt eine Fensterscheibe, insbesondere eine Seiten- oder Heckscheibe des Kraftfahrzeugs ist. Die Führung für die Fensterscheibe kann dabei wie aus dem Stand der Technik bekannt, in gewohnter Weise realisiert werden.Especially expedient is an embodiment of the Adjusting drive, wherein the object to be adjusted, a window pane, in particular, a side or rear window of the motor vehicle. The guide for the window pane can be like known from the prior art, realized in the usual way become.
Die Erfindung führt auch auf die Verwendung eines wie zuvor beschrieben ausgebildeten Verstellantriebs zum Verstellen einer Fensterscheibe in einem Kraftfahrzeug. Der Verstellantrieb zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass dieser mit vergleichsweise leistungsschwachen piezoelektrischen Aktuatoren realisiert werden kann und dass eine Anpassung an die jeweilige Fensterheberapplikation im Hinblick auf die Verstellgeschwindigkeit und die Vortriebskräfte auf einfache Weise durch eine Anpassung des Scherengelenkmechanismus realisiert werden kann. Ferner ist von entscheidendem Vorteil, dass die Breitenerstreckung einer Kraftfahrzeugtür optimal ausgenutzt werden kann, da die Führungsschiene winklig, insbesondere rechtwinklig, zur Verstellrichtung der Fensterscheibe anordnenbar ist.The Invention also leads to the use of one as before described trained adjustment for adjusting a Window in a motor vehicle. The adjustment draws in particular by the fact that this comparatively low-performance piezoelectric actuators can be realized and that a Adaptation to the respective window lift application with regard to the adjustment speed and the propulsive forces easy way by adjusting the scissors hinge mechanism can be realized. Furthermore, it is of decisive advantage that optimally utilized the width extension of a motor vehicle door can be, because the guide rail angle, in particular rectangular, can be arranged to the adjustment of the window is.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen. Diese zeigen in:Further Advantages, features and details of the invention will become apparent the following description of preferred embodiments as well as from the drawings. These show in:
Ausführungsformen der Erfindungembodiments the invention
In den Figuren sind gleiche Elemente und Elemente mit der gleichen Funktion mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.In the figures are the same elements and Elements having the same function are identified by the same reference numerals.
In
Wie
aus
In
der Zeichnungsebene unterhalb des zweiten Gelenks
In
Aus
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- - EP 0953215 B1 [0002] EP 0953215 B1 [0002]
- - EP 1091074 B1 [0003] - EP 1091074 B1 [0003]
Claims (12)
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EP0953215B1 (en) | 1996-11-12 | 2004-01-21 | Meritor Light Vehicle Systems, Inc. | Moving linear piezoelectric motor for vehicle applications |
EP1091074B1 (en) | 1999-10-05 | 2005-07-20 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Window systems for automotive vehicle |
-
2008
- 2008-09-17 DE DE200810042161 patent/DE102008042161A1/en not_active Withdrawn
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|
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