DE102014217513A1

DE102014217513A1 - Antriebsanordnung zum Verstellen einer Komponente in einem Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102014217513A1
Application number: DE102014217513.5A
Authority: DE
Inventors: Hans-Juergen Oberle; Franz Schwendemann; Roland Braun; Wolfgang Greis
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2014-09-02
Filing date: 2014-09-02
Publication date: 2016-03-03
Anticipated expiration: 2034-09-03
Also published as: CN105386674A; US10407966B2; CN105386674B; DE102014217513B4; US20160059907A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antriebsanordnung mit Antriebsanordnung für ein Kraftfahrzeug, mit einem Verstellantrieb zum Verstellen einer Komponente, insbesondere einer Heckklappe, der eine Abtriebswelle aufweist, die sich konzentrisch um eine Abtriebsachse erstreckt und um die Abtriebsachse in und gegen eine Drehrichtung drehbar ist, und mit einem Scharnier, das einen ersten Scharnierarm und einen gegenüber dem ersten Scharnierarm um eine Scharnierachse drehbaren zweiten Scharnierarm aufweist, wobei der Verstellantrieb zum Drehen des zweiten Scharnierarms vorgesehen ist, wobei die Scharnierachse und die Abtriebsachse fluchtend zueinander angeordnet sind, und wobei der zweite Scharnierarm drehfest mit der Abtriebswelle verbunden ist. Die vorliegende Erfindung betrifft zudem den Verstellantrieb für die Antriebsanordnung, ein Kraftfahrzeug mit der Antriebsanordnung sowie ein Verfahren zum Montieren der Antriebsanordnung.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antriebsanordnung für ein Kraftfahrzeug, mit einem Verstellantrieb zum Verstellen einer Komponente, insbesondere einer Heckklappe, der eine Abtriebswelle aufweist, die sich konzentrisch um eine Abtriebsachse erstreckt und um die Abtriebsachse in und gegen eine Drehrichtung drehbar ist, und mit einem Scharnier, das einen ersten Scharnierarm und einen gegenüber dem ersten Scharnierarm um eine Scharnierachse drehbaren zweiten Scharnierarm aufweist, wobei der Verstellantrieb zum Drehen des zweiten Scharnierarms vorgesehen ist, und wobei die Scharnierachse und die Abtriebsachse fluchtend zueinander angeordnet sind. Die vorliegende Erfindung betrifft zudem den Verstellantrieb für die Antriebsanordnung, ein Kraftfahrzeug mit der Antriebsanordnung sowie ein Verfahren zum Montieren der Antriebsanordnung.
Antriebsanordnungen sind zum Verstellen von Komponenten, beispielsweise von Klappen, insbesondere zum Verschwenken der Heckklappe eines Kraftfahrzeugs, bekannt. Mit ihnen sind Klappen mit großem Gewicht und großen Ausmaßen verstellbar.
1 zeigt eine solche Antriebsanordnung 10 nach dem Stand der Technik. Die Antriebsanordnung 10 umfasst einen Verstellantrieb 1 sowie ein Scharnier 4. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Verstellantrieb 1 ein Heckklappenantrieb und zum Verschwenken der Heckklappe (nicht gezeigt) eines Kraftfahrzeugs (nicht gezeigt) vorgesehen.
Der Verstellantrieb 1 weist neben einem Antriebsmotor (nicht gezeigt) eine Getriebeanordnung (nicht gezeigt) zum Untersetzen der Drehzahl des Antriebsmotors auf. Die Heckklappe ist mit Hilfe des Scharniers 4 an einer Karosserie (nicht gezeigt) des Kraftfahrzeugs befestigt.
Das Scharnier 4 umfasst einen ersten Scharnierarm 6, der ortsfest an der Karosserie festgelegt ist, und einen zweiten Scharnierarm 5, an dem die Heckklappe angeordnet ist, und der gegenüber dem ersten Scharnierarm 6 um eine Scharnierachse 8 in und gegen eine Drehrichtung 81 drehbar ist, wobei die Heckklappe verschwenkt.
Zum Drehen des zweiten Scharnierarms 5 ist am Verstellantrieb 1 ein Antriebshebel 3 angeordnet, der an einer Abtriebswelle (s. 2(a)) des Verstellantriebs 1, die sich entlang einer Abtriebsachse 2 erstreckt, angeordnet ist. Dafür weist die Abtriebswelle eine Mitnahme (nicht gezeigt), beispielsweise mit einem Vielzahn (nicht gezeigt), auf, wobei der Antriebshebel 3 eine Gegenmitnahme (nicht gezeigt) aufweist, die mit der Mitnahme formschlüssig zusammenwirkt. Der Antriebshebel 3 ist daher um der Abtriebsachse 2 drehbar.
Um Systemtoleranzen ausgleichen zu können, ist der Antriebshebel 3 um einen Verstellweg (nicht gezeigt) entlang der Abtriebsachse 2 axial verschiebbar vorgesehen. Der axiale Verstellweg ist beispielsweise mittels eines Sicherungselementes 22 begrenzt, welches auch als Transportsicherung dient.
Der zweite Scharnierarm 5 ist mittels eines Verbindungsbolzens 33 am Antriebshebel 3 angeordnet. Er ist beispielsweise mit einer Schraube 34 am Verbindungsbolzen 33 befestigt. Zum Ausgleich weiterer Systemtoleranzen durchsetzt ein zylindrisch ausgebildetes Ende (nicht gezeigt) des Verbindungsbolzens 33 ein in dem Antriebshebel 3 vorgesehenes Langloch (nicht gezeigt), welches sich in eine Längsrichtung 35 des Antriebshebels 3 erstreckt. Der Verbindungsbolzen 33 ist daher im Rahmen einer Montage der Antriebsanordnung 10 in Längsrichtung 35 des Antriebshebels 3 verschiebbar.
Das zylindrisch ausgebildete Ende ist hier mit einer Wellfeder 32 und einer Scheibe 31 auf den Antriebshebel 3 montiert, und der Verbindungsbolzen 33 dann taumelgenietet. Anstelle der Taumelnietung ist beispielsweise auch die Verwendung eines Sicherungsringes möglich. Aufgrund der federnden Befestigung ist ein Axialspiel zwischen dem zweiten Scharnierarm 5 und dem Antriebshebel 3 gering und die Befestigung geräuscharm.
Der zweite Scharnierarm 5 ist zudem drehbar um die Scharnierachse 8 gelagert. Dabei sind die Scharnierachse 8 und die Abtriebsachse 2 fluchtend zueinander angeordnet.
Dafür weist der erste Scharnierarm 6 eine feststehende Achse 60 auf, die sich konzentrisch zur Scharnierachse 8 erstreckt und drehfest und axial fixiert ist. Ein Zapfenende (nicht gezeigt) der feststehenden Achse 60 taucht in eine zentrale Lagerbuchse (nicht gezeigt) der Abtriebswelle 2 des Verstellantriebs 1 ein. Durch das Eintauchen des Zapfenendes der feststehenden Achse 60 in die Lagerbuchse wird eine für diese Antriebsanordnung 10 zwingend erforderliche Stützlagerfunktion erreicht.
Die um die Scharnierachse 8 drehbare Lagerung des zweiten Scharnierarms 5 erfolgt hier mittels zweier Bundbuchsen (nicht gezeigt), die konzentrisch zur Scharnierachse 8 angeordnet sind, und sowohl die Radiallagerung des zweiten Scharnierarms 5 auf der feststehenden Achse 60, als auch die Axiallagerung und -abstützung des zweiten Scharnierarms 5 zum ersten Scharnierarm 6 sicherstellen.
Ein beim Drehen des zweiten Scharnierarms 5 relativ zum ersten Scharnierarm 6 auftretendes Drehmoment, das vom Verstellantrieb 1 über den Antriebshebel 3 und den Verbindungsbolzen 33 auf den zweiten Scharnierarm 5 übertragen wird, wird über eine Drehmomentstütze 11, die fest am Verstellantrieb 1 angeordnet ist, am ersten Scharnierarm 6 abgestützt. Dafür ist an der Drehmomentstütze 11 ein Stützbolzen 12 vorgesehen, der den ersten Scharnierarm 6 mit der Drehmomentstütze 11 verbindet.
Der erste Scharnierarm 6 ist beispielsweise über Schrauben (nicht gezeigt) an der Karosserie festgeschraubt, oder er wird mit dieser verschweißt. Beispielhaft ist hier eine Durchgangsbohrung 62 zum Festschrauben des ersten Scharnierarms 6 an der Karosserie gezeigt.
Offenbarung der Erfindung
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine alternative Antriebsanordnung zum Verstellen einer Komponente, insbesondere einer Heckklappe eines Kraftfahrzeugs, zu schaffen, die weniger systembedingte Toleranzen, die durch Maßnahmen ausgeglichen werden müssen, aufweist, weniger Bauraum einnimmt, kostengünstiger herstellbar, und schneller montierbar ist.
Die Aufgabe wird gelöst mit einer Antriebsanordnung gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 1, einem Verstellantrieb gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 10, einem Kraftfahrzeug gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 11, und einem Verfahren gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 12. Vorteilhafte Ausführungsformen sind den abhängigen Patentansprüchen entnehmbar.
Dafür wird eine Antriebsanordnung für ein Kraftfahrzeug geschaffen, mit einem Verstellantrieb, der zum Verstellen einer Komponente des Kraftfahrzeugs vorgesehen ist. Die Komponente ist bevorzugt eine Klappe. Besonders bevorzugt ist sie eine Heckklappe eines Kraftfahrzeugs. In dieser Ausführungsform ist der Verstellantrieb daher ein Heckklappenantrieb. Prinzipiell eignet sich der Verstellantrieb aber auch zum Verstellen anderer Komponenten.
Um die Komponente automatisch zu verschwenken, ist es bevorzugt, dass der Verstellantrieb ein Antriebsmittel aufweist, das ein Getriebe zur Untersetzung einer Drehzahl des Antriebsmittels umfasst. Um eine ausreichende Untersetzung zu gewährleisten, ist das Getriebe bevorzugt als Doppelschneckengetriebe, insbesondere mit anschließender Stirnradstufe und einem Planetengetriebe, ausgebildet. Es ist aber auch ein anderes Getriebe bevorzugt, beispielsweise ein Schneckengetriebe, ein Stirnradgetriebe, ein Planetengetriebe und/oder eine Kombination solcher Getriebe.
Als Antriebsmittel umfasst der Verstellantrieb bevorzugt einen Elektromotor, vorzugsweise einen permanenterregten Elektromotor. Besonders bevorzugt wird als Elektromotor ein Gleichstrommotor (DC-Motor) oder ein elektrisch kommutierter Elektromotor (EC-Motor) verwendet.
Der Verstellantrieb weist eine Abtriebswelle auf, die sich konzentrisch um eine Abtriebsachse erstreckt. Die Abtriebswelle ist in und gegen eine Drehrichtung um die Abtriebsachse drehbar.
Die Antriebsanordnung umfasst zudem ein Scharnier. Das Scharnier weist einen ersten Scharnierarm und einen gegenüber dem ersten Scharnierarm um eine Scharnierachse drehbaren zweiten Scharnierarm auf. Die Komponente ist am zweiten Scharnierarm anordbar.
Der Verstellantrieb ist zum Drehen des zweiten Scharnierarms vorgesehen. Dafür sind die Scharnierachse und die Abtriebsachse fluchtend zueinander angeordnet. Beim Drehen des zweiten Scharnierarms wird die an ihm angeordnete Komponente verschwenkt.
Die Antriebsanordnung zeichnet sich dadurch aus, dass der zweite Scharnierarm drehfest mit der Abtriebswelle verbunden ist.
Bei dieser Antriebsanordnung wird im Vergleich zur oben beschriebenen Antriebsanordnung gemäß dem Stand der Technik der zum Drehen des zweiten Scharnierarms genutzte Antriebshebel nicht benötigt. Dadurch entfallen nicht nur der Antriebshebel, sondern zudem der Verbindungsbolzen, die Wellfeder, die Scheibe und die Schraube. Auch das Sicherungselement für den Hebel entfällt. Aufgrund der geringeren Bauteilezahl ist die Antriebsanordnung kostengünstiger herstellbar und leichter und schneller montierbar. Weiterhin müssen weniger Systemtoleranzen ausgeglichen werden. Zudem ist sie kompakter baubar.
Um den zweiten Scharnierarm und die Abtriebswelle drehfest miteinander zu verbinden, ist am zweiten Scharnierarm eine Mitnahme angeordnet, die mit einer Gegenmitnahme der Abtriebswelle formschlüssig verbunden ist. Besonders bevorzugt sind sie lösbar miteinander verbunden. Dadurch ist die Antriebsanordnung dieser Ausführungsform eine modulare Baueinheit, bei der der Verstellantrieb mit dem Antriebsmittel und dem Getriebe unabhängig von dem Scharnier, und/oder die Antriebsanordnung mit dem Verstellantrieb und dem Scharnier unabhängig von der Komponente herstellbar, montierbar und lagerbar sind.
Die Mitnahme und die Gegenmitnahme weisen dafür bevorzugt zueinander korrespondierend ausgebildete Formschlussmittel beziehungsweise -gegenmittel auf. Vorzugsweise weist die Mitnahme eine Verzahnung, und die Gegenmitnahme eine Gegenverzahnung auf. Bei dieser Ausführungsform greifen die Verzahnungen der Mitnahme und die Gegenverzahnung der Gegenmitnahme ineinander. Es ist aber auch eine Ausführungsform der Mitnahme und der Gegenmitnahme mit Rastmitteln bevorzugt, die im aneinander angeordneten Zustand miteinander, insbesondere lösbar, verrasten
Um den zweiten Scharnierarm und den ersten Scharnierarm aneinander anzuordnen, ist es bevorzugt, dass der erste Scharnierarm einen ersten und einen zweiten Haltearm aufweist, die in axialer Richtung voneinander beabstandet sind. Vorzugsweise sind die beiden Haltearme etwa parallel zueinander angeordnet. Dabei ist es bevorzugt, dass die beiden Haltearme mit einem Verbindungsarm miteinander verbunden sind. Besonders bevorzugt ist der erste Scharnierarm etwa u-förmig ausgebildet. In Abhängigkeit von den Bauraumverhältnissen ist aber auch eine andere Ausbildung des ersten Scharnierarms denkbar.
Der erste Scharnierarm ist bevorzugt zweiteilig ausgeführt. Es ist aber auch eine einteilige Ausführungsform des ersten Scharnierarms bevorzugt.
Der zweite Scharnierarm ist bevorzugt zwischen den beiden Haltearmen angeordnet. Dafür ist in den beiden Haltearmen weiterhin bevorzugt jeweils eine Bundbuchse vorgesehen, wobei die Mitnahme in den Bundbuchsen gelagert ist. Vorzugsweise weist die Mitnahme dafür einen Mitnahmezapfen auf, der beide Haltearme, insbesondere die in den Haltearmen angeordneten Bundbuchsen, durchsetzt. Der Mitnahmezapfen ist bevorzugt etwa quer zu den Haltearmen angeordnet. Die in den Haltearmen angeordneten Bundbuchsen stellen die Radiallagerung des zweiten Scharnierarms auf der Mitnahme sicher.
Der zweite Scharnierarm ist weiterhin bevorzugt an die Mitnahme angeschweißt, um eine dauerhaft drehfeste und gegen Vibrationen unempfindliche Verbindung zu schaffen. Vorzugsweise weist der zweite Scharnierarm eine Scharnierhülse auf, die fest mit der Mitnahme verbunden ist. Da die Scharnierhülse und die Mitnahme fest miteinander verbunden sind, ist ein Verschieben der Mitnahme in axialer Richtung begrenzt. Es ist aber ebenfalls bevorzugt, dass die Mitnahme einen Mitnahmekopf aufweist, an dem der Zapfen angeordnet ist, wobei der Mitnahmekopf ein axiales Verschieben der Mitnahme in eine axiale Richtung begrenzt
Zum Abstützen eines beim Drehen des zweiten Scharnierarms relativ zum ersten Scharnierarm auftretenden Drehmomentes weist auch diese Antriebsanordnung bevorzugt eine Drehmomentstütze auf, die am Verstellantrieb angeordnet ist. Die Drehmomentstütze ist bevorzugt ein Gehäusebauteil des Verstellantriebs. Es ist aber auch ein Karosseriebauteil eines Kraftfahrzeugs verwendbar. Vorzugsweise ist die Drehmomentstütze mittels eines Stützbolzens mit dem ersten Scharnierarm verbunden. Besonders bevorzugt ist sie als Steckblech ausgebildet, so dass sie aus einem plattenförmigen Flachbandmaterial, insbesondere als Stanzteil, kostengünstig herstellbar ist. Dadurch kann sie, beispielsweise durch einen zusätzlichen Biegeprozess, sehr einfach an die Geometrie des Scharniers angepasst werden.
Da der in der Antriebsanordnung gemäß dem Stand der Technik vorgesehene Antriebshebel und alle für seine Funktion erforderlichen Bauteile bei der erfindungsgemäßen Antriebsanordnung entfallen, treten erheblich weniger systembedingte Toleranzen auf, und müssen auch nicht ausgeglichen werden. Die erfindungsgemäße Antriebsanordnung ist nicht nur kostengünstiger herstellbar und leichter sowie schneller montierbar, sondern auch kompakter baubar.
Die Aufgabe wird ebenfalls gelöst mit einem Scharnier für eine solche Antriebsanordnung. Das Scharnier weist den ersten Scharnierarm auf, sowie den zweiten Scharnierarm, der relativ zum ersten Scharnierarm um die Drehachse in und gegen die Drehrichtung drehbar ist.
Das Scharnier zeichnet sich dadurch aus, dass der zweite Scharnierarm eine Mitnahme aufweist, die sich in Richtung der Scharnierachse erstreckt. Die Mitnahme weist bevorzugt einen Mitnahmekopf und einen am Mitnahmekopf angeordneten Mitnahmezapfen auf. Sie ist zum formschlüssigen Verbinden des Scharniers mit der Abtriebswelle des Verstellantriebs vorgesehen. Dafür weist der Mitnahmekopf, insbesondere an seiner dem Mitnahmezapfen abgewandten Seite, Formschlussmittel, insbesondere eine Verzahnung auf. Für die Verzahnung ist eine Vielzahl von Formen bevorzugt, die eine Schiebe- oder Kupplungsverbindung ermöglichen, beispielsweise eine Kerbverzahnung oder eine Keilverzahnung.
Der zweite Scharnierarm ist bevorzugt, insbesondere mittels der Bundbuchsen, in Haltearmen des ersten Scharnierarms gelagert. Vorzugsweise sind die Haltearme in axialer Richtung voneinander beabstandet. Es ist bevorzugt, dass der Mitnahmezapfen zumindest den ersten Haltearm, insbesondere seine erste Bundbuchse, in axialer Richtung durchsetzt.
Die Aufgabe wird weiterhin gelöst mit einem Verstellantrieb für eine solche Antriebsanordnung. Der Verstellantrieb zeichnet sich durch die an der Abtriebswelle angeordnete Gegenmitnahme aus. Die Gegenmitnahme ist zum formschlüssigen Verbinden der Abtriebswelle des Verstellantriebs mit dem Scharnier vorgesehen. Sie weist Formschlussgegenmittel, insbesondere eine Gegenverzahnung, auf.
Die Aufgabe wird weiterhin gelöst mit einem Kraftfahrzeug mit einer solchen Antriebsanordnung. Die Antriebsanordnung ist dabei bevorzugt zum Antrieb der Heckklappe des Kraftfahrzeugs vorgesehen. Sie ist aber auch für andere Klappen oder Komponenten verwendbar.
Die Aufgabe wird weiterhin gelöst mit einem Verfahren zum Montieren einer solchen Antriebsanordnung, mit den Schritten

• Aufschieben des, insbesondere vormontierten, Verstellantriebs in axialer Richtung auf das Scharnier, so dass die Scharnierachse und die Abtriebsachse fluchtend zueinander angeordnet, und die Gegenmitnahme und die Mitnahme formschlüssig miteinander verbunden sind, und
• Montieren des Stützbolzens oder des ersten Scharnierarms.

Die Montage dieser Antriebsanordnung erfordert nach dem Aufschieben des Verstellantriebs auf die Scharnierachse lediglich das Montieren des Stützbolzens oder des ersten Scharnierarms, je nachdem, welche Bestandteile der Antriebsanordnung am Verstellantrieb vormontiert sind. Vorzugsweise ist der Stützbolzen an der Drehmomentstütze vormontiert. Dadurch wird die formschlüssige Verbindung beim Aufschieben des Verstellantriebs in axialer Richtung an das Scharnier bewirkt. Die Montage ist daher sehr schnell durchführbar.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Figuren beschrieben. Die Figuren sind lediglich beispielhaft und schränken den allgemeinen Erfindungsgedanken nicht ein.
1 zeigt eine Antriebsanordnung nach dem Stand der Technik, und
2 zeigt in (a) einen Ausschnitt aus einer erfindungsgemäßen Antriebsanordnung beim Montieren, in (b) den Ausschnitt aus (a) bei montierter Antriebsanordnung, und in (c) und (d) jeweils einen Schnitt durch eine in Haltearmen gelagerte Mitnahme der Antriebsanordnung in verschiedenen Ausführungsformen.
Die 1 zeigt die oben beschriebene Antriebsanordnung 10 gemäß dem Stand der Technik.
2(a) zeigt einen Ausschnitt aus einer erfindungsgemäßen Antriebsanordnung 10 mit einem Scharnier 4 und einem Verstellantrieb 1 während der Montage. 2(b) zeigt den Ausschnitt aus der 2(a), wobei der Verstellantrieb 1 am Scharnier 4 montiert ist.
Der Verstellantrieb 1 ist zum Verstellen einer Komponente (nicht gezeigt) eines Kraftfahrzeugs (nicht gezeigt) vorgesehen. Vorzugsweise ist die Komponente eine Heckklappe. In dieser Ausführungsform ist der Verstellantrieb 1 ein Heckklappenantrieb, und die Antriebsanordnung 10 eine Heckklappenantriebsanordnung. Die Antriebsanordnung 10 eignet sich aber auch zum Verstellen anderer Komponenten, insbesondere Klappen.
Der Verstellantrieb 1 weist einen Elektromotor (nicht gezeigt) auf, der eine Getriebeeinheit (nicht gezeigt) antreibt, die zur Untersetzung der Drehzahl des Elektromotors vorgesehen ist. Die Getriebeeinheit weist eine Abtriebswelle 20 auf, die sich entlang einer Abtriebsachse 2 erstreckt.
Das Scharnier 4 weist einen ersten Scharnierarm 6 auf, sowie einen zweiten, relativ zum ersten Scharnierarm 6 um eine Scharnierachse 8 in und gegen eine Drehrichtung 81 drehbaren zweiten Scharnierarm 5. Der erste Scharnierarm 6 ist, insbesondere an einer Karosserie (nicht gezeigt) des Kraftfahrzeugs, ortsfest angeordnet. Die Komponente ist am zweiten Scharnierarm 5 angeordnet. Dafür sind am zweiten Scharnierarm 5 Befestigungsmittel 52 vorgesehen. Beispielhaft ist hier eine Bohrung als Befestigungsmittel 52 gezeigt. Beim Drehen des zweiten Scharnierarms 5 wird die Komponente daher verschwenkt.
Der Verstellantrieb 1 ist zum Antrieb eines Scharniers 4 vorgesehen. Dafür wird er in axialer Richtung 80 auf das Scharnier 4 aufgeschoben, so dass die Scharnierachse 8 und die Abtriebsachse 2 fluchtend zueinander angeordnet sind, und dann mittels eines Stützbolzens 12, insbesondere am ersten Scharnierarm 6, befestigt. Im aneinander angeordneten Zustand sind der Verstellantrieb 1 und das Scharnier 4 drehfest miteinander verbunden.
Der zweite Scharnierarm 5 weist dafür eine Mitnahme 50 auf, mit einem Mitnahmezapfen 503, der sich konzentrisch um die Scharnierachse 8 erstreckt, und mit einem Mitnahmekopf 501, an dem der Mitnahmezapfen 503 angeordnet ist. Im Mitnahmekopf 501 ist ein Formschlussmittel 502, hier eine Innenverzahnung, angeordnet.
Die Abtriebswelle 20 weist eine Gegenmitnahme 201 mit einem Formschlussgegenmittel 202 auf, das korrespondierend zum Formschlussmittel 502 der Mitnahme 50 ausgebildet ist. Das Formschlussgegenmittel 202 ist hier daher eine Außenverzahnung. Die Außenverzahnung 202 ist an einem offenen Ende (nicht bezeichnet) der Abtriebswelle 20 angeordnet. Dadurch ist der Verstellantrieb 1 durch Verschieben in axialer Richtung 80 auf das Scharnier 4 aufschiebbar.
Bei auf das Scharnier 4 aufgeschobenem Verstellantrieb 1 sind der zweite Scharnierarm 5 und die Abtriebswelle 20 drehfest miteinander verbunden. Zudem sind die Abtriebsachse 2 und die Scharnierachse 8 dann fluchtend zueinander angeordnet. Aufgrund der formschlüssigen Verbindung wird die Mitnahme 50 gedreht, wenn die Abtriebswelle 20 gedreht wird. Da die Abtriebswelle 20 nur auf die Mitnahme 50 aufgeschoben ist, sind der Verstellantrieb 1 und das Scharnier 4 durch Zurückschieben gegen die axiale Richtung 80 wieder voneinander lösbar.
Die Mitnahme 50 ist in zwei in axialer Richtung 80 voneinander beabstandeten Haltearmen 631, 632 des ersten Scharnierarms 6 gelagert. Im dargestellten Ausführungsbeispiel der 2(b) durchsetzt die Mitnahme 50 beide Haltearme 631, 632. Dafür sind in beiden Haltearmen 631, 632 Bundbuchsen 504, 505 vorgesehen. 2(c) zeigt eine erste Ausführungsform, und 2(d) zeigt eine zweite Ausführungsform der Lagerung der Mitnahme 50 in den Bundbuchsen 504, 505 der Haltearme 631, 632.
Dafür weist die Mitnahme 50 einen Mitnahmekopf 501 und einen Mitnahmezapfen 503 auf. Sie erstreckt sich entlang der Scharnierachse 8 und bildet die Scharnierwelle. Im gezeigten Ausführungsbeispiel durchsetzt sie beide Bundbuchsen 504, 505. Im Folgenden ist die im ersten Haltearm 631 angeordnete Bundbuchse 504 als erste Bundbuchse 504, und die im zweiten Haltearm 632 angeordnete Bundbuchse 505 als zweite Bundbuchse 505 bezeichnet.
Der Mitnahmezapfen 503 ist am Mitnahmekopf 501 angeordnet. Das Formschlussmittel 502 ist im Mitnahmekopf 501 vorgesehen. Es ist der Abtriebswelle 20 zugewandt.
Der Mitnahmekopf 501 ist in der ersten Bundbuchse 504, der Mitnahmezapfen 503 in der zweiten Bundbuchse 505 gelagert. Da der Mitnahmekopf 501 einen größeren Durchmesser D1 aufweist, als der Durchmesser D3 des Mitnahmezapfens 503, weist die im zweiten Haltearm 632 angeordnete zweite Bundbuchse 505 eine größere Länge L3 auf, als die Länge L1 der ersten Bundbuchse 504 im ersten Haltearm 631. Dadurch ist eine durch die Lagerkräfte auftretende Flächenpressung in beiden Bundbuchsen 504, 505 ähnlich groß.
Am zweiten Haltearm 632 ist eine Lagerhülse 56 vorgesehen, um die zweite Bundbuchse 505 über ihre gesamte Länge L3 abzustützen. Sie ist am zweiten Haltearm 632 festgelegt. Als Befestigungsmittel 57 zeigt 2(c) eine Schweißnaht. Es ist aber auch eine andere Befestigung der Lagerhülse 56 am zweiten Haltearm 632 denkbar. 2(d) zeigt beispielhaft ein Einpressen der Lagerhülse 56 in den zweiten Haltearm 632. Bevorzugt ist auch eine einteilige Lösung des zweiten Haltearms 632 und der Lagerhülse 56, insbesondere ein Durchzug (nicht gezeigt) im zweiten Haltearm 632.
Ein Verschieben der Mitnahme 50 in und gegen die axiale Richtung 80 wird hier dadurch begrenzt, dass der zweite Scharnierarm 5 an den Bundbuchsen 504, 505, die im ersten Scharnierarm 6 angeordnet sind, anläuft.
Der zweite Scharnierarm 5 weist dafür eine Scharnierhülse 59 auf, die sich in axialer Richtung 80 erstreckt. Der Mitnahmezapfen 50 durchsetzt die Scharnierhülse 59. Die Scharnierhülse 59 ist zwischen den Haltearmen 631, 632 des ersten Scharnierarms 6 angeordnet. Sie ist am Mitnahmezapfen 503 festgelegt, vorzugsweise angeschweißt.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der erste Scharnierarm 6 u-förmig ausgebildet. Er umfasst den ersten Haltearm 631 und den zweiten Haltearm 632. In Abhängigkeit von den Bauraumverhältnissen ist aber auch eine andere Ausbildung des ersten Scharnierarms 6 denkbar.
Um das Drehmoment zum Verstellen der Komponente abzustützen, ist ein Stützbolzen 12 vorgesehen, der an einer Drehmomentstütze 11 angeordnet ist. In einem Auslieferungszustand des Verstellantriebs 1 ist der Stützbolzen 12 bevorzugt an der Drehmomentstütze 11 vormontiert. Die Drehmomentstütze 11 ist hier als ein plattenförmiges Steckblech ausgebildet und ein Gehäusebauteil des Verstellantriebs 1. Die Druckschrift DE 10 2014 202 765.9 offenbart ein auch für die erfindungsgemäße Antriebsanordnung 10 anwendbares Konzept zur dauerhaft spielfreien Befestigung des Stützbolzens 12 an der Drehmomentstütze 11.
Das Scharnier 4 wird beispielsweise montiert, indem die Mitnahme 50 zunächst durch die erste Bundbuchse 504 des ersten der beiden Haltearme 631 hindurchgeführt wird, dann durch die Scharnierhülse 59, und anschließend durch die zweite Bundbuchse 505 des zweiten der beiden Haltearme 632, so dass es die beiden Bundbuchsen 504, 505 und die Scharnierhülse 59 in axialer Richtung 80 durchsetzt. Anschließend wird die Scharnierhülse 59 am Mitnahmezapfen 503 festgelegt.
Das Scharnier 4 wird im Kraftfahrzeug montiert, indem der erste Scharnierarm 6, beispielsweise an der Karosserie, ortsfest festgelegt wird. Dafür ist hier beispielhaft ein Befestigungsbolzen 64 gezeigt, der im ersten Scharnierarm 6 angeordnet ist.
Die Antriebsanordnung 10 wird montiert, indem der Verstellantrieb 1 in die axiale Richtung 80 auf das Scharnier 4 aufgeschoben wird. Anschließend wird er am ersten Scharnierarm 6 festgelegt. Dafür wird der Stützbolzen 12 verwendet. Denkbar ist auch eine Befestigung an der Karosserie.
Bei dieser Antriebsanordnung 10 wird das Drehmoment von der Abtriebswelle 20 aus direkt über die formschlüssige Verbindung der Mitnahme 50 und der Gegenmitnahme 201 auf den zweiten Scharnierarm 5 übertragen. Dabei erfolgt sowohl die Radiallagerung des zweiten Scharnierarms 5 als auch die Axiallagerung und -abstützung des zweiten Scharnierarms 5 gegenüber dem ersten Scharnierarm 6 über die in den Haltearmen 631, 632 angeordneten Bundbuchsen 504, 505. Der Verstellantrieb 1 wird durch die formschlüssige Verbindung der Mitnahme 50 und der Gegenmitnahme 201 am Scharnier 4 nicht nur positioniert, sondern auch zentriert.
Bevorzugt ist auch eine Antriebsanordnung 10, bei der der Stützbolzen 12, die Mitnahme 50, der zweite Scharnierarm 5 sowie der erste Haltearm 631 des ersten Scharnierarms 6 am Verstellantrieb 1 vormontiert sind. Auch diese Ausführungsform der Antriebsanordnung 10 wird montiert, indem der vormontierte Verstellantrieb 1, insbesondere in einem definierten Winkel (nicht gezeigt), in die axiale Richtung 80 auf den zweiten Haltearm 632 aufgeschoben wird. Anschließend werden der erste Haltearm 631 sowie der zweite Haltearm 632 fest miteinander verbunden.
Im Vergleich zur Antriebsanordnung 10 im beschriebenen Stand der Technik gemäß 1 entfällt für die erfindungsgemäße Antriebsanordnung 10 der Antriebshebel 3 und die mit ihm verbundenen Bauteile Verbindungsbolzen 33, Wellfeder 32, Scheibe 31, Sicherungselement 22 und Schraube 34. Systemtoleranzen, die durch den Antriebshebel 3 ausgeglichen werden müssten, treten nicht mehr auf und müssen auch nicht ausgeglichen werden. Zudem erfordert die erfindungsgemäße Antriebsanordnung 10 auch keine Stützlagerfunktion, wie sie bei der Antriebsanordnung 10 der 1 über das Zapfenende der feststehenden Achse 60 in die Lagerbuchse erfolgt. Die erfindungsgemäße Antriebsanordnung 10 ist daher erheblich kostengünstiger herstellbar, und schnell und kostengünstig montierbar. Aufgrund des entfallenen Antriebshebels 3 nimmt sie auch weniger Bauraum ein.
Zum Verstellen einer Heckklappe werden in der Regel zwei solche Antriebsanordnungen 10 im Kraftfahrzeug eingesetzt. Dies bedeutet aufgrund der Vielzahl der entfallenden Bauteile zudem eine erhebliche Gewichtsersparnis.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102014202765 [0060]

Claims

Antriebsanordnung (10) für ein Kraftfahrzeug, mit einem Verstellantrieb (1) zum Verstellen einer Komponente, insbesondere einer Heckklappe, der eine Abtriebswelle (20) aufweist, die sich konzentrisch um eine Abtriebsachse (2) erstreckt und um die Abtriebsachse (2) in und gegen eine Drehrichtung (21) drehbar ist, und mit einem Scharnier (4), das einen ersten Scharnierarm (6) und einen gegenüber dem ersten Scharnierarm (6) um eine Scharnierachse (8) drehbaren zweiten Scharnierarm (5) aufweist, wobei der Verstellantrieb (1) zum Drehen des zweiten Scharnierarms (5) vorgesehen ist, und wobei die Scharnierachse (8) und die Abtriebsachse (2) fluchtend zueinander angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Scharnierarm (5) drehfest mit der Abtriebswelle (20) verbunden ist.
Antriebsanordnung (10), insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am zweiten Scharnierarm (5) eine Mitnahme (50) angeordnet ist, die mit einer Gegenmitnahme (201) der Abtriebswelle (20) formschlüssig verbunden ist.
Antriebsanordnung (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Scharnierarm (6) einen ersten Haltearm (631) und einen zweiten Haltearm (632) aufweist, die in axialen Richtung (80) voneinander beabstandet sind.
Antriebsanordnung (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Scharnierarm (6) zwischen den beiden Haltearmen (631, 632) angeordnet ist.
Antriebsanordnung (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in den beiden Haltearmen (631, 632) jeweils eine Bundbuchse (504, 505) angeordnet ist, wobei die Mitnahme (50) in den Bundbuchsen (504, 505) gelagert ist.
Antriebsanordnung (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mitnahme (50) einen Mitnahmezapfen (503) aufweist, der zumindest den ersten Haltearm (631) durchsetzt.
Antriebsanordnung (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mitnahme (50) einen Mitnahmekopf (501) aufweist, der einen axialen Anschlag bildet.
Antriebsanordnung (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Verstellantrieb (1) eine Drehmomentstütze (11) angeordnet ist, die mittels eines Stützbolzens (12) mit dem ersten Scharnierarm (6) verbunden ist.
Antriebsanordnung (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehmomentstütze (11) als Steckblech ausgebildet ist.
Verstellantrieb (1) für eine Antriebsanordnung (10) nach einem der vorherigen Ansprüche.
Kraftfahrzeug mit einer Antriebsanordnung (10) nach einem der Ansprüche 1–9.
Verfahren zum Montieren einer Antriebsanordnung (10) nach einem der Ansprüche 1–9, mit den Schritten • Aufschieben des Verstellantriebs (1) in axialer Richtung (80) auf das Scharnier (4), so dass die Scharnierachse (8) und die Abtriebsachse (2) fluchtend zueinander angeordnet, und die Gegenmitnahme (201) und die Mitnahme (50) formschlüssig miteinander verbunden sind, und • Montieren des Stützbolzens (12) oder des ersten Scharnierarms (6).