DE102014211138A1

DE102014211138A1 - Vorrichtung zum manuellen oder elektromotorischen Verstellen und/oder Feststellen eines ersten Fahrzeugteils und eines zweiten Fahrzeugteils relativ zueinander

Info

Publication number: DE102014211138A1
Application number: DE102014211138.2A
Authority: DE
Inventors: Dalibor Rietdijk
Original assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Current assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Priority date: 2014-06-11
Filing date: 2014-06-11
Publication date: 2015-12-17

Abstract

Eine Vorrichtung zum manuellen oder elektromotorischen Verstellen und/oder Feststellen eines ersten Fahrzeugteils und eines zweiten Fahrzeugteils relativ zueinander umfasst ein Verstellteil, das ein Gelenk zum schwenkbaren Anordnen an dem ersten Fahrzeugteil aufweist. Das Verstellteil ist derart an dem ersten Fahrzeugteil anzuordnen, dass bei einem Verstellen der Fahrzeugteile zueinander sich das Verstellteil relativ zu dem zweiten Fahrzeugteil bewegt. Zusätzlich sind ein flexibles Kraftübertragungselement (22), das mit einem ersten Ende (221) und mit einem zweiten Ende (220) an dem Verstellelement (21) befestigt ist, und ein erstes Umlenkelement (24), ein zweites Umlenkelement (30) und ein drittes Umlenkelement (25) vorgesehen. Die Umlenkelemente (24, 25, 30) sind jeweils an dem zweiten Fahrzeugteil (11) anzuordnen, wobei das Kraftübertragungselement (22) sich ausgehend von dem ersten Ende (221) in eine erste Umlenkrichtung (U1) um das erste Umlenkelement (24), in eine der ersten Umlenkrichtung (U1) im Drehsinn entgegengesetzte, zweite Umlenkrichtung (U2) um das zweite Umlenkelement (30) und in eine der ersten Umlenkrichtung (U1) im Drehsinn gleichgerichtete, dritte Umlenkrichtung (U3) um das dritte Umlenkelement (25) herum erstreckt und bei einem Verstellen der Fahrzeugteile (10, 11) zueinander sich zu den Umlenkelementen (24, 25, 30) bewegt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum manuellen oder elektromotorischen Verstellen und/oder Feststellen eines ersten Fahrzeugteils und eines zweiten Fahrzeugteils relativ zueinander nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine derartige Vorrichtung umfasst ein Verstellteil, das ein Gelenk zum schwenkbaren Anordnen an dem ersten Fahrzeugteil aufweist, wobei das Verstellteil derart an dem ersten Fahrzeugteil anzuordnen ist, dass bei einem Verstellen der Fahrzeugteile zueinander sich das Verstellteil relativ zu dem zweiten Fahrzeugteil bewegt.
Ein solches Verstellteil kann insbesondere durch ein sogenanntes Fangband bei einer gelenkig an einer Fahrzeugkarosserie angeordneten Fahrzeugtür verwirklicht sein. Das Fangband ist über ein Gelenk beispielsweise an der Fahrzeugkarosserie, beispielsweise bei einer Fahrzeugvordertür an der sogenannten A-Säule des Fahrzeugs angelenkt. Bei einem (manuellen) Verschwenken der Fahrzeugtür bewegt sich das Fangband relativ zur Fahrzeugtür, wobei an dem Fangband beispielsweise eine Feststelleinrichtung angreifen kann, die ein Feststellen der Fahrzeugtür in einer oder mehreren Öffnungspositionen ermöglicht derart, dass die Fahrzeugtür aus einer eingenommenen Öffnungsposition nicht ohne Weiteres und möglichst nur durch bewusste Betätigung eines Nutzers heraus bewegt werden kann.
Insbesondere bei einer Fahrzeugtür besteht ein Bedürfnis nach einer Vorrichtung, die ein Feststellen in einer oder mehreren diskret definierten oder auch stufenlos kontinuierlichen, also beliebigen Öffnungspositionen ermöglicht. Wünschenswert ist hierbei, eine Vorrichtung wahlweise mit oder ohne elektromotorischen Antrieb, also als reine Feststellvorrichtung oder zusätzlich auch als motorisch angetriebene Verstelleinrichtung, einsetzen zu können, ohne dass für den Einsatz eines elektromotorischen Antriebs eine wesentliche Umgestaltung der Vorrichtung an sich erforderlich ist.
Aus der FR 2591271 A1 ist eine Verstellvorrichtung für eine Verschwenktür bekannt, bei der ein Riemen um Umlenkrollen gelegt und motorisch zum Verstellen der Schwenktür antreibbar ist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum manuellen oder elektromotorischen Verstellen zweier Fahrzeugteile zueinander bereitzustellen, die nach Art eines Baukastens entweder als rein mechanische Feststell- oder Verstelleinrichtung oder als elektromotorische Verstelleinrichtung zum Einsatz kommen kann.
Diese Aufgabe wird durch einen Gegenstand mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Demnach umfasst die Vorrichtung

– ein flexibles Kraftübertragungselement, das mit einem ersten Ende und mit einem zweiten Ende an dem Verstellelement befestigt ist, und
– ein erstes Umlenkelement, ein zweites Umlenkelement und ein drittes Umlenkelement, die jeweils an dem zweiten Fahrzeugteil anzuordnen ist, wobei das Kraftübertragungselement sich ausgehend von dem ersten Ende in eine erste Umlenkrichtung um das erste Umlenkelement, in eine der ersten Umlenkrichtung im Drehsinn entgegengesetzte, zweite Umlenkrichtung um das zweite Umlenkelement und eine der ersten Umlenkrichtung im Drehsinn gleichgerichtete, dritte Umlenkrichtung um das dritte Umlenkelement herum erstreckt und bei einem Verstellen der Fahrzeugteile zueinander sich zu den Umlenkelementen bewegt.

Die vorliegende Erfindung geht von dem Gedanken aus, bei einer Vorrichtung zum Verstellen zweier Fahrzeugteile zueinander einen sogenannten Omega-Antrieb zu verwenden, bei dem ein flexibles Kraftübertragungselement um Umlenkelemente, insbesondere drehbare Umlenkrollen, derart herumverlegt ist, dass sich ein Omega-förmiger Verlauf des Kraftübertragungselements um die Umlenkelemente herum ergibt. Das Kraftübertragungselement ist an dem gelenkig an dem ersten Fahrzeugteil anzuordnenden Verstellteil festgelegt und dazu mit seinen beiden Enden an dem Verstellteil befestigt. Die Umlenkelemente hingegen sind an dem zweiten Fahrzeugteil anzuordnen und stehen mit dem Kraftübertragungselement dadurch, dass das Kraftübertragungselement um die Umlenkelemente herumverlegt ist, in Wirkverbindung. Über die mit dem Kraftübertragungselement in Wirkverbindung stehenden Umlenkelemente kann somit eine Bremskraft zwischen den Fahrzeugteilen zum Feststellen der Fahrzeugteile zueinander bewirkt oder eine Verstellkraft zum Verstellen der Fahrzeugteile zueinander eingeleitet werden, so dass die Vorrichtung als Feststell- oder als manuell oder elektromotorisch antreibbare Verstelleinrichtung Verwendung finden kann.
Das Verstellteil kann beispielsweise als sogenanntes Fangband verwirklicht sein. Das Verstellteil kann beispielsweise gelenkig an einer Fahrzeugkarosserie (die in diesem Fall das erste Fahrzeugteil verwirklicht) festgelegt sein. An der Fahrzeugkarosserie ist gelenkig eine Fahrzeugtür (die in diesem Fall das zweite Fahrzeugteil verwirklicht) angeordnet, wobei sich das Fangband bei einem Verschwenken der Fahrzeugtür relativ zu der Fahrzeugtür bewegt.
Bei einem Bewegen der Fahrzeugteile zueinander bewegt sich das Kraftübertragungselement (das an dem an dem ersten Fahrzeugteil festgelegten Verstellteil angeordnet ist) zu den Umlenkelementen (die an dem zweiten Fahrzeugteil angeordnet sind). Durch Vorsehen beispielsweise einer Bremseinrichtung, die auf eines der Umlenkelemente einwirkt, kann eine Bremskraft bewirkt werden, die die Fahrzeugteile in einer Position zueinander feststellt. Alternativ oder zusätzlich kann durch Antreiben eines der Umlenkelemente ein Verstellen der Fahrzeugteile zueinander bewirkt werden.
Das Kraftübertragungselement ist vorzugsweise als Zugkräfte übertragendes, biegeschlaffes Element ausgestaltet. Das Kraftübertragungselement kann beispielsweise als Band, Riemen (insbesondere Zahnriemen), Kette, Kabel oder Seil ausgestaltet sein. Das Kraftübertragungselement ist um die Umlenkelemente herum verlegt und dient dazu, eine feststellende Bremskraft oder eine Verstellkraft zwischen den Fahrzeugteilen zu übertragen.
Die Umlenkelemente können beispielsweise als Umlenkrollen ausgestaltet und drehbar an einem Gehäuse angeordnet sein. Das Gehäuse, beispielsweise nach Art eines Lagerbocks, ist an dem zweiten Fahrzeugteil, beispielsweise der Fahrzeugtür, festgelegt, so dass über das Gehäuse die Umlenkelemente an dem zweiten Fahrzeugteil angeordnet sind.
Bevorzugt ist das Kraftübertagungselement derart um das zweite Umlenkelement herum verlegt, dass sich das Kraftübertragungselement über einen Winkel größer als 180° entlang der zweiten Umlenkrichtung an dem zweiten Umlenkelement erstreckt. Das Kraftübertragungselement erstreckt sich somit um das zweite Umlenkelement herum und liegt an einer äußeren Mantelfläche des zweiten Umlenkelements über einen Winkel größer als 180° an. Dies gewährleistet, bei angetriebenem zweitem Umlenkelement, eine vorteilhafte Kraftübertragung zwischen dem zweiten Umlenkelement und dem Kraftübertragungselement. Es ergibt sich, betrachtet von der Seite, eine Omega-Form des Kraftübertragungselements an den Umlenkelementen.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Kraftübertragungselement eine Verzahnung auf. In diesem Fall weist vorzugsweise auch das zweite Umlenkelement, das – betrachtet entlang der Erstreckungsrichtung des Kraftübertragungselements – zwischen dem ersten Umlenkelement und dem zweiten Umlenkelement angeordnet ist, eine Verzahnung auf, die mit der Verzahnung des Kraftübertragungselements in Eingriff steht. Dies führt dazu, dass bei einem Verstellen der Fahrzeugteile zueinander das zweite Umlenkelement an dem Kraftübertragungselement formschlüssig abrollt. Das zweite Umlenkelement kann beispielsweise mit einer Bremseinrichtung in Wirkverbindung stehen und zum Feststellen der Fahrzeugteile zueinander gebremst werden, so dass über das zweite Umlenkelement und dessen Eingriff mit dem Kraftübertragungselement die Fahrzeugteile zueinander in Position gehalten werden können. Zusätzlich oder alternativ ist denkbar, das zweite Umlenkelement elektromotorisch anzutreiben, so dass über das zweite Umlenkelement eine Verstellkraft zum Verstellen der Fahrzeugteile zueinander eingeleitet werden kann.
Das erste Umlenkelement und/oder das dritte Umlenkelement sind vorzugsweise derart zu dem zweiten Umlenkelement angeordnet, dass das Kraftübertragungselement sich zwischen dem ersten und/oder dritten Umlenkelement einerseits und dem zweiten Umlenkelement andererseits hindurch erstreckt und über das erste und/oder dritte Umlenkelement formschlüssig in Eingriff mit der Verzahnung des zweiten Umlenkelements gehalten ist. Vorzugsweise sind das erste Umlenkelement und/oder das dritte Umlenkelement hierbei mit ihrer äußeren Mantelfläche derart zu dem zweiten Umlenkelement beabstandet, dass sich das Kraftübertragungselement zwar zwischen dem ersten Umlenkelement und dem zweiten Umlenkelement bzw. dem dritten Umlenkelement und dem zweiten Umlenkelement hindurch erstrecken kann, dabei aber über die äußere Mantelfläche des ersten bzw. dritten Umlenkelements in Eingriff mit der Verzahnung des zweiten Umlenkelements gehalten wird, so dass das Kraftübertragungselement nicht außer Eingriff von der Verzahnung des zweiten Umlenkelements gehoben werden kann.
Das Kraftübertragungselement ist vorzugsweise mit seinem ersten Ende und/oder mit seinem zweiten Ende kraftschlüssig und/oder formschlüssig an dem Verstellteil festgelegt. Beispielsweise kann an dem Verstellteil an einem Anbindungspunkt für das erste oder das zweite Ende ein Verzahnungsabschnitt vorgesehen sein, in den das eine Verzahnung tragende Kraftübertragungselement formschlüssig eingreift, so dass über diesen Eingriff das Kraftübertragungselement formschlüssig an dem Verstellteil festgelegt ist.
Um hierbei die frei an dem Verstellteil erstreckte Länge des Kraftübertragungselements einstellen zu können, ist an dem Verstellteil vorzugsweise ein Einstellelement angeordnet, an dem das erste Ende oder das zweite Ende des Kraftübertragungselements angeordnet ist. Über das Einstellelement ist das zugeordnete Ende des Kraftübertragungselements an dem Verstellteil gehalten, wobei durch Verstellen des Einstellelements relativ zu dem Verstellteil die frei erstreckte Länge des Kraftübertragungselements eingestellt werden kann.
Unter der frei erstreckten Länge des Kraftübertragungselements wird in diesem Zusammenhang die Länge des Kraftübertragungselements verstanden, die zwischen den Befestigungsorten, an denen die Enden des Kraftübertragungselements an dem Verstellteil festgelegt sind, erstreckt ist. Das Kraftübertragungselement ist mit seinen beiden Enden an dem Verstellteil befestigt. Zwischen seinen beiden Enden erstreckt sich das Kraftübertragungselement jedoch frei zu dem Verstellteil und ist um die Umlenkelemente herum verlegt.
Die Vorrichtung kann beispielsweise als Feststelleinrichtung zum Einsatz kommen, die ein Feststellen der Fahrzeugteile zueinander in einer eingenommenen Verstellposition bewirkt. In einer Ausgestaltung kann zum Erzeugen einer Bremskraft zum Feststellen der Fahrzeugteile zueinander beispielsweise zumindest eines der Umlenkelemente translatorisch in einer Erstreckungsebene, in der sich das um die Umlenkelemente herum verlegte Kraftübertragungselement erstreckt, relativ zu mindestens einem anderen Umlenkelement verstellbar sein.
Beispielsweise kann das zweite Umlenkelement translatorisch, also quer zu einer Drehachse, um die das zweite Umlenkelement drehbar ist, relativ zu dem ersten und dem dritten Umlenkelement bewegt werden. Beispielsweise ist in diesem Fall denkbar, dass das zweite Umlenkelement in Richtung einer Bremslage, in der die Umlenkelemente in einer das Kraftübertragungselement bremsenden Stellung zueinander stehen, vorgespannt ist. In dieser Bremslage ist das zweite Umlenkelement beispielsweise dem ersten und dritten Umlenkelement angenähert und drückt bremsend auf das zwischen dem ersten und zweiten bzw. dem zweiten und dritten Umlenkelement verlaufende Kraftübertragungselement, so dass das Kraftübertragungselement zwischen den Umlenkelementen gebremst wird und darüber die Fahrzeugteile in Position zueinander gehalten werden.
Denkbar und möglich ist auch, dass das erste und das dritte Umlenkelement translatorisch (quer zu ihren Drehachsen) verstellbar sind. Beispielsweise ist möglich, das erste Umlenkelement und das dritte Umlenkelement aufeinander zu und voneinander weg bewegbar anzuordnen, wobei in einer Bremslage das erste und das dritte Umlenkelement einander angenähert sind, so dass das Kraftübertragungselement dazwischen bremsend festgelegt ist.
Zum Verstellen der Fahrzeugteile zueinander können das zweite Umlenkelement bzw. das erste und/oder dritte Umlenkelement aus ihrer Bremslage heraus verstellt werden, so dass die Bremsung des Kraftübertragungselements reduziert ist und die Fahrzeugteile vergleichsweise leichtgängig zueinander bewegt werden können.
In einer alternativen Ausgestaltung ist auch denkbar und möglich, die Umlenkelemente lagefest zueinander (also bezogen auf ihre Drehachsen nicht in ihrer Lage zueinander verstellbar) beispielsweise an einem gemeinsamen Gehäuse zu lagern. In diesem Fall kann vorgesehen sein, dass eine zusätzliche Bremseinrichtung auf eines der Umlenkelemente einwirkt und eine Bremskraft auf das Umlenkelement ausübt, um ein Feststellen der Fahrzeugteile zueinander in einer eingenommenen Verstellposition zu bewirken.
Eine solche Bremseinrichtung kann beispielsweise ein an einem der Umlenkelemente angeordnetes, um eine Drehachse drehbares Bremsrad und ein mit dem Bremsrad bremsend in Wechselwirkung stehendes, quer zur Drehachse des Bremsrads verstellbares Bremsteil aufweisen. Das Bremsteil ist beispielsweise an einem Gehäuse der Bremseinrichtung angeordnet und relativ zu dem Gehäuse verstellbar. In einer Eingriffsstellung steht das Bremsteil mit dem Bremsrad bremsend in Verbindung, wobei das Bremsteil aus der Eingriffsstellung heraus bewegt werden kann, um auf diese Weise ein Verstellen der Fahrzeugteile zueinander zu ermöglichen.
Das Bremsteil ist vorzugsweise elastisch in Richtung seiner Eingriffsstellung vorgespannt. Hierzu kann beispielsweise ein Federelement vorgesehen sein, das zwischen dem Gehäuse und dem Bremsteil wirkt und das Bremsteil in Richtung seiner Eingriffsstellung vorspannt. Das Verstellen des Bremsteils aus der Eingriffsstellung heraus erfolgt somit entgegen der Wirkung der elastischen Vorspannung.
In einer Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass das Bremsteil zusammen mit dem Gehäuse einen Raum einschließt, dessen Volumen sich bei einem Verstellen des Bremsteils ändert. Insbesondere kann hierbei vorgesehen, dass sich das Volumen des Raums bei einem Verstellen des Bremsteils aus der Eingriffsstellung heraus reduziert. Bei einem Verstellen des Bremsteils aus der Eingriffsstellung heraus wird somit ein Fluid, beispielsweise Luft, aus dem Raum herausbefördert, wobei hierzu an dem Gehäuse ein geeignetes Ventil oder dergleichen vorgesehen sein kann. Ist das Bremsteil aus seiner Eingriffsstellung herausbewegt worden, so versucht die Vorspannkraft das Bremsteil zurück in die Eingriffsstellung zu bewegen. Dieser Vorspannkraft wirkt jedoch eine Unterdruckkraft entgegen, bewirkt durch das reduzierte Volumen des Raums und das daraus entwichene Fluid. Diese Unterdruckkraft bildet sich, wenn sich bei einem Rückstellen des Bremsteils in Richtung der Eingriffsstellung das Volumen des Raums vergrößert. Dadurch, dass die Unterdruckkraft die Vorspannkraft zumindest teilweise aufhebt und ein Rückstellen des Bremsteils in Richtung der Eingriffsstellung zumindest verzögert, ergibt sich ein leichtgängiges Bewegen der Fahrzeugteile zueinander, nachdem die durch die Bremseinrichtung bereitgestellte Bremskraft erst einmal überwunden ist und das Bremsteil aus der Eingriffsstellung heraus verstellt worden ist.
Die bereitgestellte Vorrichtung ist nach Art eines Baukastens wahlweise als rein mechanische Feststelleinrichtung zum bremsenden Halten der Fahrzeugteile zueinander in einer eingenommenen Verstellposition oder als elektromotorisch betriebene Verstelleinrichtung zum Verstellen der Fahrzeugteile zueinander verwendbar. Insbesondere kann die Vorrichtung wahlweise mit oder ohne elektromotorischen Antrieb verwendet werden, ohne dass hierzu der Grundaufbau der Vorrichtung wesentlich verändert werden müsste.
Um die Vorrichtung als elektromotorisch angetriebene Verstelleinrichtung zu verwenden, kann insbesondere vorgesehen sein, dass eine elektromotorische Antriebseinrichtung an einem der Umlenkelemente angreift und dieses Umlenkelement elektromotorisch verstellt. Beispielsweise kann eine elektromotorische Antriebseinrichtung an dem zweiten Umlenkelement, das vorzugsweise in formschlüssigem Verzahnungseingriff mit dem Kraftübertragungselement steht, angeordnet werden, so dass durch Antreiben des zweiten Umlenkelements das Kraftübertragungselement relativ zu den Umlenkelementen bewegt und dadurch die Fahrzeugteile relativ zueinander verstellt werden können.
Die Antriebseinrichtung umfasst vorzugsweise einen Antriebsmotor und ein den Antriebsmotor mit dem mindestens einen Umlenkelement koppelndes Getriebe. Der Antriebsmotor ist vorzugsweise als Elektromotor ausgebildet. Das Getriebe stellt eine Verbindung zwischen dem Antriebsmotor und dem zugeordneten Umlenkelement her, so dass über das Getriebe eine Verstellkraft auf das Umlenkelement übertragen werden kann.
Das Getriebe ist in einer vorteilhaften Ausgestaltung schaltbar ausgebildet. So kann das Getriebe vorzugsweise zwischen einem Kopplungszustand, in dem der Antriebsmotor mit dem mindestens einem Umlenkelement gekoppelt ist, und einem Freilaufzustand, in dem die Kopplung zwischen dem Antriebsmotor und dem mindestens einen Umlenkelement unterbrochen ist, geschaltet werden. Das Getriebe ermöglicht somit sowohl eine elektromotorische Verstellung der Fahrzeugteile zueinander als auch ein manuelles Verstellen. Sollen die Fahrzeugteile elektromotorisch zueinander verstellt werden, wird das Getriebe in seinen Kopplungszustand gebracht, so dass eine Kopplung zwischen dem Antriebsmotor und dem zugeordneten Umlenkelement hergestellt ist und durch Antreiben des Umlenkelements die Fahrzeugteile elektromotorisch zueinander verstellt werden können. Sollen die Fahrzeugteile manuell zueinander bewegt werden, wird das Getriebe hingegen in den Freilaufzustand gebracht, so dass das Umlenkelement von dem Antriebsmotor entkoppelt ist. Das Umlenkelement kann somit unabhängig von dem Antriebsmotor bewegt werden, was ein manuelles Verstellen der Fahrzeugteile zueinander ermöglicht, ohne dass dabei der Antriebsmotor mit bewegt werden muss.
Vorzugsweise ist das Getriebe selbsthemmend ausgebildet. Dies ermöglicht, auf eine zusätzliche Bremseinrichtung zu verzichten. Eine Bremskraft, die die Fahrzeugteile in einer eingenommenen Verstellposition zueinander festlegt, wird in diesem Fall durch das Getriebe bewirkt, das eine Bewegung der Fahrzeugteile zueinander sperrt und ein von dem Antriebsmotor unabhängiges, manuelles Verstellen nur ermöglicht, wenn das Getriebe freigeschaltet wird.
Das Getriebe kann in einer konkreten Ausgestaltung als Planetenradgetriebe ausgebildet sein. Ein derartiges Planetenradgetriebe umfasst einen Gehäuseabschnitt, eine erste Planetenradstufe, die ein erstes Trägerelement und mindestens ein an dem ersten Trägerelement angeordnetes, erstes Planetenrad aufweist, und eine zweite Planetenradstufe, die ein zweites Trägerelement und mindestens ein an dem zweiten Trägerelement angeordnetes, zweites Planetenrad aufweist. Das Planetenradgetriebe weist weiter ein erstes Hohlradteil, das mit dem mindestens einen ersten Planetenrad in Verzahnungseingriff steht, und ein zweites Hohlradteil, das mit dem mindestens einen zweiten Planetenrad in Verzahnungseingriff steht, auf. Ein Antriebselement kann beispielsweise durch einen elektromotorischen Antriebsmotor angetrieben werden. Auf ein Abtriebselement ist über die erste Planetenradstufe und die zweite Planetenradstufe durch Antreiben des Antriebselements eine Verstellkraft übertragbar.
Zudem weist die erste Planetenradstufe vorzugsweise ein mit dem mindestens einen ersten Planetenrad in Eingriff stehendes, erstes Sonnenrad und die zweite Planetenradstufe ein mit dem mindestens einen zweiten Planetenrad in Eingriff stehendes, von dem ersten Sonnenrad unterschiedliches, zweites Sonnenrad auf. Zum Übertragen einer Verstellkraft von dem Antriebselement auf das Abtriebselement ist eines der Sonnenräder relativ zu dem Gehäuseabschnitt feststellbar, und das andere der Sonnenräder steht zum Übertragen der Verstellkraft mit dem Abtriebselement in Verbindung.
Dies geht von dem Gedanken aus, ein Planetenradgetriebe bereitzustellen, das zwei Planetenradstufen mit unterschiedlichen Sonnenrädern aufweist. Zum Übertragen einer Verstellkraft kann beispielsweise ein das erste Hohlradteil und das zweite Hohlradteil umfassendes Hohlrad angetrieben werden, wodurch, bei festgehaltenem zweiten Sonnenrad, die Verstellkraft auf das erste Sonnenrad und darüber auf das Abtriebselement übertragen wird. Eine solche Anordnung eines Planetenradgetriebes macht z.B. ein großes Untersetzungsverhältnis bei gleichzeitig hohem Wirkungsgrad des Getriebes und geräuscharmem Betrieb möglich.
Die erste Planetenradstufe und die zweite Planetenradstufe können beispielsweise jeweils mindestens zwei, vorzugsweise drei oder vier Planetenräder aufweisen. Die Planetenräder einer Planetenradstufe sind hierbei vorzugsweise gleich voneinander beabstandet. Sind beispielsweise vier Planetenräder vorgesehen, weisen diese einen Winkelversatz von 90° zueinander auf.
Grundsätzlich ist hierbei nicht erforderlich, dass die Planetenradstufen die gleiche Anzahl von Planetenrädern aufweisen. Beispielsweise ist auch denkbar, dass eine Planetenradstufe drei und die andere Planetenradstufe vier Planetenräder aufweist.
Bei dem Planetenradgetriebe sind die Sonnenräder voneinander getrennt und können sich insbesondere unabhängig voneinander drehen. Dies ermöglicht, eins der Sonnenräder festzuhalten, während das andere Sonnenrad mit dem Abtriebselement in Verbindung steht und somit zum Übertragen der Verstellkraft auf das Abtriebselement dient. Hierbei sind das erste Trägerelement der ersten Planetenradstufe und das zweite Trägerelement der zweiten Planetenradstufe vorzugsweise drehfest miteinander verbunden, so dass bei einer Drehung eines Trägerelements das andere Trägerelement mitgenommen wird.
Vorzugsweise weist das Planetenradgetriebe eine zentrale Welle auf, an der das erste Sonnenrad, das zweite Sonnenrad und das Abtriebselement angeordnet sind. Die Welle erstreckt sich entlang einer Längsachse und ist um die Längsachse relativ zu dem (feststehenden) Gehäuseabschnitt drehbar. An der Welle ist das Abtriebselement beispielsweise drehfest angeordnet. Wird das zweite Sonnenrad festgehalten und dient das erste Sonnenrad zum Übertragen der Verstellkraft auf das Abtriebselement, ist auch das erste Sonnenrad drehfest an der Welle angeordnet, so dass über das erste Sonnenrad die Welle verdreht und darüber das Abtriebselement angetrieben werden kann. Das zweite Sonnenrad hingegen ist zu der Welle drehbar, so dass die Welle zu dem zweiten Sonnenrad bewegt werden kann.
Grundsätzlich ist es unerheblich, welches der Sonnenräder festgehalten wird. Denkbar und möglich ist z.B. auch, das erste Sonnenrad festzuhalten und das zweite Sonnenrad drehfest an der Welle anzuordnen, so dass über das zweite Sonnenrad eine Verstellkraft auf das Abtriebselement übertragen wird. Die durch das Getriebe bewirkte Untersetzung oder Übersetzung ist – unabhängig davon, welches Sonnenrad festgehalten wird – gleich.
Das Planetenradgetriebe ist vorzugsweise zwischen einem Kopplungszustand und einem Freilaufzustand schaltbar. In dem Kopplungszustand ist das zweite Sonnenrad relativ zu dem Gehäuseabschnitt arretiert und wird somit festgehalten. In dem Freilaufzustand hingegen ist die Arretierung aufgehoben, so dass das zweite Sonnenrad nicht gegenüber dem Gehäuseabschnitt festgestellt ist und relativ zu dem Gehäuseabschnitt verdreht werden kann. In dem Kopplungszustand ist ein Kraftfluss zwischen dem Antriebselement und dem Abtriebselement hergestellt, während in dem Freilaufzustand ein unabhängiges Bewegen des Abtriebselements zu dem Antriebselement möglich ist und das Abtriebselement somit grundsätzlich frei bewegt werden kann.
In dem Freilaufzustand ist somit ein freies Bewegen eines mit dem Abtriebselement gekoppelten Verstellteils möglich. In dem Freilaufzustand ist eine Kopplung zwischen dem mit einem Antriebsmotor in Verbindung stehenden Antriebselement und dem Abtriebselement aufgehoben, so dass beispielsweise ein manuelles Verstellen unabhängig von dem Antriebsmotor erfolgen kann.
Ist das Getriebe selbsthemmend ausgebildet, sperrt das Getriebe in dem Kopplungszustand eine abtriebsseitige Kraft, so dass das Abtriebselement festgestellt ist. Dient das Planetenradgetriebe beispielsweise zum Verstellen einer Fahrzeugtür, so ist ein Bewegen der Fahrzeugtür in dem Kopplungszustand unabhängig von einem das Getriebe antreibenden motorischen Antrieb nicht möglich. Nur wenn das Getriebe in seinen Freilaufzustand geschaltet und somit der Kraftfluss zwischen dem Abtriebselement und dem Antriebselement aufgehoben wird, kann das abtriebsseitige Verstellteil auch unabhängig von dem Getriebe und dem Antriebsmotor verstellt werden und ist somit nicht festgestellt.
Das Planetenradgetriebe weist vorzugsweise ein Feststellelement auf, das drehfest mit dem zweiten Sonnenrad verbunden ist. Eine Sperrklinke kann zum Arretieren des Feststellelements in Wirkverbindung mit dem Feststellelement gebracht werden, so dass bei Eingriff der Sperrklinke in das Feststellelement das zweite Sonnenrad festgehalten wird, bei Lösen der Sperrklinke aus dem Feststellelement hingegen das Getriebe in seinen Freilaufzustand geschaltet wird und somit eine Kopplung zwischen dem Abtriebselement und dem Antriebselement aufgehoben ist.
Über eine solche Sperrklinke wird das Feststellelement formschlüssig arretiert und somit festgesetzt. Grundsätzlich ist jedoch auch möglich, eine Reibkupplung bereitzustellen, die ein reibendes Festhalten auf kraftschlüssige Weise des Feststellelements bewirkt.
Zusätzlich kann bei einem solchen Getriebe auch eine Bremseinrichtung der vorangehend beschriebenen Art vorgesehen sein, indem das Bremsrad fest mit dem Feststellelement verbunden oder gar einstückig mit dem Feststellelement ausgebildet ist. Die Bremseinrichtung dient dann dazu, im Freilaufzustand eine Bremsung bereitzustellen, so dass bei einem manuellen Verstellen eine Feststellung in einer erreichten Verstellposition über die Bremseinrichtung erfolgt. Im Kopplungszustand beeinflusst die Bremseinrichtung den Betrieb nicht, weil bei motorischem Antreiben das Feststellelement ohnehin festgehalten wird und somit auch das Bremsrad nicht verdreht wird.
Das erste Hohlradteil und das zweite Hohlradteil sind vorzugsweise drehfest miteinander verbunden. Das erste Hohlradteil und das zweite Hohlradteil können beispielsweise einstückig miteinander ausgebildet sein, wobei jedoch auch denkbar und möglich ist, das erste Hohlradteil und das zweite Hohlradteil als gesonderte Bauteile zu fertigen und sodann drehfest miteinander zu verbinden. Jedes Hohlradteil trägt eine Innenverzahnung, die mit den Planetenrädern der jeweils zugeordneten Planetenradstufe in Eingriff steht.
Die Innenverzahnung des ersten Hohlradteils und die Innenverzahnung des zweiten Hohlradteils weisen vorzugsweise ein unterschiedliches Modul und/oder eine unterschiedliche Zähnezahl auf.
Unter dem Modul einer Verzahnung wird ein Maß für die Größe der Zähne von Zahnrädern verstanden. Das Modul ist hierbei definiert als der Quotient aus Zahnradteilung und Kreiszahl π. Der Teilkreisdurchmesser eines Zahnrads bestimmt sich durch die Anzahl der Zähne multipliziert mit dem Modul der Verzahnung. Unter dem Teilkreis wird ein Kreis durch die Zahnmitten der Zähne der Verzahnung verstanden. Der Teilkreisdurchmesser entspricht dem Durchmesser dieses Teilkreises.
Zusätzlich oder alternativ weist auch das mindestens eine erste Planetenrad und das mindestens eine zweite Planetenrad ein unterschiedliches Modul und/oder eine unterschiedliche Zähnezahl auf.
Wiederum zusätzlich oder alternativ weisen schließlich auch das erste Sonnenrad und das zweite Sonnenrad ein unterschiedliches Modul und/oder eine unterschiedliche Zähnezahl auf.
Z.B. abhängig von dem Modul und der Zähnezahl ergibt sich, dass sich die Teilkreisdurchmesser

– des ersten Hohlradteils und des zweiten Hohlradteils,
– des mindestens einen ersten Planetenrads und des mindestens einen zweiten Planetenrads und/oder
– des ersten Sonnenrads und des zweiten Sonnenrads unterscheiden.

Die unterschiedlichen Module und die unterschiedlichen Zähnezahlen und/oder unterschiedliche Teilkreisdurchmesser ermöglichen, beispielsweise eine große Untersetzung einzustellen. Auf diese Weise kann eine vergleichsweise große Drehzahl des das erste Hohlradteil und das zweite Hohlradteil umfassenden Hohlrads in eine vergleichsweise geringe Drehzahl des ersten Sonnenrads (bei festgehaltenem zweiten Sonnenrad) untersetzt werden. Insbesondere kommt es aufgrund der unterschiedlichen Moduln und der unterschiedlichen Zähnezahlen und der sich hieraus ergebenen unterschiedlichen Teilkreisdurchmesser zu einer Relativbewegung zwischen dem ersten Sonnenrad und dem zweiten Sonnenrad, so dass bei festgehaltenem zweiten Sonnenrad das erste Sonnenrad mit untersetzter Drehzahl angetrieben und darüber das mit dem ersten Sonnenrad gekoppelte Abtriebselement in eine Drehbewegung versetzt werden kann.
Durch Anpassen der Moduln und der Zähnezahlen und/oder der Teilkreisdurchmesser kann die Untersetzung oder Übersetzung in gewünschter Weise eingestellt werden, wobei auch große Untersetzungs- oder Übersetzungsverhältnisse möglich sind.
Um das Getriebe an eine andere Drehzahl anzupassen, kann beispielsweise lediglich eine Planetenradstufe zusammen mit dem zugehörigen Hohlradteil ausgetauscht werden. Andere Teile des Getriebes können hingegen weiterverwendet werden, so dass zumindest ein Teil der Bauteile übernommen werden kann.
Aufgrund einer hohen Untersetzung ist das Planetenradgetriebe vorzugsweise selbsthemmend ausgebildet, so dass bei Verwendung beispielsweise an einer Fahrzeugtür das Getriebe ein Feststellen der Fahrzeugtür in einer eingenommenen Verstellposition bewirkt.
Das Antriebselement steht in einer vorteilhaften Ausgestaltung mit einer Außenverzahnung an einem der Hohlradteile in Verzahnungseingriff. Beispielsweise kann ein die Hohlradteile umfassendes Hohlrad ein Bodenteil aufweisen, an dem die Außenverzahnung ausgebildet ist und das drehfest, beispielsweise einstückig, mit den Hohlradteilen verbunden ist. Über das Antriebselement wird somit das Hohlrad angetrieben, dessen vergleichsweise hohe Drehzahl über die Planetenradstufen in untersetzter Weise auf das Abtriebselement übertragen wird.
Das Antriebselement kann beispielsweise als Stirnrad oder Schneckenrad ausgebildet sein. Der Eingriff des Antriebselements mit der Außenverzahnung des Hohlrads kann hierbei selbst untersetzend sein, so dass über das Antriebselement in Eingriff mit dem Hohlrad die Untersetzung des Planetenradgetriebes noch verstärkt wird.
Über den Eingriff des Antriebselements mit dem Hohlrad kann somit (auch) die Untersetzung eingestellt werden.
Der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke soll nachfolgend anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Es zeigen:
1 eine schematische Ansicht einer Fahrzeugtür an einer Fahrzeugkarosserie, mit einem gelenkig an der Fahrzeugkarosserie angeordneten, bei einem Verschwenken der Fahrzeugtür relativ zu der Fahrzeugtür bewegten Verstellteil in Form eines Fangbands;
2 eine Ansicht einer Vorrichtung mit einem Verstellteil und einem daran angeordneten Kraftübertragungselement, das mit durch eine Antriebseinrichtung angetriebenen Umlenkelementen in Wirkverbindung steht;
3A, 3B Ansichten der Vorrichtung, darstellend das Kraftübertragungselement an den Umlenkelementen;
4A, 4B gesonderte Ansichten des Verstellteils;
5A, 5B Ansichten des Verstellteils von unten;
6A, 6B Ansichten eines Getriebes der Antriebseinrichtung zum Antreiben eines der Umlenkelemente;
7 eine schematische Ansicht einer Innenverzahnung eines Hohlradteils eines Hohlrads des Getriebes;
8 eine Ansicht der Vorrichtung mit der Antriebseinrichtung, dargestellt ohne einen Gehäusedeckel der Antriebseinrichtung;
9A, 9B Ansichten der Vorrichtung, dargestellt im Wesentlichen ohne das Getriebe;
10A–10C Ansichten einer Bremseinrichtung zum Bremsen eines der Umlenkelemente, in einer Eingriffsstellung eines Bremsteils, in der das Bremsteil ein Bremsrad der Bremseinrichtung bremst;
11A–11C Ansichten der Bremseinrichtung gemäß 10A–10C, bei aus der Eingriffsstellung ausgelenktem Bremsteil;
12A eine Ansicht einer durch die Umlenkelemente verwirklichten Bremseinrichtung, in einer Bremslage der Umlenkelemente zueinander;
12B–12C Ansichten der Umlenkelemente bei einem Bewegen des Kraftübertragungselements relativ zu den Umlenkelementen;
13A eine Ansicht einer durch die Umlenkelemente verwirklichten Bremseinrichtung, in einer Bremslage der Umlenkelemente zueinander;
13B–13C Ansichten der Umlenkelemente bei einem Bewegen des Kraftübertragungselements relativ zu den Umlenkelementen; und
14 eine Ansicht eines mit einem Feststellelement verbundenen Bremsrads einer Bremseinrichtung.
1 zeigt eine schematische Ansicht eines Fahrzeugs 1 mit einer Fahrzeugkarosserie 10 und einer um einen Türscharnier 111 gelenkig an der Fahrzeugkarosserie 10 angeordneten Fahrzeugtür 11, die entlang einer Öffnungsrichtung O relativ zu der Fahrzeugkarosserie 10 verschwenkt werden kann, um eine Türöffnung freizugeben oder zu verschließen.
Zwischen der Fahrzeugkarosserie 10 und der Fahrzeugtür 11 wirkt eine Vorrichtung 2, die ein Verstellteil 21 in Form eines Fangbands aufweist und zum Feststellen und/oder Verstellen der Fahrzeugtür 11 relativ zu der Fahrzeugkarosserie 10 dient. Das Verstellteil 21 in Form des Fangbands ist um ein Gelenk 20 an der Fahrzeugkarosserie 10, beispielsweise an der A-Säule des Fahrzeugs 1, gelenkig angeordnet und bewegt sich bei einem Verschwenken der Fahrzeugtür 11 relativ zu der Fahrzeugtür 11. Das Verstellteil 21 ragt hierzu mit einem Ende 211 in einen Türinnenraum 110 der Fahrzeugtür 11 hinein und bewegt sich bei einem Verstellen der Fahrzeugtür 11 in diesem Türinnenraum 110.
Eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung 2 dieser Art ist in 2 dargestellt. Das Verstellteil 21 in Form des Fangbands trägt an einem Ende 210 ein Gelenk 20 mit einem Befestigungsteil 201, zu dem das Verstellteil 21 um eine Gelenkachse 200 gelenkig verschwenkbar ist. Das Befestigungsteil 201 kann an der Fahrzeugkarosserie 10, beispielsweise der A-Säule des Fahrzeugs 1, festgelegt werden, um auf diese Weise das Verstellteil 21 gelenkig mit der Fahrzeugkarosserie 10 zu verbinden.
Mit seinem vom Ende 210 abgewandten Ende 211 erstreckt sich das Verstellteil 21 in den Türinnenraum 110 der Fahrzeugtür 11 hinein. Das Verstellteil 21 steht hierbei mit der Fahrzeugtür 11 in Wirkverbindung, um die Fahrzeugtür 11 in einer eingenommenen Verstellposition relativ zu der Fahrzeugkarosserie 10 festzustellen und/oder eine elektromotorische Verstellung der Fahrzeugtür 11 relativ zur Fahrzeugkarosserie 10 zu ermöglichen.
Der grundlegende Aufbau der Vorrichtung 2 ist in 3A, 3B dargestellt. An dem Verstellteil 21 ist ein Kraftübertragungselement 22 in Form eines eine Verzahnung 222 tragenden Zahnriemens festgelegt, indem das Kraftübertragungselement 22 mit seinen beiden Enden 220, 221 über Klemmeinrichtungen 212, 213 an dem Verstellteil 21 befestigt ist. Zwischen seinen Enden 220, 221 erstreckt sich das flexible, biegeschlaffe Kraftübertragungselement 22 mit einem Abschnitt 223 frei an dem Verstellteil 21 und ist um Umlenkelemente 24, 25, 30 herum verlegt.
Das Kraftübertragungselement 22 ist derart um die Umlenkelemente 24, 25, 30 herum verlegt, dass sich – betrachtet in einer der Zeichnungsebene gemäß 3B entsprechenden Erstreckungsebene E – die Form eines Omegas ergibt. Ausgehend von dem an der Klemmeinrichtung 212 festgelegten Ende 220 erstreckt sich das Kraftübertragungselement 22 in eine erste Umlenkrichtung U1 um ein erstes Umlenkelement 24 herum, ist sodann in eine zweite Umlenkrichtung U2 um ein zweites Umlenkelement 30 herum verlegt und erstreckt sich weiter in eine dritte Umlenkrichtung U3 um ein drittes Umlenkelement 25 herum. Die erste Umlenkrichtung U1 und die dritte Umlenkrichtung U3 sind hierbei gleichgerichtet, während die zweite Umlenkrichtung U2, entlang derer das Kraftübertragungselement 22 um das zweite Umlenkelement 30 herum verlegt ist, der ersten und dritten Umlenkrichtung U1, U3 entgegen gerichtet ist.
Das erste Umlenkelement 24 und das dritte Umlenkelement 25 sind jeweils als um eine Drehachse 240, 250 drehbare Umlenkrolle mit einer glatten, zylindrischen Mantelfläche 241, 251 ausgebildet. Das erste Umlenkelement 24 und das dritte Umlenkelement 25 liegen jeweils an einer glatten Seite des Kraftübertragungselements 22 an.
Das zweite Umlenkelement 30 hingegen ist als drehbares Ritzel mit einer Verzahnung 300 ausgebildet, die mit der Verzahnung 222 des Kraftübertragungselements 22 in Eingriff steht.
Bei einem Verstellen der Fahrzeugtür 11 relativ zu der Fahrzeugkarosserie 10 bewegen sich die an der Fahrzeugtür 11 angeordneten Umlenkelemente 24, 25, 30 relativ zu dem Verstellteil 21 und dem daran angeordneten Kraftübertragungselement 22. Dabei rollen die Umlenkelemente 24, 25, 30 an den Kraftübertragungselement 22 ab, so dass sich der Verbund der Umlenkelemente 24, 25, 30 entlang einer Verstellrichtung V an dem Verstellteil 21 bewegt. Die Länge des zwischen den Enden 220, 221 erstreckten freien Abschnitts 223 des Kraftübertragungselements 22 ändert sich hierbei nicht. Lediglich die Relativposition der Umlenkelemente 24, 25, 30 zu dem Kraftübertragungselement 22 wird entlang des Kraftübertragungselements 22 verstellt.
Wie aus 2 ersichtlich, sind die Umlenkelemente 24, 25, 30 bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel Bestandteil einer Antriebsrichtung 3, die an der Fahrzeugtür 11 festgelegt ist und zum elektromotorischen Verstellen der Fahrzeugtür 11 relativ zu der Fahrzeugkarosserie 10 dient. Dies soll nachfolgend noch im Einzelnen erläutert werden.
Das Kraftübertragungselement 22 ist mit seinen Enden 220, 221 an dem Verstellteil 21 festgelegt. Das Verstellteil 21 weist hierzu, wie aus den gesonderten Ansichten gemäß 4A und 4B ersichtlich, im Bereich seines einen Endes 211 eine Klemmeinrichtung 212 und eine Verzahnung 214 und im Bereich seines anderen Endes 210 eine Klemmeinrichtung 213 sowie ein Einstellelement 23 mit einer Verzahnung 234 auf. Das Kraftübertragungselement 22 steht mit seiner Verzahnung 222 an seinem ersten Ende 221 mit der Verzahnung 214 des Verstellteils 21 in Eingriff (siehe 3A und 3B) und wird über die Klemmeinrichtung 212 fest an dem Verstellteil 21 gehalten. Mit seinem anderen Ende 220 hingegen steht das Kraftübertragungselement 22 mit der Verzahnung 234 des Einstellelements 23 in Eingriff und ist über die Klemmeinrichtung 213 an dem Verstellteil 21 festlegbar.
Das Einstellelement 23 dient dazu, die zwischen den Klemmeinrichtungen 212, 213 frei erstreckte Länge, also die Länge des Abschnitts 223, des Kraftübertragungselements 22 derart einzustellen, dass das Kraftübertragungselement 22 unter geeigneter Spannung um die Umlenkelemente 24, 25, 30 herum verlegt ist. Das Einstellelement 23 ist hierzu entlang der Verstellrichtung V an dem Verstellteil 21 bewegbar, so dass durch Einstellen des Einstellelements 23 die frei erstreckte Länge des Kraftübertragungselements 22 zwischen den Klemmeinrichtungen 212, 213 an dem Verstellteil 21 justierbar ist.
Das Einstellelement 23 weist Eingriffsöffnungen 232, 233 auf, in die ein Betätigungselement 235 (siehe 4B) mit Zapfen 236, 237 eingreift. Das Betätigungselement 235 ist hierbei an einer dem Kraftübertragungselement 22 abgewandten Seite des Verstellteils 21 angeordnet und durchgreift mit seinen Zapfen 236, 237 zum einen eine Eingriffsöffnung 230 und zum anderen eine längserstreckte, nach Art eines Langlochs ausgebildete Eingriffsöffnung 231 (siehe 5A und 5B). Die Eingriffsöffnung 230 dient als Schwenkpunkt und ermöglicht in Zusammenwirken mit der längserstreckten Eingriffsöffnung 231, dass das Betätigungselement 235 entlang einer Schwenkrichtung S um die Eingriffsöffnung 230 verschwenkt werden kann. Dadurch, dass die Zapfen 236, 237 in die Eingriffsöffnungen 232, 233 an dem Einstellelement 23 eingreifen (4A), kann hierdurch das Einstellelement 23 an dem Verstellteil 21 verstellt werden, um auf diese Weise die Position des Einstellelements 23 an dem Verstellteil 21 zu variieren.
Das Betätigungselement 235 weist ein Greifelement 238 auf, an dem ein Nutzer zum Bewegen des Betätigungselements 235 angreifen kann. Nach erfolgter Justage kann das Betätigungselement 235 von dem Verstellteil 21 entnommen werden, so dass in einem Endmontagezustand bei an dem Verstellteil 21 festgelegtem Kraftübertragungselement 22 das Betätigungselement 235 nicht (mehr) an dem Verstellteil 21 angeordnet ist.
Die Vorrichtung 2 kann nach Art eines Baukastens in unterschiedlicher Weise konfiguriert und verwendet werden.
So ist denkbar und möglich, die Vorrichtung 2 zusammen mit einer Antriebseinrichtung 3 einzusetzen, wie dies in 2 dargestellt ist. In diesem Fall kann die Fahrzeugtür 11 elektromotorisch relativ zu der Fahrzeugkarosserie 10 bewegt werden, wobei auch ein manuelles Verschwenken der Fahrzeugtür möglich sein kann und die Antriebseinrichtung 3 gleichzeitig als Feststelleinrichtung dient, um die Fahrzeugtür 11 in einer eingenommenen Schwenkposition festzustellen.
Alternativ kann die Vorrichtung 2 auch ohne elektromotorische Antriebseinrichtung 3 verwendet werden, ohne dass sich hierdurch der grundsätzliche Aufbau der Vorrichtung 2 mit dem Verstellteil 21, dem daran angeordneten Kraftübertragungselement 22 und den Umlenkelementen 24, 25, 30 ändert. In diesem Fall dient die Vorrichtung 2 als Feststelleinrichtung, wobei eine gesonderte Bremseinrichtung vorgesehen sein kann, die eine eingenommene Schwenkposition der Fahrzeugtür 11 durch Bremsen einer Relativbewegung der Umlenkelemente 24, 25, 30 relativ zu dem Kraftübertragungselement 22 feststellt.
Ein Ausführungsbeispiel eines Getriebes bei Einsatz einer elektromotorischen Antriebseinrichtung 3 ist in 6A und 6B dargestellt.
Das Getriebe der Antriebseinrichtung 3 ist als zweistufiges Planetenradgetriebe ausgebildet und weist ein Hohlrad 31, zwei Planetenradstufen 32, 33, eine zentrale Welle 34, ein an der Welle 34 angeordnetes Feststellelement 35 und ein das Hohlrad 31 antreibendes Stirnrad 36 auf. An der Welle 34 ist ein Abtriebselement 30 angeordnet, das über einen Welleneingriff 301 drehfest an einem Formschlusselement 340 der Welle 34 angeordnet ist und dem vorangehend beschriebenen Umlenkelement 30 entspricht.
Das Getriebe dient dazu, eine über eine Motorwelle 37 in das Stirnrad 36 eingeleitete Drehbewegung in (stark) untersetzter Weise auf das Abtriebselement 30 (entsprechend dem oberen, zweiten Umlenkelement 30 in 3A, 3B) zu übertragen. Die Motorwelle 37 steht hierzu mit einem Elektromotor 370 (siehe 8 und 9A, 9B) in Verbindung und wird über den Elektromotor 370 angetrieben, um das Stirnrad 36 in eine Drehbewegung zu versetzen.
Das Stirnrad 36 steht über eine Verzahnung 360 mit einer Außenverzahnung 314 an einem Bodenteil 315 des Hohlrads 31 in Eingriff. Durch Antreiben des Stirnrads 36 wird das Hohlrad 31 in eine Drehbewegung um eine der Längsachse L der Welle 34 entsprechende Drehachse versetzt.
Das Hohlrad 31 besteht aus dem Bodenteil 315, einem ersten Hohlradteil 310 und einem zweiten Hohlradteil 311. Das Bodenteil 315 und die Hohlradteile 310, 311 sind hierbei fest miteinander verbunden. Denkbar ist in diesem Zusammenhang, die Teile 315, 310, 311 des Hohlrads 31 als separate Teile zu fertigen und anschließend miteinander zu verbinden. Denkbar und möglich ist aber auch, das Hohlrad 31 mit seinen Teilen 315, 310, 311 einstückig zu fertigen.
Das Hohlrad 31 nimmt die Planetenradstufen 32, 33 in sich auf. Jede Planetenradstufe 32, 33 weist hierbei vier Planetenräder 321, 331 auf, die um zugeordnete Drehachsen 322, 332 drehbar an jeweils einem Trägerelement 320, 330 angeordnet sind.
Die Trägerelemente 320, 330 der beiden Planetenradstufen 32, 33 sind drehfest miteinander verbunden, indem die Drehachsen 322 der Planetenräder 321 der ersten Planetenradstufe 32 in zugeordnete Eingriffsöffnungen 333 an dem Trägerelement 330 der zweiten Planetenradstufe 33 eingreifen und entsprechend umgekehrt die Drehachsen 332 der Planetenräder 331 der zweiten Planetenradstufe 33 in zugeordnete Eingriffsöffnungen 323 an dem Trägerelement 320 der ersten Planetenradstufe 32 eingreifen.
Die Planetenräder 321 der ersten Planetenradstufe 32 stehen über ihre Verzahnung mit einer Innenverzahnung 312 des ersten Hohlradteils 310 kämmend in Eingriff. Zudem stehen die Planetenräder 321 mit einem Sonnenrad 326 der ersten Planetenradstufe 32 in Eingriff. Das Sonnenrad 326 ist drehfest an der Welle 34 angeordnet.
Die Planetenräder 331 der zweiten Planetenradstufe 33 stehen mit einer Innenverzahnung 313 des zweiten Hohlradteils 311 kämmend in Eingriff. Zudem stehen die Planetenräder 331 mit einem Sonnenrad 336 der zweiten Planetenradstufe 33 in Eingriff.
Das Sonnenrad 326 der ersten Planetenradstufe 32 und das Sonnenrad 336 der zweiten Planetenradstufe 33 sind nicht unmittelbar miteinander verbunden. Vielmehr ist das erste Sonnenrad 326 der ersten Planetenradstufe 32 drehfest an der Welle 34 angeordnet, während das zweite Sonnenrad 336 der zweiten Planetenradstufe 33 über Stifte 337 drehfest mit dem Feststellelement 35 in Verbindung steht, zur Welle 34 aber drehbar ist.
Das Hohlrad 31 ist über ein Lager 341 relativ zu der Welle 34 gelagert und dreht sich im Betrieb des Getriebes relativ zu der Welle 34. Zwischen dem Hohlrad 31 und der Welle 34 wirkt hierbei die Untersetzung des Getriebes, so dass im Betrieb der größte Drehzahlunterschied zwischen dem Hohlrad 31 und der Welle 34 auftritt.
Das Feststellelement 35 weist eine Öffnung 350 auf, durch die hindurch die Welle 34 greift, so dass die Welle 34 relativ zu dem Feststellelement 35 verdreht werden kann. Das Feststellelement 35 trägt eine Außenverzahnung 351, die mit einer Sperrklinke 352 wahlweise in oder außer Eingriff gebracht werden kann. Die Sperrklinke 352 ist über eine Schwenkachse 353 an einem Gehäuse 38 der Antriebseinrichtung 3 (siehe 2 sowie 8 und 9A, 9B) verschwenkbar angelenkt und trägt an einem der Schwenkachse 353 abgelegenen Abschnitt eine Verzahnung 354, über die die Sperrklinke 353 formschlüssig und sperrend mit der Außenverzahnung 351 des Feststellelements 35 in Eingriff gebracht werden kann.
Über das Feststellelement 35 kann das Getriebe zwischen einem Kopplungszustand und einem Freilaufzustand geschaltet werden.
In dem Kopplungszustand ist das Feststellelement 35 durch Eingriff der Sperrklinke 352 in die Außenverzahnung 351 relativ zu dem Gehäuse 38 gesperrt und wird somit relativ zu dem Gehäuse 38 festgehalten. In diesem Kopplungszustand ist ein Kraftfluss zwischen dem Stirnrad 36 und dem Abtriebselement 30 hergestellt, so dass über das Getriebe der Antriebsmotor 370 mit dem Abtriebselement 30 gekoppelt ist und das Abtriebselement 30 elektromotorisch verstellt werden kann.
In dem Freilaufzustand hingegen ist die Sperrklinke 352 außer Eingriff mit der Außenverzahnung 351 des Feststellelements 35, so dass das Feststellelement 35 nicht (mehr) gegenüber dem Gehäuse 38 arretiert ist. In diesem Freilaufzustand kann das Abtriebselement 30 grundsätzlich unabhängig vom Antriebsmotor 370 bewegt werden, ohne dass der Antriebsmotor 370 bei einer abtriebsseitigen Bewegung des Abtriebselements 30 mitbewegt wird. In diesem Freilaufzustand ist insbesondere ein manuelles Verstellen der Fahrzeugtür 11 unabhängig vom Antriebsmotor 370 möglich.
Das Getriebe stellt ein Untersetzungsgetriebe bereit. Die Untersetzung wird hierbei dadurch eingestellt, dass die Innenverzahnung 312 des ersten Hohlradteils 310, die Innenverzahnung 313 des zweiten Hohlradteils 311, die Planetenräder 321 der ersten Planetenradstufe 32, die Planetenräder 331 der zweiten Planetenradstufe 33 sowie die Sonnenräder 326, 336 zumindest teilweise eine unterschiedliche Zähnezahl und/oder ein unterschiedliches Modul aufweisen. Hieraus ergibt sich, dass zumindest teilweise unterschiedliche Teilkreisdurchmesser bestehen, woraus eine Untersetzung der Drehbewegung des Hohlrads 31 gegenüber dem Abtriebselement 30 resultiert.
Unter dem Modul einer Verzahnung wird ein Maß für die Größe der Zähne von Zahnrädern verstanden. Das Modul ist hierbei definiert als der Quotient aus Zahnradteilung und Kreiszahl π. Der Teilkreisdurchmesser eines Zahnrads bestimmt sich hierbei durch die Anzahl der Zähne multipliziert mit dem Modul der Verzahnung.
Unter dem Teilkreis wird ein Kreis durch die Zahnmitten der Zähne der Verzahnung verstanden, wie dies schematisch in 7 veranschaulicht ist. Der Teilkreisdurchmesser D entspricht dem Durchmesser des Teilkreises.
In einem konkreten Beispiel können die einzelnen Bauteile folgende Zähnezahlen Z und Moduln M aufweisen:

– erstes Hohlradteil 310: Zähnezahl: 52, Modul 1,0,
– zweites Hohlradteil 311: Zähnezahl 66, Modul 0,8,
– Planetenräder 321 der ersten Planetenradstufe 33: Zähnezahl 14, Modul 1,0,
– Planetenräder 331 der zweiten Planetenradstufe 33: Zähnezahl 18, Modul 0,8,
– erstes Sonnenrad 326: Zähnezahl 24, Modul 1,0,
– zweites Sonnenrad 336: Zähnezahl 30, Modul 0,8.

Es ergeben sich folgende Teilkreisdurchmesser:

– erstes Hohlradteil 310: Teilkreisdurchmesser 52 mm,
– zweites Hohlradteil 311: Teilkreisdurchmesser 52,8 mm,
– Planetenräder 321 der ersten Planetenradstufe 32: Teilkreisdurchmesser 14 mm,
– Planetenräder 331 der zweiten Planetenradstufe 33: Teilkreisdurchmesser 14,4 mm,
– Erstes Sonnenrad 326: Teilkreisdurchmesser 24 mm,
– Zweites Sonnenrad 336: Teilkreisdurchmesser 24 mm.

In diesem Ausführungsbeispiel ergibt sich insbesondere, dass das erste Hohlradteil 310 und das zweite Hohlradteil 311 unterschiedliche Teilkreisdurchmesser aufweisen. Zudem weisen die Planetenräder 321, 331 unterschiedliche Teilkreisdurchmesser auf.
Dies führt dazu, dass das Getriebe eine starke Untersetzung, beispielsweise von 1:68 oder dergleichen, bereitstellt. Zusammen mit einer weiteren Untersetzung zwischen dem Stirnrad 36 und dem Hohlrad 31 kann sich eine Untersetzung von jenseits 1:100, beispielsweise 1:101, einstellen.
Soll eine elektromotorische Antriebskraft auf das Abtriebselement 30 übertragen werden, wird das Feststellelement 35 gesperrt (Kopplungszustand) und somit relativ zu dem Gehäuse 38 festgehalten. Durch Antreiben des Stirnrads 36 wird über das zweite Hohlradteil 311 die zweite Planetenradstufe 33 angetrieben, indem die Planetenräder 331 an dem (über das Feststellelement 35 festgehaltenen) Sonnenrad 336 abrollen. Weil das Trägerelement 330 der zweiten Planetenradstufe 33 drehfest mit dem Trägerelement 320 der ersten Planetenradstufe 32 verbunden ist, wird dadurch auch das Trägerelement 320 der ersten Planetenradstufe 32 mitgenommen und somit die erste Planetenradstufe 32 angetrieben. Hierdurch rollen die Planetenräder 321 der ersten Planetenradstufe 32 an dem ersten Hohlradteil 310 ab und versetzen dadurch das erste Sonnenrad 326 in eine (langsame) Drehbewegung relativ zu dem zweiten Sonnenrad 336, so dass über das erste Sonnenrad 326 die drehfest mit dem ersten Sonnenrad 326 verbundene Welle 34 und darüber das Abtriebselement 30 in eine Drehbewegung versetzt wird.
Die Untersetzung des Getriebes wird über die Zähnezahlen und die Moduln und die sich daraus ergebenden Teilkreisdurchmesser der einzelnen Bauteile eingestellt. Grundsätzlich sind hierbei auch andere Zähnezahlen und Moduln als die oben genannten denkbar und möglich.
Zudem sind grundsätzlich auch andere Anzahlen von Planetenrädern 321, 331 denkbar und möglich. Beispielsweise können pro Planetenradstufe 32, 33 nur ein Planetenrad 321, 331, vorzugsweise mindestens zwei, konkret drei oder vier Planetenräder 321, 331 zum Einsatz kommen.
Die Planetenräder 321, 331 können grundsätzlich auch auf derselben Drehachse angeordnet sein, ohne dass sich hierdurch die Funktionsweise des Getriebes wesentlich verändert.
Während das Hohlrad 31 über das Stirnrad 36 in eine vergleichsweise schnelle Drehbewegung versetzt wird, wird diese Drehbewegung in untersetzter Weise übertragen auf das Abtriebselement 30, das im Vergleich zum Hohlrad 31 eine vergleichsweise langsame Drehbewegung ausführt. Über das dem zweiten Umlenkelement entsprechende Abtriebselement 30 kann somit der Verbund aus den Umlenkelementen 24, 25, 30 (siehe 3A, 3B) relativ zu dem Kraftübertragungselement 22 bewegt werden, um auf diese Weise ein Verstellen der Fahrzeugtür 11 relativ zu der Fahrzeugkarosserie 10 zu bewirken.
Aufgrund seiner großen Untersetzung ist das Getriebe selbsthemmend. Dies bewirkt, dass in dem Kopplungszustand bei nicht bestromtem Antriebsmotor 370 ein Feststellen der Fahrzeugtür 11 erfolgt und es insbesondere nicht durch externe Kraftwirkung auf die Fahrzeugtür 11 zu einem ungewollten Verstellen der Fahrzeugtür kommen kann.
Um ein manuelles Verstellen der Fahrzeugtür 11 zu ermöglichen, kann durch Außereingriffbringen der Sperrklinke 352 von dem Feststellelement 35 die Sperrung des Feststellelements 35 aufgehoben werden, so dass das zweite Sonnenrad 336 nicht (mehr) festgehalten wird. In diesem Fall ist der Kraftfluss zwischen dem Abtriebselement 30 und dem Stirnrad 36 unterbrochen, so dass das Abtriebselement 30 grundsätzlich ohne Mitdrehen des Stirnrad 36 bewegt werden kann (aufgrund von Reibungseffekten kann es, wenn das Stirnrad 36 durch den Antriebsmotor 370 nicht festgehalten wird, dennoch zu einem Mitdrehen kommen, nicht aber zu einer nennenswerten Kraftübertragung). Durch Freischalten des Feststellelements 35 ist somit ein Aufheben der Feststellung der Fahrzeugtür 11 möglich, so dass die Fahrzeugtür 11 manuell verschwenkt werden kann.
8 zeigt eine Ansicht der Antriebseinrichtung 3 ohne einen Gehäusedeckel, so dass der Blick auf das Feststellelement 35 freigegeben ist. Die Antriebseinrichtung 3 weist einen Stellantrieb 356 auf, der über ein Verbindungselement in Form eines Zugseils 357 mit einem von der Schwenkachse 353 abliegenden Ende der Sperrklinke 352 verbunden ist und zum Stellen der Sperrklinke 352 dient. Die Sperrklinke 352 ist über ein beispielsweise an der Schwenkachse 353 angreifendes Federelement in Richtung einer Nichteingriffsstellung, in der die Sperrklinke 352 mit ihrer Verzahnung 354 nicht in die Verzahnung 351 des Feststellelements 35 eingreift, vorgespannt. Soll die Sperrklinke 352 in Eingriff mit dem Feststellelement 35 gebracht werden, um das Getriebe aus dem Freilaufzustand in den Kopplungszustand zu schalten, zieht der Stellantrieb 356 über das Zugseil 357 die Sperrklinke 352 in Richtung des Feststellelements 35, so dass die Sperrklinke 352 das Feststellelement 35 relativ zu dem Gehäuse 38 sperrt.
9A und 9B zeigen Ansichten des Bodenteils 315 des Hohlrads 31 in Zusammenwirken mit dem Stirnrad 36, wobei andere Getriebeteile der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt sind. Über das Stirnrad 36 wird das Bodenteil 315 des Hohlrads 31 und darüber das gesamte Hohlrad 31 angetrieben und in eine Drehbewegung versetzt, wenn die Fahrzeugtür 11 elektromotorisch verstellt werden soll. Die Welle 34 steht mit dem Abtriebselement 30 (entsprechend dem zweiten Umlenkelement 30 in 3A, 3B) in Verbindung, so dass über die Antriebseinrichtung 3 ein elektromotorisches Verstellen der Fahrzeugtür 11 bewirkt werden kann.
Die Vorrichtung 2 kann, wie bereits gesagt, grundsätzlich auch ohne eine elektromotorische Antriebseinrichtung 3 verwendet werden. In diesem Fall ist die Vorrichtung 2 im Wesentlichen auf die in 3A, 3B dargestellten Bauteile beschränkt, wobei die Umlenkelemente 24, 25, 30 über ein Gehäuse an der Fahrzeugtür 11 gelagert sind.
Die Vorrichtung 2 dient in diesem Fall im Wesentlichen als Feststellvorrichtung, um ein Feststellen der Fahrzeugtür 11 in einer eingenommenen Verstellposition zu bewirken. Um hierbei ein ungewolltes Verstellen der Fahrzeugtür 11 zu verhindern, kann beispielsweise eine Bremseinrichtung 4 der in 10A–10C und 11A–11C dargestellten Art verwendet werden. Eine solche Bremseinrichtung 4 kann beispielsweise mit einem der Umlenkelemente 24, 25, 30, insbesondere dem Umlenkelement 30, zusammenwirken, indem mittels der Bremseinrichtung 4 eine Bremskraft auf das zugeordnete Umlenkelement 24, 25, 30 ausgeübt wird.
Die Bremseinrichtung 4 weist ein Bremsrad 40 sowie ein in einem Gehäuse 41 geführtes Bremsteil 42 auf. Das Bremsrad 40 ist um eine Drehachse 401 drehbar und ist beispielsweise fest mit dem zugeordneten Umlenkelement 24, 25, 30, insbesondere dem zweiten Umlenkelement 30, verbunden.
Das Bremsrad 40 weist an seinem äußeren Umfang Einbuchtungen 400 auf. Mit einer Einbuchtung 400 steht in einer Eingriffsstellung ein an dem Bremsteil 42 angeordnetes Eingriffselement 44 in Eingriff, so dass darüber eine bremsende, feststellende Wirkung auf das Bremsrad 40 ausgeübt wird.
Das Bremsteil 42 ist über ein Federelement 43 in Form einer Druckfeder in Richtung seiner Eingriffsstellung (10A–10C) vorgespannt. Das Federelement 43 wirkt hierbei zwischen dem Gehäuse 41 und einem Kopf 420 des Bremsteils 42 und umschließt eine Führungshülse 421 des Bremsteils 42. Mit der Führungshülse 421 ist das Bremsteil 42 an einem Führungszapfen 410 des Gehäuses 41 entlang einer Verstellrichtung E2 geführt.
Das Bremsteil 42 und das Gehäuse 41 schließen in der Eingriffsstellung zwischen sich einen Raum 422 ein. Wird das Bremsrad 40 zum Beispiel in eine Verstellrichtung E1 (11A) verdreht und wird demzufolge das Bremsteil 42 in die Verstellrichtung E2 aus seiner Eingriffsstellung herausbewegt, so reduziert sich das Volumen des Raums 422 (siehe 11B), wobei in dem Raum 422 befindliche Luft aus dem Raum 422 herausgepresst wird. Dies erfolgt beispielsweise zwischen der Führungshülse 421 und dem Führungszapfen 410 hindurch, wobei ergänzend auch ein Ventil 45 an dem Kopf des Führungszapfens 410 oder ein Ventil 45‘ ausgangsseitig des Führungszapfens 410 vorgesehen sein kann (siehe 10B).
Weil die Vorspannkraft des Federelements 43 zum Verstellen des Bremsteils 42 überwunden werden muss und zudem Luft aus dem Raum 422 herausgepresst werden muss, muss zum Verstellen des Bremsteils 42 eine (vorbestimmte) Bremskraft überwunden werden. Diese Bremskraft wirkt als Feststellkraft zum Feststellen der Fahrzeugtür 11 in einer eingenommenen Schwenkposition. Erst nach Überwinden der Bremskraft kann die Fahrzeugtür 11 verschwenkt werden.
Ist das Bremsteil 42 aus seiner Eingriffsstellung herausbewegt worden, so wirkt die Vorspannkraft des Federelements 43 in Richtung der Eingriffsstellung, wird jedoch zumindest teilweise aufgehoben durch eine Unterdruckkraft, die in dem Raum 422 bei Rückstellung des Bremsteils 42 in Richtung seiner Eingriffsstellung auftritt. Das Rückstellen des Bremsteils 42 in Richtung der Eingriffsstellung wird somit zumindest verzögert, so dass nach dem Auslenken des Bremsteils 42 aus seiner Eingriffsstellung heraus ein Verstellen des Bremsrads 40 ohne großen Kraftaufwand möglich ist und somit die Bremseinrichtung 4 ein Verstellen der Umlenkelemente 24, 25, 30 nicht nennenswert bremst.
Erst nachdem bei erneutem Stillstand der Fahrzeugtür 11 das Bremsteil 42 in seine Eingriffsstellung (10A–10C) zurückgelangt, erfolgt erneut ein Feststellen der Fahrzeugtür 11 in der dann eingenommenen Position, wobei die Feststellkraft wiederum durch Aufbringen einer hinreichend großen Verstellkraft überwunden werden kann (die Verstellkraft muss hinreichend sein, um das Bremsteil 42 aus seiner Eingriffsstellung heraus zu verstellen).
Die Bremseinrichtung 4 gemäß 10A–10C und 11A–11C ist auch kombiniert mit der Antriebseinrichtung 3 einsetzbar. Dazu kann, wie in 14 dargestellt, das Bremsrad 40 fest mit dem Feststellelement 35 verbunden oder gar einstückig mit dem Feststellelement 35 ausgebildet sein. Die Bremseinrichtung 4 dient dann dazu, im Freilaufzustand eine Bremsung bereitzustellen, so dass bei einem manuellen Verstellen eine Feststellung in einer erreichten Verstellposition über die Bremseinrichtung 4 erfolgt. Wird die Fahrzeugtür 11 manuell verstellt und sodann losgelassen, so erfolgt über die Bremseinrichtung 4 eine Feststellung in einer erreichten Position.
Im Kopplungszustand des Getriebes hingegen beeinflusst die Bremseinrichtung 4 den Betrieb nicht, weil bei motorischem Antreiben das Feststellelement 35 ohnehin festgehalten wird und somit auch das Bremsrad 40 nicht verdreht wird.
Die drehfeste Verbindung des Bremsrads 40 mit dem Feststellelement 35 kann beispielsweise über die in Stiftöffnungen 355 eingreifenden Stifte 337 erfolgen, über die das Feststellelement 35 mit dem Sonnenrad 336 verbunden ist.
Alternative Bremseinrichtungen sind in 12A–12C und 13A–13C dargestellt.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 12A–12C ist das obere, zweite Umlenkelement 30 an einem Lagerelement 5 angeordnet, das zwei Auflaufschrägen 50, 51 aufweist. Das Umlenkelement 30 ist dabei in eine Richtung U in Richtung der Umlenkelemente 24, 25 vorgespannt und ist in einer Bremslage den Umlenkelementen 24, 25 derart angenähert, dass das zwischen den Umlenkelementen 24, 25, 30 hindurchverlaufende Kraftübertragungselement 22 klemmend gebremst wird.
Erfolgt ein manuelles Verschwenken der Fahrzeugtür 11 mit hinreichend großer Verstellkraft, so wird das Umlenkelement 30, das mit seiner Drehachse 303 in dem Lagerelement 5 einliegt, aus seiner Bremslage ausgelenkt, wie dies in 12B und 12C dargestellt ist.
Kommt es beispielsweise zu einem Verstellen in die Verstellrichtung V gemäß 12B, so läuft die Drehachse 303 auf die Auflaufschiene 51 auf, so dass es zu einem Abheben des Umlenkelements 30 von den anderen Umlenkelementen 24, 25 kommt und dadurch die Bremsung des Kraftübertragungselements 22 an den Umlenkelementen 24, 25, 30 zumindest reduziert wird. Nach Auslenken des Umlenkelements 30 aus seiner Bremslage ist somit ein weiteres Verstellen der Fahrzeugtür 11 mit reduzierter Verstellkraft möglich.
Bei einem Verstellen in die Verstellrichtung V gemäß 12B drehen sich die Umlenkelemente 24, 25 in die Drehrichtung A1, während das obere Umlenkelement 30 sich umgekehrt in die Drehrichtung A2 dreht.
Bei einem Verstellen in die umgekehrte Verstellrichtung V gemäß 12C läuft das Umlenkelement 30 mit seiner Drehachse 303 auf die andere Auflaufschräge 50 auf, wie dies in 12C dargestellt ist. Wiederum kommt es zu einem Auslenken des Umlenkelements 30 aus seiner Bremslage.
Bei dem Verstellen gemäß 12C drehen sich die Umlenkelemente 24, 25 in die Drehrichtung A1‘, während sich das obere Umlenkelement 30 sich in die entgegensetzte Drehrichtung A2‘ dreht.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 13A–13C sind die unteren beiden Umlenkelemente 24, 25 translatorisch verstellbar und insbesondere in eine Bremslage in Pfeilrichtung gemäß 13A aufeinander zu vorgespannt. In der Bremslage wirken die Umlenkelemente 24, 25, 30 klemmend auf das dazwischen geführte Kraftübertragungselement 22 ein, so dass das Verstellen der Fahrzeugtür 11 zumindest gebremst ist.
Kommt es bei Aufbringen einer hinreichend großen Verstellkraft zu einem Verstellen der Fahrzeugtür 11 in die Verstellrichtung V gemäß 12B, so werden die Umlenkelemente 24, 25 voneinander entfernt, weil die durch das Kraftübertragungselement 22 übertragene Zugkraft in Pfeilrichtung gemäß 13B entgegen der Vorspannung der Umlenkelemente 24, 25 wirkt. Die Bremsung des Kraftübertragungselements 22 wird dadurch zumindest reduziert, so dass ein weiteres Verstellen der Fahrzeugtür 11 mit reduziertem Kraftaufwand möglich ist.
Bei umgekehrter Verstellung gemäß 13C kommt es analog zu einer Entfernung der Umlenkelemente 24, 25 voneinander.
Der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke ist nicht auf die vorangehend geschilderten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern lässt sich auch bei gänzlich anders gearteten Ausführungsformen verwirklichen.
Grundsätzlich ist eine Vorrichtung der hier beschriebenen Art als Feststellvorrichtung oder als manuell oder elektromotorisch zu betätigende Verstelleinrichtung verwendbar.
Grundsätzlich ist eine Vorrichtung dieser Art dabei nicht nur zum Feststellen oder Verstellen einer Fahrzeugtür verwendbar, sondern kann auch bei anderen Fahrzeugteilen, die zueinander bewegbar sind, zum Einsatz kommen.
Es sind hierbei auch andere Getriebe als das konkret beschriebene Getriebe einsetzbar. Wird ein Antriebsmotor verwendet, so kann ein solcher Antriebsmotor grundsätzlich über ein beliebiges Getriebe mit einem Abtriebselement gekoppelt werden.
Bezugszeichenliste

1: Fahrzeug
10: Karosserie
11: Fahrzeugtür
110: Türinnenraum
111: Türscharnier
2: Vorrichtung
20: Gelenk
200: Gelenkachse
201: Befestigungsteil
21: Verstellteil (Fangband)
210, 211: Ende
212, 213: Befestigungseinrichtung
214: Verzahnung
22: Flexibles Kraftübertragungselement (Riemen)
220, 221: Ende
222: Verzahnung
223: Abschnitt
23: Einstellelement
230–233: Eingriffsöffnung
234: Verzahnung
235: Betätigungselement
236, 237: Zapfen
238: Greifelement
24, 25: Umlenkelement (Umlenkrolle)
240, 250: Drehachse
241, 251: Mantelfläche
3: Antriebseinrichtung
30: Abtriebselement
300: Verzahnung
301: Welleneingriff
303: Welle
31: Hohlrad
310, 311: Hohlradteil
312, 313: Innenverzahnung
314: Außenverzahnung
315: Bodenteil
32, 33: Planetenradstufe
320, 330: Trägerelement
321, 331: Planetenräder
322, 332: Drehachse
323, 333: Eingriffsöffnung
324, 334: Radkammer
325, 335: Mantelfläche
326, 336: Sonnenrad
337: Stifte
34: Welle
340: Formschlusselement
341: Lager
35: Feststellelement
350: Öffnung
351: Außenverzahnung
352: Sperrklinke
353: Schwenkachse
354: Verzahnung
355: Stiftöffnungen
356: Stellantrieb
357: Verbindungselement (Zugseil)
358: Ende
36: Stirnrad
360: Verzahnung
37: Motorwelle
370: Antriebsmotor
38: Gehäuse
4: Bremseinrichtung
40: Bremsrad
400: Einbuchtungen
401: Drehachse
41: Gehäuse
410: Führungszapfen
42: Bremsteil
420: Kopf
421: Führungshülse
422: Raum
43: Federelement
44: Eingriffselement
45, 45‘: Ventil
5: Lagerelement
50, 51: Auflaufschräge
A1, A2, A1‘, A2‘: Drehrichtung
D: Teilkreisdurchmesser
E: Erstreckungsebene
E1, E2: Verstellrichtung
L: Längsachse
O: Öffnungsrichtung
S: Schwenkrichtung
U: Richtung
U1–U3: Umlenkrichtung
V: Verstelleinrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

FR 2591271 A1 [0005]

Claims

Vorrichtung zum manuellen oder elektromotorischen Verstellen und/oder Feststellen eines ersten Fahrzeugteils und eines zweiten Fahrzeugteils relativ zueinander, mit – einem Verstellteil, das ein Gelenk zum schwenkbaren Anordnen an dem ersten Fahrzeugteil aufweist, wobei das Verstellteil derart an dem ersten Fahrzeugteil anzuordnen ist, dass bei einem Verstellen der Fahrzeugteile zueinander sich das Verstellteil relativ zu dem zweiten Fahrzeugteil bewegt, gekennzeichnet durch – ein flexibles Kraftübertragungselement (22), das mit einem ersten Ende (221) und mit einem zweiten Ende (220) an dem Verstellelement (21) befestigt ist, und – ein erstes Umlenkelement (24), ein zweites Umlenkelement (30) und ein drittes Umlenkelement (25), die jeweils an dem zweiten Fahrzeugteil (11) anzuordnen sind, wobei das Kraftübertragungselement (22) sich ausgehend von dem ersten Ende (221) in eine erste Umlenkrichtung (U1) um das erste Umlenkelement (24), in eine der ersten Umlenkrichtung (U1) im Drehsinn entgegengesetzte, zweite Umlenkrichtung (U2) um das zweite Umlenkelement (30) und in eine der ersten Umlenkrichtung (U1) im Drehsinn gleichgerichtete, dritte Umlenkrichtung (U3) um das dritte Umlenkelement (25) herum erstreckt und bei einem Verstellen der Fahrzeugteile (10, 11) zueinander sich zu den Umlenkelementen (24, 25, 30) bewegt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftübertragungselement (22) Zugkräfte übertragendes, biegeschlaffes Element, insbesondere als Band, Zahnriemen, Kette, Kabel oder Seil ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkelemente (24, 25, 30) drehbar an einem Gehäuse (38) angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftübertagungselement (22) derart um das zweite Umlenkelement (30) herum verlegt ist, dass sich das Kraftübertragungselement (22) über einen Winkel größer als 180° entlang der zweiten Umlenkrichtung (U2) an dem zweiten Umlenkelement (30) erstreckt.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftübertragungselement (22) eine Verzahnung (222) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Umlenkelement (30) eine Verzahnung (300) aufweist, die mit der Verzahnung (222) des Kraftübertragungselements (22) derart in Eingriff steht, dass bei einem Verstellen der Fahrzeugteile (10, 11) zueinander das zweite Umlenkelement (30) an dem Kraftübertragungselement (22) abrollt.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Umlenkelement (24) und/oder das dritte Umlenkelement (25) derart zu dem zweiten Umlenkelement (30) angeordnet sind, dass das Kraftübertragungselement (22) sich zwischen dem ersten und/oder dritten Umlenkelement (24, 25) einerseits und dem zweiten Umlenkelement (30) andererseits hindurch erstreckt und über das erste und/oder dritte Umlenkelement (24, 25) formschlüssig in Eingriff mit der Verzahnung (222) des zweiten Umlenkelements (30) gehalten ist.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftübertragungselement (22) mit seinem ersten Ende (221) und/oder seinem zweiten Ende (220) kraftschlüssig und/oder formschlüssig an dem Verstellteil (21) festgelegt ist.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Verstellteil (21) ein Einstellelement (23) angeordnet ist, an dem das erste Ende (221) oder das zweite Ende (220) des Kraftübertragungselements (22) angeordnet ist und das zum Einstellen der zwischen dem ersten Ende (221) und dem zweiten Ende (220) frei an dem Verstellteil (21) erstreckten Länge des Kraftübertragungselements (22) verstellbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eins der Umlenkelemente (24, 25, 30) translatorisch in einer Erstreckungsebene (E), in der sich das um die Umlenkelemente (24, 25, 30) herum verlegte Kraftübertragungselement (22) erstreckt, relativ zu mindestens einem anderen Umlenkelement (24, 25, 30) verstellbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eins der Umlenkelemente (24, 25, 30) elastisch in Richtung einer Bremslage, in der die Umlenkelemente (24, 25, 30) in einer das Kraftübertragungselement (22) bremsenden Stellung zueinander stehen, vorgespannt und bei einem Verstellen der Fahrzeugteile (10, 11) zueinander aus der Bremslage translatorisch in der Erstreckungsebene (E) auslenkbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Bremseinrichtung (4), die ein mit einem der Umlenkelemente (24, 25, 30) wechselwirkendes, um eine Drehachse (401) drehbares Bremsrad (40) und ein mit dem Bremsrad (40) bremsend in Wechselwirkung stehendes, quer zur Drehachse (401) des Bremsrads (40) verstellbares Bremsteil (42) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Bremsteil (42) an einem Gehäuse (41) der Bremseinrichtung (4) angeordnet und relativ zu dem Gehäuse (41) verstellbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Bremsteil (42) zu dem Gehäuse (41) elastisch in Richtung einer Eingriffsstellung, in der das Bremsteil (42) bremsend mit dem Bremsrad (40) in Wechselwirkung steht, vorgespannt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Bremsteil (42) zusammen mit dem Gehäuse (41) einen Raum (422) einschließt, dessen Volumen sich bei einem Verstellen des Bremsteils (42) ändert.
Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Volumen des Raums (422) bei einem Verstellen des Bremsteils (42) aus der Eingriffsstellung heraus reduziert.
Vorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Volumen des Raums (422) bei einem Verstellen des Bremsteils (42) in Richtung der Eingriffsstellung weitet und dadurch in dem Raum (422) zumindest zeitweise ein Unterdruck entsteht.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine elektromotorische Antriebseinrichtung (3) zum Antreiben mindestens eines der Umlenkelemente (24, 25, 30).
Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung (3) einen Antriebsmotor (370) und ein den Antriebsmotor (370) mit dem mindestens einen Umlenkelement (24, 25, 30) koppelndes Getriebe (31–37) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (31–37) zwischen einem Kopplungszustand, in dem der Antriebsmotor (370) mit dem mindestens einen Umlenkelement (24, 25, 30) gekoppelt ist, und einem Freilaufzustand, in dem die Kopplung zwischen dem Antriebsmotor (370) und dem mindestens einen Umlenkelement (24, 25, 30) unterbrochen ist, schaltbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (31–37) selbsthemmend ist.
Vorrichtung nach einem der Anspruch 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe als Planetenradgetriebe mit – einem Gehäuseabschnitt, – einer ersten Planetenradstufe, die ein erstes Trägerelement und mindestens ein an dem ersten Trägerelement angeordnetes, erstes Planetenrad aufweist, – einer zweiten Planetenradstufe, die ein zweites Trägerelement und mindestens ein an dem zweiten Trägerelement angeordnetes, zweites Planetenrad aufweist, – einem ersten Hohlradteil, das mit dem mindestens einen ersten Planetenrad in Verzahnungseingriff steht, – einem zweiten Hohlradteil, das mit dem mindestens einen zweiten Planetenrad in Verzahnungseingriff steht, – einem antreibbaren Antriebselement und – einem Abtriebselement, auf das über die erste Planetenradstufe und die zweite Planetenradstufe durch Antreiben des Antriebselements eine Verstellkraft übertragbar ist, ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Planetenradstufe (32) ein mit dem mindestens einen ersten Planetenrad (321) in Eingriff stehendes, erstes Sonnenrad (326) und die zweite Planetenradstufe (33) ein mit dem mindestens einen zweiten Planetenrad (331) in Eingriff stehendes, von dem ersten Sonnenrad (326) unterschiedliches, zweites Sonnenrad (336) aufweist, wobei zum Übertragen einer Verstellkraft von dem Antriebselement (36) auf das Abtriebselement (30) eines der Sonnenräder (336) relativ zu dem Gehäuseabschnitt (38) feststellbar ist und das andere der Sonnenräder (326) zum Übertragen der Verstellkraft mit dem Abtriebselement (30) in Verbindung steht.
Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Planetenradstufe (32) und die zweite Planetenradstufe (33) jeweils mindestens zwei, vorzugsweise drei oder vier Planetenräder (321, 331) aufweisen.
Vorrichtung nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Trägerelement (320) und das zweite Trägerelement (330) drehfest miteinander verbunden sind
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 23 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Sonnenrad (326), das zweite Sonnenrad (336) und das Abtriebselement (30) auf einer gemeinsamen, um eine Längsachse (L) relativ zu dem Gehäuseabschnitt (38) drehbaren Welle (34) angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Sonnenrad (326) und das Abtriebselement (30) drehfest mit der Welle (34) verbunden sind.
Vorrichtung nach Anspruch 26 oder 27, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Sonnenrad (336) drehbar an der Welle (34) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 23 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Sonnenrad (336) in einem Kopplungszustand relativ zu dem Gehäuseabschnitt (38) arretiert ist, in einem Freilaufzustand hingegen die Arretierung aufgehoben ist, so dass in dem Freilaufzustand das zweite Sonnenrad (336) nicht gegenüber dem Gehäuseabschnitt (38) festgestellt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 23 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass das Planetenradgetriebe ein Feststellelement (35), das drehfest mit dem zweiten Sonnenrad (336) verbunden ist, und eine Sperrklinke (352), die zum Arretieren des Feststellelements (35) in Wirkverbindung mit dem Feststellelement (35) bringbar ist, aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 23 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Hohlradteil (310) und das zweite Hohlradteil (311) drehfest miteinander verbunden sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 23 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Hohlradteil (310) eine mit dem mindestens einen ersten Planetenrad (321) in Eingriff stehende, erste Innenverzahnung (312) und das zweite Hohlradteil (311) eine mit dem mindestens einen zweiten Planetenrad (331) in Eingriff stehende, zweite Innenverzahnung (313) aufweist, wobei die erste Innenverzahnung (312) und die zweite Innenverzahnung (313) ein unterschiedliches Modul (M) und/oder eine unterschiedliche Zähnezahl (Z) aufweisen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 23 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine erste Planetenrad (321) und das mindestens eine zweite Planetenrad (331) ein unterschiedliches Modul (M) und/oder eine unterschiedliche Zähnezahl (Z) aufweisen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 23 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Sonnenrad (326) und das zweite Sonnenrad (336) ein unterschiedliches Modul (M) und/oder eine unterschiedliche Zähnezahl (Z) aufweisen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 23 bis 34, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Teilkreisdurchmesser (D) – des ersten Hohlradteils (310) und des zweiten Hohlradteils (311), – des mindestens einen ersten Planetenrads (321) und des mindestens einen zweiten Planetenrads (331) und/oder – des ersten Sonnenrads (326) und des zweiten Sonnenrads (336) unterscheiden.