DE102009031555A1

DE102009031555A1 - Antriebsvorrichtung für ein Verstellsystem eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102009031555A1
Application number: DE102009031555A
Authority: DE
Inventors: Christof Goeke; Benjamin Nelson; Uwe Przyklenk; Uwe Sommer
Original assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Current assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Priority date: 2009-06-19
Filing date: 2009-06-30
Publication date: 2010-12-23
Also published as: CN101929510A; US20100320053A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für ein Verstellsystem eines Kraftfahrzeugs, aufweisend ein Getriebe mit einem um eine Drehachse drehbar gelagerten Antriebselement zum Einleiten eines Drehmoments, einem um die Drehachse drehbar gelagerten Abtriebselement zum Abgeben eines Drehmoments und einer Schlingfederbremsvorrichtung zum Übertragen eines von dem Antriebselement eingeleiteten, antriebsseitigen Drehmoments auf das Abtriebselement und zum Sperren eines an dem Abtriebselement anliegenden, abtriebsseitigen Drehmoments. Dabei ist vorgesehen, dass das Antriebselement (2) und das Abtriebselement (3) jeweils an einem feststehenden Abschnitt (4) des Getriebes (1) gelagert sind. Auf diese Weise wird eine Antriebsvorrichtung geschaffen, deren Antriebselement und Abtriebselement geringe Lagerungstoleranzen aufweisen können und die zudem zum Bereitstellen einer leichtgängigen Betriebsweise reibungstechnisch optimiert ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für ein Verstellsystem eines Kraftfahrzeugs nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine derartige Antriebsvorrichtung weist ein Getriebe auf, das ein um eine Drehachse drehbar gelagertes Antriebselement zum Einleiten eines Drehmoments und ein um dieselbe Drehachse drehbar gelagertes Abtriebselement zum Abgeben eines Drehmoments an ein zu verstellendes Verstellteil umfasst. Um einerseits ein von dem Antriebselement eingeleitetes, antriebsseitiges Drehmoment auf das Abtriebselement zu übertragen und andererseits ein Drehmoment zu sperren, das abtriebsseitig an dem Abtriebselement anliegt, ist eine Schlingfederbremsvorrichtung vorgesehen, die das Antriebselement derart mit dem Abtriebselement koppelt, dass ein antriebsseitiges Drehmoment übertragen, ein abtriebsseitiges Drehmoment jedoch gesperrt wird.
Die Antriebsvorrichtung kann beispielsweise Teil einer Fensterhebereinrichtung einer Fahrzeugtür sein, bei der ein Antriebselement in Form eines Schneckenrads von einem Antriebsmotor angetrieben wird, um eine mit einem Abtriebselement verbundene Fensterscheibe zu verstellen.
Bei einer aus der DE 10 2006 036 521 A1 bekannten Antriebsvorrichtung ist ein Antriebselement als Schneckenrad ausgebildet, das über eine Schlingfederbremsvorrichtung mit einem Abtriebselement in Form einer Abtriebswelle gekoppelt ist. Das Schneckenrad wird über eine Antriebsschnecke eines Antriebsmotors angetrieben und zum Verstellen eines Verstellteils, beispielsweise einer Fensterscheibe im Rahmen einer Fensterhebereinrichtung, in eine Drehbewegung versetzt, die auf die Abtriebswelle zum Verstellen des Verstellteils übertragen wird.
Bei der aus der DE 10 2006 036 521 A1 bekannten Antriebsvorrichtung ist die Abtriebswelle auf einem Lagerstumpf eines Getriebegehäuses drehbar gelagert und durchgreift das Schneckenrad, das an der Abtriebswelle gelagert ist. Dadurch ergibt sich eine indirekte Lagerung des Schneckenrades an der Abtriebswelle, die dazu führt, dass sich die Toleranzen der Lagerung der Abtriebswelle an dem Getriebegehäuse und der Lagerung des Schneckenrads an der Abtriebswelle addieren, was Auswirkungen auf den Eingriff einer Antriebsschnecke mit einer Verzahnung des Schneckenrades haben kann.
Bei herkömmlichen Schlingfederbremsvorrichtungen werden das Antriebselement und das Abtriebselement um eine vorbestimmte Wegstrecke relativ zueinander bewegt, um die Schlingfederbremsvorrichtung zum Freigeben oder zum Sperren der Antriebsvorrichtung zu betätigen. Wünschenswert ist dabei, dass die Relativbewegung zwischen dem Antriebselement und dem Abtriebselement möglichst leichtgängig erfolgen kann, insbesondere dann, wenn eine das Antriebselement antreibende Antriebsschnecke reibungsarm gelagert ist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Antriebsvorrichtung zu schaffen, deren Antriebselement und Abtriebselement geringe Lagerungstoleranzen aufweisen und die zudem zum Bereitstellen einer leichtgängigen Betriebsweise reibungstechnisch optimiert ist.
Diese Aufgabe wird durch einen Gegenstand mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Dabei ist vorgesehen, dass das Antriebselement und das Abtriebselement jeweils an einem feststehenden Abschnitt des Getriebes gelagert sind.
In Abkehr von der Lösung der DE 10 2006 036 521 A1 ist bei der Antriebsvorrichtung der vorliegenden Erfindung das Antriebselement nicht an dem Abtriebselement (oder umgekehrt) und damit indirekt gelagert, sondern sowohl Antriebselement als auch Abtriebselement sind beide direkt an einem feststehenden Abschnitt des Getriebes gelagert. Die Lagerungen des Antriebselements und des Abtriebselements sind damit getrennt, so dass lagerungsbedingte Toleranzen sich nicht addieren und damit insgesamt reduziert sind. Insbesondere ist auf diese Weise das Lagerspiel des Antriebselements reduziert, so dass der Achsabstand zwischen dem Antriebselement und einer das Antriebselement antreibenden Antriebswelle mit nur geringen Toleranzen behaftet ist und ein Eingriff der Antriebswelle (beispielsweise ausgebildet als Schneckenwelle) in eine Verzahnung des Antriebselements (beispielsweise ausgebildet als Schneckenrad) sicher und zuverlässig und mit geringem Spiel erfolgen kann.
Es ergeben sich insgesamt niedrigere Toleranzen in den Achsabständen insbesondere zwischen dem Antriebselement und einer das Antriebselement antreibenden Antriebswelle.
Das Antriebselement und das Abtriebselement sind vorteilhafterweise jeweils über ein Radiallager an dem feststehenden Abschnitt des Getriebes gelagert. Der feststehende Abschnitt legt damit das Antriebselement und das Abtriebselement in radialer Richtung fest, wobei das Radiallager beispielsweise durch einen Lagerstumpf am feststehenden Abschnitt des Getriebes oder ein Kugellager oder dergleichen ausgebildet sein kann.
Zur axialen Festlegung des Abtriebselements relativ zum Antriebselement ist das Abtriebselement zusätzlich axial an dem Antriebselement gelagert, wobei zur Minimierung der Reibung und zur Bereitstellung einer leichtgängigen Relativbewegung zwischen dem Antriebselement und dem Abtriebselement das Axiallager als punktförmiges Punktlager ausgebildet sein kann. In axialer Richtung stützt sich damit das Abtriebselement an dem Antriebselement ab und ist über das Antriebselement in axialer Richtung festgelegt, wobei nicht erforderlich ist, dass das Abtriebselement das Antriebselement durchgreift. Damit ist auch nicht erforderlich, in dem Antriebselement Öffnungen oder Bohrungen für einen Durchgriff des Abtriebselements vorzusehen, so dass die strukturelle Stabilität des Antriebselements verbessert ist.
Der feststehende Abschnitt des Getriebes ist vorzugsweise durch ein das Antriebselement und/oder das Abtriebselement zumindest abschnittweise einfassendes Getriebegehäuse ausgebildet. Das Abtriebselement kann dabei an einem vom übrigen Getriebegehäuse lösbaren Gehäusedeckel gelagert sein, während das Antriebselement an einem Abschnitt des übrigen Getriebegehäuses angeordnet ist. Der Gehäusedeckel wird in montiertem Zustand fest mit dem Getriebegehäuse beispielsweise auf formschlüssige, kraftschlüssige oder stoffschlüssige Weise verbunden, wobei der Gehäusedeckel vom übrigen Getriebegehäuse lösbar ausgebildet sein kann.
Der Gehäusedeckel und das Abtriebselement können auf diese Weise eine vormontierbare Einheit bilden, die beispielsweise auch die Schlingfederbremsvorrichtung umfasst und die zur Montage der Antriebsvorrichtung an dem übrigen Getriebegehäuse montiert wird.
Dadurch, dass das Abtriebselement an einem vom übrigen Getriebegehäuse separaten Gehäusedeckel gelagert ist, ergeben sich mehrere Vorteile.
Zum Einen ergibt sich auf diese Weise die Möglichkeit, eine vergleichsweise kurze und kompakte Abtriebswelle als Abtriebselement zu verwenden, die auch bei hohen Drehmomentbelastungen eine geringe Torsion aufweist und damit torsionsstabil ist. Dies ermöglicht, für die Abtriebswelle einen kostengünstigen Werkstoff einzusetzen.
Zum Zweiten bedingt eine kurze und kompakte Baumform der Abtriebswelle, dass die Abtriebswelle im Betrieb nur vergleichsweise geringen Verbiegungen ausgesetzt ist. Eine einfache Lagerung am Gehäusedeckel kann damit ausreichen; eine zusätzliche Abstützung an anderen Gehäuseabschnitten ist nicht erforderlich.
Zum Dritten ermöglicht die Verwendung eines Gehäusedeckels mit daran angeordnetem Abtriebselement und daran angeordneter Schlingfederbremsvorrichtung eine einfache Montage, bei der zunächst Abtriebselement und Schlingfederbremsvorrichtung an den Gehäusedeckel angeordnet werden, um anschließend die so geschaffene vormontierte Einheit an dem übrigen Getriebegehäuse zu montieren. Die Trennung einer Abtriebsbaugruppe (bestehend aus Gehäusedeckel, Abtriebselement und Schlingfederbremsvorrichtung) von dem übrigen Getriebe ermöglicht auf diese Weise einen hohen Standardisierungsgrad in einer Fertigungslinie. Die Abtriebsbaugruppe kann an einer vorgelagerten Montagestation komplettiert und anschließend als vormontierte Baugruppe für die Endmontage der Antriebsvorrichtung bereitgestellt werden.
Zum Vierten ermöglicht die Trennung der Abtriebsbaugruppe von dem übrigen Getriebe auch einen höheren Standardisierungsgrad für die Herstellung eines Getriebegehäuses. Das Getriebegehäuse kann hierbei (ohne Gehäusedeckel) mit den erforderlichen Anschraubdomen für eine mechanische Befestigung beispielsweise an einem Türmodul einer Fahrzeugtür und mit Elektronikschnittstellen, die gegebenenfalls individuell und anwendungsspezifisch anzupassen sind, beispielsweise als Spritzgussteil in der 1K-Technik (Ein-Komponenten-Technik) hergestellt und ausgeführt werden. Der Gehäusedeckel kann in der 2K-Spritzgussstechnik (Zwei-Komponenten-Technik) hergestellt und mit zusätzlichen Einlegeteilen, beispielsweise einem Lager für das Abtriebselement und Bauteilen der Schlingfederbremsvorrichtung, versehen werden und ist in standardisierter Form für unterschiedliche Getriebebauformen einsetzbar.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung kann die Schlingfederbremsvorrichtung auf der dem Abtriebselement zugewandten Seite des Antriebselementes angeordnet sein. Es ergibt sich damit eine Bauform, bei der die Schlingfederbremsvorrichtung vollständig auf derselben Seite des Antriebselementes wie das Abtriebselement angeordnet ist. Dadurch vereinfacht sich der Aufbau der Antriebsvorrichtung und gleichzeitig auch die Montage, da Schlingfederbremsvorrichtung und Abtriebselement mit dem Gehäusedeckel als vormontierte Einheit an das im übrigen Getriebegehäuse angeordnete Antriebselement angesetzt werden können.
Die Schlingfederbremsvorrichtung weist beispielsweise ein Übertragungselement zur Übertragung eines antriebsseitigen Drehmoments vom Antriebselement auf das Abtriebselement und eine in einem Bremstopf angeordnete Schlingfeder zum Sperren eines abtriebsseitigen Drehmoments, auf. Das Übertragungselement kann dabei auf einen Führungszapfen an dem Antriebselement aufgesetzt sein und hierzu ein Langloch aufweisen, das von dem Führungszapfen am Antriebselement durchgriffen wird. Das Übertragungselement ist mit Endabschnitten der Schlingfeder verbunden und wirkt im Betrieb der Antriebsvorrichtung auf die Schlingfeder ein, um die Schlingfeder entweder zur Übertragung eines antriebsseitigen Drehmoments von dem Bremstopf zu lösen oder zum Sperren eines abtriebsseitigen Drehmoments in Reibschluss mit dem Bremstopf zu bringen.
Soll beispielsweise ein antriebsseitiges Drehmoment von dem Antriebselement auf das Abtriebselement übertragen werden, wirkt das Antriebselement auf das Übertragungselement ein, so dass das Übertragungselement die Schlingfeder beispielsweise zusammenzieht und damit außer Reibschluss mit dem Bremstopf bringt. Die Sperrung der Antriebsvorrichtung wird damit aufgehoben, das Antriebselement tritt in Wirkverbindung mit dem Abtriebselement und ein Drehmoment wird auf das Abtriebselement übertragen.
Liegt andererseits abtriebsseitig ein Drehmoment an dem Abtriebselement an, weil beispielsweise eine Kraft auf ein mit dem Abtriebselement gekoppeltes Verstellteil, beispielsweise eine Fensterscheibe, einwirkt, so sperrt das Übertragungselement die Abtriebsvorrichtung, indem es die Schlingfeder auseinanderdrückt und in Reibschluss mit dem Bremstopf bringt. Ein Verdrehen des Abtriebselements wird damit unmöglich, so dass die Antriebsvorrichtung gesperrt ist und das Verstellteil nicht verstellt werden kann. Auf diese Weise wird ein Verstellen der Antriebsvorrichtung infolge einer Belastung des Verstellteils verhindert, um ein ungewünschtes Verstellen des Verstellteils auszuschließen.
An dem Bremstopf kann ein metallener Bremsring zum Herstellen einer reibschlüssigen Verbindung der Schlingfeder mit dem Bremstopf angeordnet sein, wobei Bremsring und Schlingfeder in ihren Materialien aufeinander abgestimmt sind, um in zuverlässiger Weise einen Reibschluss herzustellen.
Der Bremstopf ist vorteilhafterweise einstückig beispielsweise in der 2K-Technologie an den Gehäusedeckel des Getriebegehäuses angeformt und nimmt den Bremsring und die Schlingfeder auf, so dass die Schlingfederbremsvorrichtung und das Abtriebselement zusammen mit dem Gehäusedeckel als vormontierte Einheit an dem übrigen Getriebegehäuse montiert werden können.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Antriebsvorrichtung so beschaffen, dass ihre Montage in einer einzigen Montagerichtung erfolgen kann. Darunter ist zu verstehen, dass das Antriebselement und die vormontierte Baugruppe bestehend aus Gehäusedeckel, Abtriebselement und Schlingfederbremsvorrichtung in dieselbe Montagerichtung an das Getriebegehäuse zur Montage anzusetzen sind. Zunächst wird dabei das Antriebselement beispielsweise in Form eines Schneckenrades in das Getriebegehäuse eingelegt und anschließend wird die vormontierte Einheit bestehend aus Gehäusedeckel, Abtriebselement und Schlingfederbremsvorrichtung an das Getriebegehäuse angesetzt und dort fixiert. Dies ermöglicht insgesamt eine erhebliche Vereinfachung der Montage an einer Fertigungslinie und eine weitere Standardisierung der Montage.
Der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke soll nachfolgend anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Es zeigen:
1 eine Teilschnittansicht durch eine Antriebsvorrichtung mit einem Antriebselement in Form eines Schneckenrads und einem Abtriebselement in Form einer Abtriebswelle;
2 eine weitere Teilschnittansicht einer Antriebsvorrichtung mit einem Antriebselement in Form eines Schneckenrads und einem Abtriebselement in Form einer Abtriebswelle;
3A, 3B perspektivische Detailansichten des Schneckenrads und der Abtriebswelle der Antriebsvorrichtung gemäß 2;
4 eine andere Ausführungsform einer Antriebsvorrichtung mit einem Schneckenrad und einer Abtriebswelle;
5 eine weitere Ausführungsform einer Antriebsvorrichtung mit einem Schneckenrad und einer Abtriebswelle;
6A, 6B perspektivische Detailansichten des Schneckenrads und der Abtriebswelle der Antriebsvorrichtung gemäß 5;
7A, 7B Schnittansichten durch eine weitere Ausführungsform einer Antriebsvorrichtung mit einem Schneckenrad und einer Abtriebswelle;
8 eine Draufsicht auf eine Ausführungsform einer Antriebsvorrichtung;
9 eine Explosionsansicht der Antriebsvorrichtung gemäß 8 und
10 eine Schnittansicht der Antriebsvorrichtung entlang der Linie A-A gemäß 8.
1 zeigt eine Antriebsvorrichtung 1, die sich funktional in einen Antriebsmotor 8 und ein Getriebe aufteilen lässt. Das Getriebe wird hierbei gebildet durch ein Antriebselement 2 in Form eines Schneckenrads, ein Abtriebselement 3 in Form einer Abtriebswelle und eine Schlingfederbremsvorrichtung, im Wesentlichen bestehend aus einem Übertragungselement 5, einer Schlingfeder 6, einem Bremsring 7 und einem Bremstopf 43.
Das Antriebselement 2 und das Abtriebselement 3 sind jeweils um eine Drehachse D drehbar und sind eingefasst von einem Getriebegehäuse 4. Das Antriebselement 2 ist an einem Lagerstumpf 41 des Getriebegehäuses 4 drehbar angeordnet, während das Abtriebselement 3 über ein Radiallager 31, beispielsweise ein Kugellager, an einem Gehäusedeckel 42 des Getriebegehäuses 4 gelagert ist, der in montiertem Zustand der Antriebsvorrichtung 1 fest mit dem übrigen Getriebegehäuse 4 verbunden ist.
Die Funktionsweise der Antriebsvorrichtung 1 ist im Wesentlichen wie in der DE 10 2006 036 521 A1 beschrieben. Im Betrieb der Antriebsvorrichtung 1 treibt eine Antriebsschnecke 81 des Antriebsmotors 8, die über eine Schneckenverzahnung mit einer Außenverzahnung 21 des Antriebselementes 2 in Eingriff steht, das Antriebselement 2 an und versetzt dieses in eine Drehbewegung um die Drehachse D. Analog der Bauweise der Antriebsvorrichtung in der DE 10 2006 036 521 A1 weist das Antriebselement 2 ein sich axial erstreckendes Betätigungselement (in 1 nicht dargestellt) auf, das ausgebildet ist, bei einer Drehbewegung des Antriebselements 2 mit dem Übertragungselement 5 der Schlingfederbremsvorrichtung in Kontakt zu treten. Auf diese Weise wird das über ein Langloch an einem Zapfen 24 des Antriebselements 2 angeordnete Übertragungselement 5 derart betätigt, dass die Schlingfeder 6, die über Endabschnitte 61, 62 mit dem Übertragungselement 5 verbunden ist, zusammengezogen wird, dadurch ihren äußeren Durchmesser verkleinert und außer Reibschluss mit dem Bremsring 7 gelangt. Die Antriebsvorrichtung 1 ist somit entsperrt; die Schlingfeder 6 befindet sich außer Reibschluss mit dem Bremsring 7. Über das Übertragungselement 5 tritt das Antriebselement 2 mit seinem daran angeordneten antriebsseitigen Betätigungselement dann in Wirkverbindung mit einem Betätigungselement des Abtriebselements 3 – wiederum analog wie dies in der DE 10 2006 036 521 A1 beschrieben ist – und versetzt das Abtriebselement 3 in eine Drehbewegung.
Liegt umgekehrt ein abtriebsseitiges Drehmoment an dem Abtriebselement 3 an, so tritt das Abtriebselement 3 mit seinem daran angeordneten abtriebsseitigen Betätigungselement mit dem Übertragungselement 5 in Wirkverbindung und betätigt dies derart, dass die Schlingfeder 6 geweitet wird und in Reibschluss mit dem Bremsring 7 gelangt. Die Antriebsvorrichtung 1 ist damit gesperrt, und das abtriebsseitig anliegende Drehmoment wird nicht auf das Antriebselement 2 übertragen.
Auf diese Weise ermöglicht die Schlingfederbremsvorrichtung, dass antriebsseitig anliegende Drehmomente in reibungsarmer Weise hin zum Abtrieb übertragen werden, abtriebsseitig anliegende Drehmomente jedoch derart gesperrt werden, dass ein Verstellen eines mit dem Abtriebselement 3 verbundenen Verstellteils, beispielsweise eines mit dem Abtriebselement 3 verbundenen Fensterhebermechanismus, nicht möglich ist.
In Abkehr von der Antriebsvorrichtung der DE 10 2006 036 521 A1 ist bei der vorliegenden Antriebsvorrichtung 1 gemäß 1 das Antriebselement 2 unmittelbar an dem Getriebegehäuse 4 gelagert. Das Antriebselement 2 weist hierzu an seiner in 1 unteren Seite ein Sackloch 22 auf, in das ein an dem Getriebegehäuse 4 angeordneter, sich axial erstreckender Lagerstumpf 41 zur Bildung eines Radiallagers eingreift. Das Antriebselement 2 ist damit unmittelbar am Getriebegehäuse 4 gelagert, wodurch fertigungstechnisch bedingte Lagerungstoleranzen, die insbesondere einen Einfluss auf den Achsabstand zwischen dem Antriebselement 2 und der Antriebsschnecke 81 haben können, gering sind und sich insbesondere nicht wie bei einer indirekten Lagerung addieren.
In weiterer Abkehr von der Antriebsvorrichtung gemäß der DE 10 2006 036 521 A1 ist bei der vorliegenden Antriebsvorrichtung 1 das Abtriebselement 3 über ein Radiallager 31 an dem Gehäusedeckel 42 des Getriebegehäuses 4 gelagert. Das Radiallager 31 stellt dabei eine radiale Lagerung des Abtriebselements 3 zur Verfügung und kann beispielsweise als leichtgängiges Kugellager ausgebildet sein. Zusätzlich ist das Abtriebselement 3 axial über ein Punktlager 32 an einer Lagerstelle 23 des Antriebselements 2 gelagert und damit gegenüber dem Antriebselement 2 abgestützt. Das Punktlager 32 kann hier eine rein punktförmige Auflage zur Verfügung stellen, die reibungsarm ausgebildet sein kann und damit eine leichtgängige Relativbewegung des Antriebselements 2 relativ zum Abtriebselement 3 gewährleistet.
Das Abtriebselement 3 durchgreift das Antriebselement 2 hierbei nicht, sondern ist axial lediglich an einem Punkt gegenüber dem Antriebselement 2 abgestützt.
In weiterer Abkehr von der Antriebsvorrichtung der DE 10 2006 036 521 A1 ist bei der vorliegenden Antriebsvorrichtung 1 eine Abtriebsbaugruppe bestehend aus dem Abtriebselement 3, dem Gehäusedeckel 42 und der Schlingfederbremsvorrichtung vollständig auf der dem Abtriebselement 3 zugewandten Seite des Antriebselements 2 angeordnet. Die Abtriebsbaugruppe bildet auf diese Weise eine Einheit, die vormontiert werden kann und in vormontiertem Zustand zur Endmontage der Antriebsvorrichtung 1 bereitgestellt und an das übrige Getriebegehäuse 4 angesetzt werden kann. Zur Vormontage werden hierbei zunächst das Abtriebselement 3 mit dem Radiallager 31 an den Gehäusedeckel 42 angesetzt, und die Bauteile der Schlingfederbremsvorrichtung, nämlich der Bremsring 7, die Schlingfeder 6 und das Übertragungselement 5, werden in den Bremstopf 43 eingelegt. Diese vormontierte Einheit kann dann an das in das Getriebegehäuse 4 eingesetzte Antriebselement 2 angesetzt werden, um die Antriebsvorrichtung 1 zu komplettieren.
Vorteil dieser Anordnung ist ihre einfache Bauform und die Möglichkeit einer einfachen Montage. Insbesondere kann die Endmontage der Antriebsvorrichtung 1 vollständig in einer Montagerichtung M erfolgen, indem nämlich zunächst das Antriebselement 2 in die Montagerichtung M an den Lagerstumpf 41 des Getriebegehäuses 4 angesetzt und anschließend die vormontierte Baugruppe bestehend aus Abtriebselement 3, Schlingfederbremsvorrichtung und Gehäusedeckel 42 in die Montagerichtung M an das Antriebselement 2 angesetzt wird. Zur Fertigstellung der Montage wird der Gehäusedeckel 42 dann mit dem Getriebegehäuse 4 verbunden, wobei die Verbindung beispielsweise form-, kraft- oder auch stoffschlüssig durch Schweißen oder dergleichen erfolgen kann.
Die Bauform der Antriebsvorrichtung 1 ermöglicht einen hohen Standardisierungsgrad. Möglich wird zum einen eine weitgehend standardisierte Montage, indem eine Abtriebsbaugruppe standardmäßig vormontiert und zur Endmontage an die übrige Antriebsvorrichtung 1 angesetzt wird. Zum zweiten können auch Baugruppen für unterschiedliche Ausführungsformen und Anwendungen standardisiert werden, indem für unterschiedliche Antriebsvorrichtungen eine standardisierte, baugleiche Abtriebsbaugruppe verwendet wird und mit einem in seinen Anschraubdomen und Elektronikschnittstellen individualisierten Getriebegehäuse 4 verbunden wird. Lediglich das Getriebegehäuse 4 muss damit individuell den Gegebenheiten und Anwendungen angepasst werden. Die Abtriebsbaugruppe kann immer gleich ausgebildet sein.
Weitere Vorteile ergeben sich durch die kurze Bauform des Abtriebselements 3 in Form der Abtriebswelle. Durch die kurze und kompakte Ausbildung des Abtriebselements 3 ist dieses torsionsstabil und kann gleichzeitig im Betrieb der Antriebsvorrichtung 1 sich nur geringfügig verbiegen, so dass eine Abstützung in radialer Richtung über das Radiallager 31 an dem Gehäusedeckel 42 und in axialer Richtung über das Punktlager 32 ausreichend ist.
Weiter weist das Antriebselement 2 eine hohe strukturelle Festigkeit auf, da Öffnungen und Aussparungen für einen Durchgriff des Abtriebselements 3 nicht erforderlich sind.
Eine lediglich geringfügig modifizierte Bauform einer Antriebsvorrichtung 1 ist in 2 dargestellt. Die Antriebsvorrichtung 1 gemäß 2 ist in ihrer Funktion identisch zu der vorangehend beschriebenen Antriebsvorrichtung 1 gemäß 1. Lediglich die Ausbildung des Zapfens 24 des Schneckenrads 2 zur Anordnung des Übertragungselementes 5 und des Abtriebselementes 3 ist modifiziert.
3A und 3B zeigen perspektivische Detailansichten des Abtriebselementes 3 (3A) und des Antriebselementes 2 (3B) der Ausführungsform gemäß 2.
Das Abtriebselement 3 und das Antriebselement 2 weisen jeweils ein in axialer Richtung hin zu dem anderen Bauteil vorstehendes Betätigungselement 33 bzw. 25 auf, die dazu ausgebildet sind, zur Betätigung der Schlingfederbremsvorrichtung mit dem Übertragungselement 5 zusammenzuwirken.
Liegt ein Drehmoment an dem Antriebselement 2 an, wird das Antriebselement 2 um die Drehachse D verdreht, so dass das das Betätigungselement 25 in Anlage an das hebelartig ausgebildete Übertragungselement 5 kommt und durch Betätigung des Übertragungselementes 5 die Schlingefeder 6 zusammenzieht und außer Reibschluss mit dem Bremsring 7 bringt. Das Betätigungselement 25 gelangt dann über das Übertragungselement 5 in Wirkverbindung mit dem Betätigungselement 33 des Abtriebselements 3 und überträgt das Drehmoment auf das Abtriebselement 3.
Liegt hingegen ein Drehmoment abtriebsseitig an dem Abtriebselement 3 an, so betätigt das Betätigungselement 33 das Übertragungselement 5 zum Aufweiten der Schlingfeder 6, so dass die Schlingfeder 6 einen Reibschluss mit dem Bremsring 7 herstellt. Die Antriebsvorrichtung 1 ist gesperrt, und das abtriebsseitige Drehmoment wird blockiert.
Die Funktionsweise des Übertragungselements 5 ist analog wie in der DE 10 2006 036 521 A1 beschrieben.
Das Abtriebselement 3 weist eine Verzahnung 304 auf, über die das Abtriebselement 3 mit einer abtriebsseitigen Verstelleinrichtung, beispielsweise einem Fensterhebermechanismus, zusammenwirken kann.
An dem Abtriebselement 3 sind zwei Rastelemente 302, 303 vorgesehen, die das Übertragungselement 5 rastend an dem Abtriebselement 3 halten.
Das Abtriebselement 3 liegt über das Punktlager 32 axial an dem Antriebselement 2 an. Weiter greift das Abtriebselement 3 über Vorsprünge 301 in einer inneren Bohrung 305 in Aussparungen 240 am Zapfen 24 des Antriebselementes 2 ein, wobei die Aussparungen 240 eine Relativbewegung des Antriebselementes 2 relativ zum Abtriebselement 3 zur Betätigung des Übertragungselementes 5 zulassen. Die Vorsprünge 301 stellen eine zusätzliche radiale Abstützung des Abtriebselementes 3 relativ zum Antriebselement 2 zur Verfügung.
4 zeigt eine Ausgestaltung einer Antriebsvorrichtung 1 (dargestellt ohne Getriebegehäuse), bei der wie vorangehend geschildert eine axiale Lagerung des Abtriebselementes 3 über ein Punktlager 32 am Antriebselement 2 vorgesehen ist. Die Ausführungsform gemäß 4 unterscheidet sich von den vorangehenden Ausführungsbeispielen durch die Ausgestaltung des Übertragungselementes 5 und der damit zusammenwirkenden Betätigungselemente. Die Funktionsweise der Antriebsvorrichtung 1 ist ansonsten jedoch wie oben beschrieben.
8 bis 10 zeigen in unterschiedlichen Ansichten eine weitere Ausführungsform einer Antriebsvorrichtung 1, die in ihrer Funktionsweise den vorangehend beschriebenen Ausführungsformen weitestgehend identisch ist. Bauteile gleicher Funktion sind mit den auch vorangehend verwendeten Bezugszeichen versehen, soweit dies zweckdienlich ist.
8 zeigt eine Draufsicht auf die in einem Getriebegehäuse 4 eingefasste Antriebsvorrichtung 1, 9 eine Explosionsansicht und 10 eine Schnittansicht entlang der Linie A-A gemäß 8.
Bei der Antriebsvorrichtung 1 gemäß 8 bis 10 ist – wie auch oben erläutert – ein Antriebselement 2 in Form eines Schneckenrads in einem Getriebegehäuse 4 über einen Zapfen 41 drehbar gelagert. Auf einem Zapfen 24 des Antriebselements 2 sitzt ein Übertragungselement 5 mit einem Langloch 53, das Teil einer Schlingfederbremsvorrichtung ist und im Betrieb mit einer Schlingfeder 6 zusammenwirkt, die über Endabschnitte 61, 62 mit dem Übertragungselement 5 verbunden ist und in einem innerhalb eines Bremstopfs 43 befestigten Bremsring 7 angeordnet ist.
Die Schlingfederbremsvorrichtung, umfassend das Übertragungselement 5, die Schlingfeder 6 und den Bremsring 7, ist an einem Gehäusedeckel 42 angeordnet, wobei an dem Gehäusedeckel 42 über ein Radiallager 31 auch ein Abtriebselement 3 angeordnet ist. Wie vorangehend beschrieben, können das am Gehäusedeckel 42 angeordnete Abtriebselement 3 und die Schlingfederbremsvorrichtung eine vormontierte Einheit bilden, die in vormontiertem Zustand an das Getriebegehäuse 4 angesetzt werden kann.
Das Abtriebselement 3 ist über ein Punktlager 32 axial an dem Antriebselement 2 abgestützt und greift hierzu in Aussparungen 240 im Zapfen 24 des Antriebselements 2 ein, die jedoch eine Relativbewegung um die Drehachse D des Antriebselements 2 relativ zum Abtriebselement 3 zulassen.
An dem Antriebselement 2 und dem Abtriebselement 3 sind jeweils ein Betätigungselement 25 bzw. 33 angeordnet, die im Betrieb der Antriebsvorrichtung 1 mit dem Übertragungselement 5 einerseits zur Übertragung eines antriebsseitigen Drehmoments auf das Abtriebselement 3 und andererseits zur Betätigung der Schlingfederbremsvorrichtung zum Sperren eines abtriebsseitigen Drehmoments zusammenwirken.
Das Übertragungselement 5 weist Betätigungselemente 51, 52 auf, die bei Anliegen eines antriebsseitigen Drehmoments mit dem Betätigungselement 25 des Antriebselements 2 und dem Betätigungselement 33 des Abtriebselements 3 in Wirkverbindung treten, um ein Drehmoment vom Antriebselement 2 auf das Abtriebselement 3 zu übertragen.
Wird das Antriebselement 2 beispielsweise im Uhrzeigersinn (Bezug genommen wird auf die Blickrichtung der Draufsicht gemäß 8) um die Drehachse D verdreht, so gelangt das Betätigungselement 25 des Antriebselements 2 in Anlage mit dem Betätigungselement 52 des Übertragungselements 5 und verschiebt das über das Langloch 53 am Zapfen 24 des Antriebselementes 2 anliegende Übertragungselement 5 (analog wie in der DE 10 2006 036 521 A1 beschrieben), so dass sich die Schlingfeder 6 zusammenzieht und außer Reibschluss mit dem Bremsring 7 gelangt. Das Betätigungselement 52 gelangt bei Weiterdrehen des Antriebselements 2 in Anlage mit dem Betätigungselement 33 des Abtriebselements 3, so dass auch das Abtriebselement 3 in eine Drehbewegung versetzt und ein Drehmoment auf das Abtriebselement 3 überfragen wird.
Bei umgekehrter Drehbewegung des Antriebselements 2 entgegen dem Uhrzeigersinn gelangt das Betätigungselement 25 zunächst mit dem Betätigungselement 51 des Übertragungselements 5 in Anlage und betätigt das Übertragungselement 5 derart, dass die Schlingfeder 6 außer Reibschluss mit dem Bremsring 7 gelangt.
Liegt andererseits abtriebsseitig ein Drehmoment an dem Abtriebselement 3 an, so gelangt das Betätigungselement 33 des Abtriebselements 3 in Abhängigkeit von der Richtung des Drehmoments entweder mit dem Betätigungselement 51 oder dem Betätigungselement 52 des Übertragungselements 5 in Anlage und betätigt das Übertragungselement 5 derart, dass sich die Schlingfeder 6 aufweitet und in Reibschluss mit dem Bremsring 7 tritt. Die Antriebsvorrichtung 1 ist dadurch gesperrt; das abtriebsseitige Drehmoment wird nicht auf das Antriebselement 2 übertragen, sondern über den Bremsring 7 in den Bremstopf 43 eingeleitet.
Ebenfalls sichtbar in 9 sind Rastelemente 302 am Abtriebselement 3, mittels denen das Übertragungselement 5 zum Zwecke der Vormontage an dem Abtriebselement 3 angeordnet werden kann.
Sichtbar in 8 und 10 sind auch Befestigungsstellen 44 in Form von Anschraubdomen am Getriebegehäuse 4, die zur Befestigung der Antriebsvorrichtung 1 an einer Fahrzeugtür, beispielsweise einem Aggregateträger eines Türmoduls, dienen.
Eine andere Ausgestaltung einer Antriebsvorrichtung 1' ist in 5 in einer Schnittansicht und in 6A und 6B in perspektivischen Ansichten dargestellt. Bauteile gleicher Funktion sind dabei, soweit zweckdienlich, mit gleichen Bezugszeichen wie vorangehend versehen.
Bei der Antriebsvorrichtung 1' ist im Unterschied zu der Ausführungsform gemäß 1 das Abtriebselement 3 nicht punktförmig gegenüber dem Antriebselement 2 abgestützt, sondern liegt über eine ringförmige Auflage an dem Antriebselement 2 an. Wiederum ist die Abtriebsbaugruppe bestehend aus Abtriebselement 3, Schlingfederbremsvorrichtung (mit dem Übertragungselement 5 und der Schlingfeder 6) und Gehäusedeckel (in 5 und 6A, 6B nicht dargestellt) vollständig auf der dem Abtriebselement 3 zugewandten Seite des Antriebselements 2 angeordnet.
6A und 6B zeigen perspektivische Ansichten des Abtriebselements 3 und des Antriebselements 2 in Form einer Abtriebswelle bzw. eines Schneckenrades mit daran angeordneten Betätigungselementen 25, 33 zur Betätigung des Übertragungselementes 5 der Schlingfederbremsvorrichtung.
Eine weitere Ausführungsform einer Antriebsvorrichtung 1'' ist in 7A und 7B in unterschiedlichen Schnittansichten dargestellt. Die Schnittansicht gemäß 7A ist dabei um 90° um die Drehachse D gegenüber der Schnittansicht gemäß 7B versetzt. Wiederum sind Bauteile gleicher Funktion, soweit zweckdienlich, mit denselben Bezugszeichen wie vorangehend bezeichnet.
Im Unterschied zu der Antriebsvorrichtung 1 gemäß 1 durchgreift bei der Ausführungsform gemäß 7A, 7B das Abtriebselement 3 das Antriebselement 2 an einer dafür vorgesehenen Öffnung 26. Das Antriebselement 2 in Form eines Schneckenrads ist dabei nicht an dem Getriebegehäuse 4, sondern an einem Lagerabschnitt 34 des Abtriebselements 3 radial gelagert und weist damit eine indirekte Lagerung auf. Das Abtriebselement 3 ist einerseits über ein Radiallager 31 an dem Getriebegehäuse 4 und andererseits über ein Radiallager 31' an einem Gehäusedeckel 42 gelagert. Die Radiallager 31, 31' können jeweils als Kugellager ausgebildet sein.
Eine Schlingfederbremsvorrichtung (mit einem Übertragungselement 5, einer Schlingfeder 6, einem Bremsring 7 und einem Bremstopf 43), die über Betätigungselemente 25, 33 an dem Antriebselement 2 bzw. dem Abtriebselement 3 betätigbar ist, ist auf der dem Abtriebselement 3 zugewandten Seite des Antriebselements 2 angeordnet.
Der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke ist nicht auf die vorangehend geschilderten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern lässt sich in allgemeiner Weise auch bei gänzlich anders gearteten Ausführungsformen verwirklichen. Beispielsweise ist die Antriebsvorrichtung in der geschilderten Art für Fensterhebereinrichtungen eines Kraftfahrzeugs einsetzbar, kann in allgemeiner Weise aber auch zur Verstellung eines anderen Verstellteils in einem Kraftfahrzeug dienen. Über das Abtriebselement wird dann abtriebsseitig ein Drehmoment abgegeben, das die zum Verstellen des Verstellteils erforderliche Verstellkraft bewirkt.

1, 1', 1'': Antriebsvorrichtung
2: Antriebselement
21: Verzahnung
22: Sackloch
23: Lagerstelle
24: Zapfen
240: Aussparungen
25: Betätigungselement
26: Öffnung
3: Abtriebselement
301: Vorsprünge
302, 303: Rastelemente
304: Verzahnung
305: Bohrung
31, 31': Radiallager
32: Punktlager
33: Betätigungselement
34: Lagerabschnitt
4: Getriebegehäuse
41: Lagerstumpf
42: Gehäusedeckel
43: Bremstopf
44: Befestigungsstellen
5: Übertragungselement
51, 52: Betätigungselement
53: Langloch
6: Schlingfeder
61, 62: Endabschnitte
7: Bremsring
8: Antriebsmotor
81: Antriebsschnecke
D: Drehachse
M: Montagerichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 102006036521 A1 [0004, 0005, 0010, 0041, 0041, 0041, 0044, 0045, 0047, 0057, 0069]

Claims

Antriebsvorrichtung für ein Verstellsystem eines Kraftfahrzeugs, aufweisend ein Getriebe mit – einem um eine Drehachse drehbar gelagerten Antriebselement zum Einleiten eines Drehmoments, – einem um die Drehachse drehbar gelagerten Abtriebselement zum Abgeben eines Drehmoments und – einer Schlingfederbremsvorrichtung zum Übertragen eines von dem Antriebselement eingeleiteten, antriebsseitigen Drehmoments auf das Abtriebselement und zum Sperren eines an dem Abtriebselement anliegenden, abtriebsseitigen Drehmoments, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebselement (2) und das Abtriebselement (3) jeweils an einem feststehenden Abschnitt (4) des Getriebes (1) gelagert sind.
Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebselement (2) und das Abtriebselement (3) jeweils über ein Radiallager (31, 41) an dem feststehenden Abschnitt (4) gelagert sind.
Antriebsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Abtriebselement (3) über ein Axiallager (32) axial an dem Antriebselement (2) gelagert ist.
Antriebsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Axiallager (32) punktförmig ausgebildet ist.
Antriebsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der feststehende Abschnitt durch ein das Antriebselement (2) und/oder das Abtriebselement (3) zumindest abschnittsweise einfassendes Getriebegehäuse (4) ausgebildet ist.
Antriebsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Abtriebselement (3) an einem an dem übrigen Getriebegehäuse (4) montierbaren Gehäusedeckel (42) gelagert ist.
Antriebsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlingfederbremsvorrichtung (5, 6, 7) auf der dem Abtriebselement (3) zugewandeten Seite des Antriebselements (2) angeordnet ist.
Antriebsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlingefederbremsvorrichtung – ein Übertragungselement (5) zur Übertragung eines antriebsseitigen Drehmoments vom Antriebselement (2) auf das Abtriebselement (3) und zum Sperren eines abtriebsseitigen Drehmoments und – eine in einem Bremstopf (43) angeordnete Schlingfeder (6), die mit dem Übertragungselement (5) zum Sperren des abtriebsseitigen Drehmoments verbunden ist, aufweist.
Antriebsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragungselement (5) auf einen Führungszapfen (24) an dem Antriebselement (2) aufgesetzt ist.
Antriebsvorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragungselement (5) ein Langloch () aufweist, das von dem Führungszapfen (24) am Antriebselement (2) durchgriffen ist.
Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragungselement (5) mit Endabschnitten (61, 62) der Schlingfeder (6) in Verbindung steht, um die Schlingfeder (6) zur Übertragung eines antriebsseitigen Drehmoments von dem Bremstopf (43) zu lösen oder zum Sperren eines abtriebsseitigen Drehmoments in Reibschluss mit dem Bremstopf (43) zu bringen.
Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Bremstopf (43) ein Bremsring (7) zum Herstellen einer reibschlüssigen Verbindung der Schlingfeder (6) mit dem Bremstopf (43) angeordnet ist.
Antriebsvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Bremstopf (43) an einem Gehäusedeckel (42) eines Getriebegehäuses (4) der Getriebes (1) angeordnet ist.
Antriebsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsvorrichtung (1) in einer einzigen Montagerichtung (M) montierbar ist.