DE102014221854A1

DE102014221854A1 - Toleranzausgleich an einem Verstellantrieb

Info

Publication number: DE102014221854A1
Application number: DE102014221854.3A
Authority: DE
Inventors: Hans-Juergen Oberle; Franz Schwendemann; Roland Braun; Jens Schrader; Wolfgang Greis
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2014-10-27
Filing date: 2014-10-27
Publication date: 2016-04-28

Abstract

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 in eine Längsrichtung erstreckt, und mit einem Scharnier, das einen ersten Scharnierarm und einen mit dem Verstellantrieb gegenüber dem ersten Scharnierarm um eine Scharnierachse drehbaren zweiten Scharnierarm aufweist, wobei zum Festlegen des ersten Scharnierarms am Verstellantrieb ein erstes Langloch am ersten Scharnierarm und eine Durchgangsbohrung am Verstellantrieb fluchtend zum ersten Langloch angeordnet sind, wobei sich das erste Langloch in eine erste Raumrichtung erstreckt, und wobei die Durchgangsbohrung ein zweites Langloch ist, das sich in eine zweite Raumrichtung erstreckt. Die vorliegende Erfindung betrifft zudem den Verstellantrieb und das Scharnier für die Antriebsanordnung, ein Kraftfahrzeug mit der Antriebsanordnung sowie ein Verfahren zum Montieren der Antriebsanordnung.

Description

Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antriebsanordnung für ein Kraftfahrzeug, mit einem Verstellantrieb zum Verstellen einer Komponente, insbesondere einer Heckklappe, 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. Die vorliegende Erfindung betrifft zudem den Verstellantrieb und das Scharnier 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.
Die Druckschrift DE 10 2014 217 513.5 offenbart eine Antriebsanordnung, bei der der zweite Scharnierarm eine Mitnahme aufweist. Am Verstellantrieb ist eine Gegenmitnahme fluchtend zur Mitnahme angeordnet. Die Mitnahme und die Gegenmitnahme greifen ineinander, so dass sich der zweite Scharnierarm in Drehrichtung der Abtriebswelle des Verstellantriebs dreht, wenn dieser angetrieben wird.
Offenbarung der Erfindung
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine alternative Antriebsanordnung, insbesondere zum automatischen Verstellen einer Komponente, insbesondere einer Heckklappe eines Kraftfahrzeugs, zu schaffen, die während ihrer Montage und Befestigung mehr Möglichkeiten eines Toleranzausgleichs zulässt, und die zudem kostengünstig herstellbar und schnell montierbar ist.
Die Aufgabe wird gelöst mit einer Antriebsanordnung gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 1, einem Verstellantrieb gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 10, einem Scharnier gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 11, einem Kraftfahrzeug gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 12, und einem Verfahren gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 13. Vorteilhafte Ausführungsformen sind den abhängigen Patentansprüchen entnehmbar.
Dafür wird eine Antriebsanordnung für ein Kraftfahrzeug geschaffen. Die Antriebsanordnung weist einen Verstellantrieb auf, 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, beispielsweise zum Verstellen einer Tür oder eines Verdecks.
Um die Komponente automatisch zu verschwenken, ist es bevorzugt, dass der Verstellantrieb ein Antriebsmittel sowie 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. Sie erstreckt sich in eine Längsrichtung.
Die Antriebsanordnung umfasst zudem ein Scharnier. Das Scharnier weist einen ersten Scharnierarm und einen gegenüber dem ersten Scharnierarm, insbesondere um eine Scharnierachse, drehbaren zweiten Scharnierarm auf. Die Komponente ist am zweiten Scharnierarm anordbar.
Der Verstellantrieb ist zum Drehen des zweiten Scharnierarms vorgesehen. Beim Drehen des zweiten Scharnierarms wird die an ihm angeordnete Komponente verschwenkt.
Zum Festlegen des ersten Scharnierarms am Verstellantrieb ist am ersten Scharnierarm ein erstes Langloch angeordnet. Zudem ist am Verstellantrieb eine Durchgangsbohrung angeordnet. Die Durchgangsbohrung ist fluchtend zum ersten Langloch angeordnet. Das erste Langloch erstreckt sich in eine erste Raumrichtung. Es ist zum Ausgleich von sich in die erste Raumrichtung auswirkenden Toleranzen und/oder Spiel, insbesondere des Scharniers, vorgesehen.
Die Antriebsanordnung zeichnet sich dadurch aus, dass die Durchgangsbohrung ein zweites Langloch ist, das sich in eine zweite Raumrichtung erstreckt. Mit dem zweiten Langloch sind daher Toleranzen und/oder Spiel ausgleichbar, die sich in die zweite Raumrichtung auswirken.
Beim Festlegen des Scharniers am Verstellantrieb ermöglicht dieses Konzept daher gleichzeitig den Toleranz- und/oder Spielausgleich in drei Raumrichtungen. Dadurch können der Verstellantrieb und das Scharnier im Wesentlichen unverspannt aneinander befestigt werden.
Bevorzugt ist die erste Raumrichtung eine radiale Richtung zur Abtriebsachse. Die zweite Raumrichtung ist bevorzugt eine Umfangsrichtung zur Abtriebsachse. Das erste Langloch und das zweite Langloch sind daher im Wesentlichen in einem Kreuz, insbesondere in einem etwa rechten Winkel, zueinander angeordnet. Da sich das zweite Langloch in Umfangsrichtung erstreckt, ist es zumindest geringfügig bogenförmig ausgebildet. Die dritte Raumrichtung ist bevorzugt die Längsrichtung.
Am zweiten Scharnierarm ist bevorzugt eine Mitnahme angeordnet, die fluchtend zu einer Gegenmitnahme der Abtriebswelle angeordnet ist. Dabei ist es bevorzugt, dass die Scharnierachse, um die der zweite Scharnierarm gegenüber dem ersten Scharnierarm drehbar ist, fluchtend zur Abtriebsache angeordnet ist, entlang der sich die Abtriebswelle erstreckt. Die Gegenmitnahme und die Mitnahme erstrecken sich bei dieser Anordnung in Richtung der Scharnierachse und der Abtriebsachse. Diese Anordnung ist sehr kompakt baubar.
Die Mitnahme und die Gegenmitnahme weisen bevorzugt zueinander korrespondierende Formschlussmittel und Formschlussgegenmittel auf, die formschlüssig zusammenwirken. Dadurch sind die Mitnahme und die Gegenmitnahme drehfest miteinander verbunden. Besonders bevorzugt sind sie lösbar miteinander verbunden. Die Antriebsanordnung dieser Ausführungsform ist 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.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Mitnahme als Buchse und die Gegenmitnahme als Steckelement ausgebildet. Es ist aber ebenfalls die umgekehrte Anordnung bevorzugt.
Zudem ist es bevorzugt, dass die Buchse ein Halsstück aufweist, in dem keine Formschlussmittel angeordnet sind. Beim Einschieben des Steckelementes in das Halsstück während der Montage der Antriebsanordnung wird der Verstellantrieb dadurch bereits vorzentriert.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Formschlussmittel und Formschlussgegenmittel jeweils durch eine Verzahnung gebildet. Dabei weist die Buchse bevorzugt eine Innenverzahnung, und das Steckelement bevorzugt eine Außenverzahnung auf. Bei dieser Ausführungsform greifen die Innenverzahnung und die Außenverzahnung ineinander. Die Montage des Steckelementes in der Buchse erfordert bei dieser Ausführungsform in der Regel ein zumindest geringfügiges Drehen des Steckelementes und/oder der Buchse relativ zueinander, so dass die Formschlussmittel in Eingriff zueinander geraten. Aufgrund der kreuzweisen Anordnung des ersten und des zweiten Langlochs zueinander ist dies ohne ein Verspannen der Mitnahme und der Gegenmitnahme zueinander möglich. Daher werden dabei auch das Scharnier und der Verstellantrieb nicht zueinander verspannt.
Im montierten Zustand weist ein Rand der Innenverzahnung der Buchse bevorzugt einen Abstand zu einem Rand der Außenverzahnung des Steckelementes der Antriebsanordnung auf. Der Abstand ermöglicht den Toleranz- und/oder Spielausgleich in die Längsrichtung.
Für die Verzahnung ist eine Vielzahl von Formen bevorzugt, die eine Schiebe- oder Kupplungsverbindung ermöglichen, beispielsweise eine Kerbverzahnung oder eine Keilverzahnung.
Es ist aber auch eine Ausführungsform der Mitnahme und der Gegenmitnahme mit Rastmitteln bevorzugt, die im aneinander angeordneten Zustand miteinander, insbesondere lösbar, verrasten.
Der erste Scharnierarm weist bevorzugt einen ersten Haltearm und einen zweiten Haltearm auf, zwischen denen der zweite Scharnierarm angeordnet ist. In einer bevorzugten Ausführungsform weist er zudem einen dritten Haltearm auf, in dem das erste Langloch angeordnet ist. Die Haltearme sind bevorzugt in Längsrichtung voneinander beabstandet. Vorzugsweise erstrecken sie sich zumindest teilweise parallel zueinander. Dabei ist es bevorzugt, dass sie mit einem Verbindungsarm miteinander verbunden sind. Der Verbindungsarm ist bevorzugt etwa quer zu den Haltearmen angeordnet. In dieser Ausführungsform ist der erste Scharnierarm etwa E-förmig ausgebildet. Es ist aber ebenfalls eine Ausführungsform bevorzugt, mit lediglich zwei Haltearmen, wobei das erste Langloch in einem der beiden Haltearme angeordnet ist, und der erste Scharnierarm daher etwa u-förmig ausgebildet ist. In Abhängigkeit von den Bauraumverhältnissen sind auch noch andere Ausbildungen des ersten Scharnierarms bevorzugt.
Zum Anordnen des zweiten Scharnierarms zwischen dem ersten und dem zweiten Haltearm ist es weiterhin bevorzugt, dass in diesen beiden Haltearmen jeweils eine Bundbuchse vorgesehen ist, wobei die Mitnahme in den Bundbuchsen gelagert ist. Vorzugsweise weist die Mitnahme dafür einen Mitnahmezapfen auf, der diese beiden Haltearme, insbesondere die in den Haltearmen angeordneten Bundbuchsen, zumindest teilweise oder vollständig 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 Längsrichtung 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 die Längsrichtung begrenzt
Zudem ist es bevorzugt, dass der Verstellantrieb eine Drehmomentstütze aufweist, in der das zweite Langloch angeordnet ist. Die Drehmomentstütze ist bevorzugt als Steckblech ausgebildet. Dadurch ist sie aus einem plattenförmigen Flachbandmaterial, insbesondere als Stanzteil, kostengünstig herstellbar. Zudem kann sie dadurch, beispielsweise durch einen zusätzlichen Biegeprozess, sehr einfach an die Geometrie des Scharniers angepasst werden. Sie ist zum Abstützen eines beim Drehen des zweiten Scharnierarms relativ zum ersten Scharnierarm auftretenden Drehmomentes vorgesehen. Die Drehmomentstütze ist bevorzugt ein Gehäusebauteil des Verstellantriebs. Es ist aber auch ein Karosseriebauteil eines Kraftfahrzeugs verwendbar.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Drehmomentstütze eine Zunge auf, die gegenüber einem Gehäuse des Verstellantriebs erhaben ist, und in der das zweite Langloch angeordnet ist. Bei dieser Ausführungsform ist das zweite Langloch für einen Monteur leicht zugänglich.
Zum Festlegen des Verstellantriebs am Scharnier umfasst die Antriebsanordnung bevorzugt weiterhin einen Stützbolzen. Der Stützbolzen wird bevorzugt am Verstellantrieb vormontiert. Dafür ist bevorzugt ein Sicherungselement vorgesehen. Im montierten Zustand ist es bevorzugt, dass der Stützbolzen das erste und das zweite Langloch durchsetzt. Das Sicherungselement ist dann bevorzugt zwischen der Drehmomentstütze und dem ersten Scharnierarm angeordnet. Besonders bevorzugt ist an der Drehmomentstütze und/oder am ersten Scharnierarm eine Ausnehmung zur Aufnahme des Sicherungselementes vorgesehen. Die Ausnehmung ist vorzugsweise so groß vorgesehen, dass sie das Sicherungselement vollständig aufnimmt. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass die Drehmomentstütze und der erste Scharnierarm im montierten Zustand an gegenüberliegenden Anlageflächen, insbesondere flächig, aneinander anliegen.
Um einerseits die Möglichkeit des Toleranzausgleichs sicher zu stellen, und andererseits eine ausreichende Befestigung des Verstellantriebs und des Scharniers aneinander zu gewährleisten, ist es weiterhin bevorzugt, dass der Stützbolzen einen Bolzenkopf, einen Zapfen und ein erstes Anlagemittel sowie ein zweites Anlagemittel aufweist. Der Bolzenkopf ist dafür vorgesehen, das Einschieben des Stützbolzens in die Längsrichtung zu begrenzen. Er dient daher als Anschlag. Der Zapfen ist dafür vorgesehen, den Verstellantrieb mit dem Scharnier zu verbinden. Dafür durchsetzt er das zweite Langloch in der Drehmomentstütze des Verstellantriebs und das erste Langloch im dritten Haltearm des zweiten Scharnierarms.
Das zweite Anlagemittel ist im montierten Zustand der Antriebsanordnung bevorzugt im zweiten Langloch angeordnet. Das erste Anlagemittel ist im montierten Zustand der Antriebsanordnung bevorzugt im ersten Langloch angeordnet. Die Anlagemittel verringern das zwischen den Stützbolzen und den Langlöchern jeweils verbleibende Spiel quer zur Erstreckungsrichtung der Langlöcher, also quer zur ersten oder zweiten Raumrichtung. Sie dienen gleichzeitig als Führungsmittel beim Einführen des Stützbolzens in die Langlöcher und/oder bei seinem Verschieben in eine der Erstreckungsrichtungen. Sie sind als gegenüber dem Zapfen erhabene Anformungen ausgebildet.
Vorzugsweise ist das zweite Anlagemittel zum Verringern des Spiels zwischen dem Zapfen und dem zweiten Langloch quer zur zweiten Raumrichtung vorgesehen. In der Ausführungsform, in der die zweite Raumrichtung die Umfangsrichtung ist, ist das zweite Anlagemittel bevorzugt nierenförmig ausgebildet und weist eine Höhe auf, die etwa so groß oder nur unwesentlich kleiner als eine Höhe des zweiten Langlochs ist. Das erste Anlagemittel ist in dieser Ausführungsform bevorzugt zum Verringern des Spiels zwischen dem Zapfen und dem ersten Langloch quer zur ersten, sich vorzugsweise in die radiale Richtung erstreckenden, Raumrichtung vorgesehen. Es ist dafür bevorzugt kreisrund ausgebildet und weist einen Durchmesser auf, der etwa so groß oder nur unwesentlich kleiner als eine Breite des ersten Langlochs ist.
Um das unverspannte Montieren des Verstellantriebs an das Scharnier zu gewährleisten, und daher den Toleranz- und Spielausgleich in die beiden Raumrichtungen zu ermöglichen, ist es zudem bevorzugt, dass die Anlagemittel jeweils in ihren Langlöchern in ihrer Erstreckungsrichtung verschiebbar sind. In der Ausführungsform, in der die zweite Raumrichtung die Umfangsrichtung ist, ist dafür bevorzugt eine Breite des zweiten Anlagemittels kleiner als eine Breite des zweiten Langlochs in seiner Erstreckungsrichtung (d. h. in der zweiten Raumrichtung). Weiterhin bevorzugt ist dafür der Durchmesser des ersten Anlagemittels kleiner als eine Höhe des ersten Langlochs in seiner Erstreckungsrichtung (d. h. in der ersten Raumrichtung).
In einer Ausführungsform, in der die zweite Raumrichtung die radiale Richtung, und die erste Raumrichtung die Umfangsrichtung ist, ist das zweite Anlagemittel bevorzugt kreisrund, und das erste Anlagemittel nierenförmig ausgebildet. Dabei ist es bevorzugt, dass die Ausmaße der Langlöcher und der Anlagemittel entsprechend angepasst sind. Die erfindungsgemäße Antriebsanordnung ist nicht nur kostengünstig herstellbar und sehr kompakt baubar. Sie ist zudem sehr leicht und schnell montierbar, ohne den Verstellantrieb und das Scharnier gegeneinander zu verspannen.
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 Scharnierachse in und gegen die Umfangsrichtung drehbar ist.
Das Scharnier weist das im zweiten Scharnierarm angeordnete Langloch auf, das sich in die erste Raumrichtung, insbesondere in radialer Richtung zu einer Abtriebsachse eines das Scharnier antreibenden Verstellantriebs, erstreckt. Bevorzugt ist das erste Langloch in einem dritten Haltearm des zweiten Scharnierarms angeordnet. Dabei ist es bevorzugt, dass der erste Scharnierarm zwischen dem ersten und zweiten Haltearm angeordnet ist.
Die Aufgabe wird weiterhin gelöst mit einem Verstellantrieb für eine solche Antriebsanordnung. Der Verstellantrieb zeichnet sich durch das an der Drehmomentstütze angeordnete zweite Langloch aus. Das zweite Langloch ist zum Ausgleichen von Toleranzen und Spiel der Antriebsanordnung vorgesehen, die sich in die zweite Raumrichtung, insbesondere in die Umfangsrichtung, auswirken.
Die Aufgabe wird weiterhin gelöst mit einem Kraftfahrzeug mit einer solchen Antriebsanordnung. Die Antriebsanordnung ist bevorzugt zum insbesondere automatischen 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, wobei der Stützbolzen im zweiten Langloch vormontiert, und mit dem Sicherungselement gesichert ist, so dass er sich nicht in Längsrichtung verschieben und dadurch verloren gehen kann.
Das Verfahren umfasst bevorzugt die Schritte:

a) Aufschieben des Verstellantriebs in Längsrichtung, so dass die Mitnahme und die Gegenmitnahme fluchtend zueinander angeordnet sind, und der Stützbolzen das erste Langloch und das zweite Langloch durchsetzt, und
b) Festlegen des Stützbolzens, insbesondere mittels einer Mutter.

Dabei ist es bevorzugt, dass der Schritt a) die vorzugsweise aufeinander folgenden Teilschritte umfasst:

• Vorzentrieren des Steckelementes im Halsstück der Buchse,
• Anordnen des Stützbolzens fluchtend zum ersten Langloch,
• Drehen des Verstellantriebs und/oder des Scharniers in Umfangsrichtung relativ zueinander, bis die Außenverzahnung des Steckelementes in Eingriff zu der Innenverzahnung der Buchse gerät, und
• Weiterschieben des Verstellantriebs in Längsrichtung, bis der erste Scharnierarm, insbesondere der dritte Haltearm, an der Drehmomentstütze anliegt, und der Stützbolzen das erste Langloch durchsetzt.

Durch die als zweites Langloch ausgebildete Durchgangsbohrung in der Drehmomentstütze des Scharnierarms werden der Verstellantrieb und das Scharnier trotz des Drehens dieser Bauteile in Umfangsrichtung relativ zueinander während der Montage nicht gegeneinander verspannt. Die Montage ist daher verspannungsfrei sehr einfach und 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 erfindungsgemäße Antriebsanordnung in einer explosionsartigen Ansicht,
2 zeigt die montierte Antriebsanordnung aus 1, und
3 zeigt in (a)–(c) jeweils verschiedene Ansichten eines Stützbolzens der Antriebsanordnung.
Die Antriebsanordnung 10 der 1 ist zum automatischen Verstellen einer Komponente (nicht gezeigt) eines Kraftfahrzeugs (nicht gezeigt) vorgesehen. Sie umfasst einen Verstellantrieb 1 und ein Scharnier 4. 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 anderer 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, relativ zum ersten Scharnierarm 6 um eine Scharnierachse 8 in und gegen eine Umfangsrichtung 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 (nicht gezeigt) vorgesehen. Beim Drehen des zweiten Scharnierarms 5 wird die Komponente daher verschwenkt.
Der Verstellantrieb 1 ist zum Antrieb des Scharniers 4 vorgesehen. Dafür wird er in Längsrichtung 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 montierten 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 Längsrichtung 80 auf das Scharnier 4, insbesondere auf die Mitnahme 50 des zweiten Scharnierarms 5, 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 Längsrichtung 80 wieder voneinander lösbar.
Die Mitnahme 50 ist in zwei in Längsrichtung 80 voneinander beabstandeten Haltearmen 631, 632 des ersten Scharnierarms 6 gelagert. Im dargestellten Ausführungsbeispiel durchsetzt die Mitnahme 50 beide Haltearme 631, 632. Dafür sind in beiden Haltearmen 631, 632 Bundbuchsen 504, 505 vorgesehen.
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.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der erste Scharnierarm 6 E-förmig ausgebildet. Er umfasst den ersten Haltearm 631 und den zweiten Haltearm 632, sowie zudem einem dritten Haltearm. 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.
Der Stützbolzen 12 verbindet den Verstellantrieb 1 mit dem Scharnier 4, insbesondere die Drehmomentstütze 11 mit dem ersten Scharnierarm 6. Dafür ist ersten Scharnierarm 6, insbesondere im dritten Haltearm 633, ein erstes Langloch 61 vorgesehen, das sich in eine erste Raumrichtung R1 erstreckt. Im montierten Zustand, in dem der zweite Scharnierarm 6 mit dem Stützbolzen 12 an der Drehmomentstütze 11 befestigt ist, ist das erste Langloch 61 in radialer Richtung 82 zur Abtriebsachse 2 ausgerichtet. Die erste Raumrichtung R1 ist daher hier die radiale Richtung 82. Zudem ist zum Verbinden des Verstellantriebs 1 mit dem Scharnier 4 in der Drehmomentstütze 11 ein zweites Langloch 13 vorgesehen, das sich in eine zweite Raumrichtung R2 erstreckt. Die zweite Raumrichtung R2 ist etwa quer zur ersten Raumrichtung R1 angeordnet. Und zwar erstreckt sich das zweite Langloch 13 in Umfangsrichtung 81 zur Abtriebsachse 2. Die zweite Raumrichtung R2 ist daher die Umfangsrichtung 81. Das zweite Langloch 13 ist daher zumindest geringfügig bogenförmig ausgebildet. Es weist sich gegenüberliegende Innenwände auf, die sich in der zweiten Raumrichtung R2 entlang eines Kreises um die Abtriebsachse 2 erstrecken. Dies ist schematisch durch einen Kreis mit dem Radius R gezeigt, der sich entlang einer dieser beiden, das zweite Langloch 13 begrenzenden Innenwände (nicht bezeichnet) erstreckt.
Damit der Stützbolzen 12 leicht für einen Monteur zugänglich ist, weist die Drehmomentstütze 11 eine Zunge 111 auf, die gegenüber dem Verstellantrieb 1 erhaben ist. Das zweite Langloch 13 ist in der Zunge 111 angeordnet.
Zum Verbinden ist der Stützbolzen 12 vorgesehen. Er ist in der 3 in verschiedenen Ansichten schematisch gezeigt.
Der Stützbolzen 12 weist einen Bolzenkopf 121 auf. Der Bolzenkopf 121 ist dafür vorgesehen, das Einschieben des Stützbolzens 12 in die Längsrichtung 80 zu begrenzen. Der Bolzenkopf 121 dient daher als Anlagemittel. Er erstreckt sich im montierten Zustand quer zur Längsrichtung 80 und liegt im montierten Zustand an der Drehmomentstütze 11, insbesondere an der dem Scharnier 4 abgewandten Seite (nicht bezeichnet) der Drehmomentstütze 11, an.
Weiterhin weist der Stützbolzen 12 einen Zapfen 124 auf, der zum Verbinden des Verstellantriebs 1 mit dem Scharnier 4 vorgesehen ist. Der Zapfen 124 erstreckt sich im montierten Zustand in die Längsrichtung 80. Er durchsetzt dann das zweite Langloch 13 und das erste Langloch 61.
Weiterhin weist der Stützbolzen 12 ein erstes Anlagemittel 123 und ein zweites Anlagemittel 122 auf. Im montierten Zustand der Antriebsanordnung ist das zweite Anlagemittel 122 im zweiten Langloch 13, und das erste Anlagemittel 123 im ersten Langloch 61 angeordnet. Das erste Anlagemittel 123 verringert das gegenüber dem Zapfen 124 zwischen dem Stützbolzen 12 und dem ersten Langloch 61 verbleibende Spiel quer zur ersten Raumrichtung R1. Das zweite Anlagemittel 122 verringert das gegenüber dem Zapfen 124 zwischen dem Stützbolzen 12 und dem zweiten Langloch 13 verbleibende Spiel quer zur zweiten Raumrichtung R2. Die Anlagemittel 122, 123 dienen gleichzeitig als Führungsmittel beim Einführen des Stützbolzens 12 in die Langlöcher 61, 13, und/oder beim Verschieben des Stützbolzens 12 in die erste Raumrichtung R1, oder in die zweite Raumrichtung R2.
Dafür weist das zweite Anlagemittel 122 eine Querschnittskontur auf, die der Querschnittskontur des zweiten Langlochs 13 entspricht. Der Stützbolzen 12 ist daher im Bereich des zweiten Anlagemittels 122 nierenförmig ausgebildet und erstreckt sich in die zweite Raumrichtung R2. Er weist im Bereich des zweiten Anlagemittels 122 zwei sich gegenüberliegende bogenförmige, vorzugsweise kreisförmige, Außenflächen 1221, 1222 auf, die sich in die zweite Raumrichtung R2 erstrecken. Seine Höhe H_A2 quer zur zweiten Raumrichtung R2 ist etwa so groß oder nur unwesentlich kleiner als eine Höhe H2 des zweiten Langlochs 13. Eine Breite B_A2 des zweiten Anlagemittels 122 ist zudem kleiner als eine Breite B2 des zweiten Langlochs 13 in der zweiten Raumrichtung R2. Dadurch ist das Stützbolzen 12 im zweiten Langloch 13 in und gegen die zweite Raumrichtung R2, hier also im montierten Zustand in und gegen die Umfangsrichtung, verschiebbar.
Das erste Anlagemittel 123 weist dafür hingegen eine kreisrunde Querschnittskontur auf. Das erste Anlagemittel 123 weist einen Durchmesser D_A1 auf, der etwa so groß oder nur unwesentlich kleiner als eine Breite B1 des ersten Langlochs 61 ist. Der Durchmesser D_A1 des ersten Anlagemittels 123 ist zudem kleiner als eine Höhe H1 des ersten Langlochs 61 in der ersten Raumrichtung R1. Dadurch ist das Stützbolzen 12 im ersten Langloch 13 in und gegen die erste Raumrichtung R1, hier also im montierten Zustand in und gegen die radiale Richtung, verschiebbar.
Dabei sind der Durchmesser D_A1 des ersten Anlagemittels 123 und die Höhe H_A2 des zweiten Anlagemittels 122 gleich und größer als ein Durchmesser D des Zapfens 124. Zudem sind der Durchmesser D_A1 des ersten Anlagemittels 123 und die Breite H_A2 des zweiten Anlagemittels 122 größer als der Durchmesser D des Zapfens 124. Der Zapfen 124 ist daher widerstandsfrei durch die Langlöcher 61, 13 hindurch führbar. Zudem ist das erste Anlagemittel 123 widerstandsfrei durch das zweite Anlagemittel 122 hindurch führbar.
Bei dieser Anordnung wird der Stützbolzen 12 in Längsrichtung 80 in das zweite Langloch 13 eingeschoben. Bevorzugt ist aber ebenfalls eine Anordnung, bei der der Stützbolzen 12 gegen die Längsrichtung 80 in das erste Langloch 61 eingeschoben wird. Der Stützbolzen 12 ist bei dieser Ausführungsform am Scharnier 4 vormontiert. Dafür sind entweder die Ausmaße des ersten und des zweiten Langlochs 13, 61 so gewählt, dass der im zweiten Langloch 13 anzuordnende zweite Anlagebereich 122 widerstandsfrei durch das erste Langloch 61 hindurch führbar ist. Oder ebenfalls bevorzugt sind die Konturen des ersten und des zweiten Langlochs 13, 61 vertauscht.
Der Verstellantrieb 1 wird mit vormontiertem Stützbolzen 12 ausgeliefert. Dafür zeigt die 1 ein Sicherungselement 7, hier einen offenen Sicherungsring, der auf den Zapfen 124 aufgeschoben wird, wenn der Stützbolzen 12 das zweite Langloch 13 durchsetzt. Er ist daher an der dem Scharnier 4 zugewandten Seite der Drehmomentstütze 11 angeordnet und verhindert ein Herausfallen des Stützbolzens 12 aus dem zweiten Langloch 13 gegen die Längsrichtung 80. In der dargestellten Ausführungsform weist die Drehmomentstütze 11 eine Ausnehmung 131 auf, die das zweite Langloch 13 umgibt. Die Ausnehmung 131 ist zur Aufnahme des Sicherungselementes 7 vorgesehen. Dadurch kann das Sicherungselement 7 während der Montage am Stützbolzen 12 verbleiben und muss nicht entfernt werden. Die Ausnehmung 131 ist ausreichend groß, insbesondere tief, ausgebildet, dass sie das Sicherungselement 7 aufnimmt. Im montierten Zustand liegen die Drehmomentstütze 11 und der erste Scharnierarm 6 dadurch insbesondere reibschlüssig aneinander an.
Um den Stützbolzen 12 zu befestigten, weist der Zapfen 124 ein Gewinde (nicht gezeigt und nicht bezeichnet) auf, auf das eine Mutter 14 aufschraubbar ist. Die Antriebsanordnung 10 wird montiert, indem der Verstellantrieb 1 in die Längsrichtung 80 auf das, insbesondere an der Karosserie montierte, Scharnier 4 aufgeschoben wird. Anschließend wird er am ersten Scharnierarm 6 festgelegt, indem die Mutter 14 auf den Zapfen 124 des Stützbolzens 12 aufgeschraubt wird.
Zum Aufschieben des Verstellantriebs 1 auf das Scharnier 4 wird das Steckelement 201 der Gegenmitnahme 20 beim Aufschieben des Verstellantriebs in Längsrichtung 80 im Halsstück 507 der Buchse 501 der Mitnahme 50 vorzentriert. Anschließend wird der Stützbolzen 12 fluchtend zum ersten Langloch 61 angeordnet. Dann wird der Verstellantrieb 1 gedreht, bis die Außenverzahnung 202 des Steckelementes 201 in Eingriff mit der Innenverzahnung 502 der Buchse 501 gerät. Dazu weisen die Außenverzahnung 202 und die Innenverzahnung 502 eine Feinverzahnung auf, die jeweils mindestens 18 Zähne aufweist, wodurch die maximale Verdrehung bei der Montage maximal 20° beträgt. Der Verstellantrieb 1 wird dann in Längsrichtung 80 weitergeschoben, bis die Drehmomentstütze 11 am ersten Scharnierarm 6, hier am dritten Haltearm 633, anliegt. Der Steckbolzen 12 durchsetzt dann das erste Langloch 61. Zum Festlegen wird abschließend die Mutter 14 aufgeschraubt.
Aufgrund des zweiten Langlochs 13 ist das Drehen des Verstellantriebs 1 während der Montage möglich, ohne den Verstellantrieb 1 und das Scharnier 4 dabei zu verspannen. Das erste Langloch 13 dient zum Ausgleich von Toleranzen und Spiel des Scharniers 4.
Für einen Toleranz- und/oder Spielausgleich in die Längsrichtung 80 weist zudem ein Rand 508 der Innenverzahnung 502 der Buchse 50 einen Abstand A zu einem Rand 208 der Außenverzahnung 202 des Steckelementes 20 der Antriebsanordnung 10 auf. Dadurch ist das Steckelement 20 auch bei axialem Spiel zwischen dem Steckelement 20 und der Buchse 50 sowie in die Buchse 50 einschiebbar, bis der erste Scharnierarm 6, insbesondere der dritte Haltearm 633, an der Drehmomentstütze 11, insbesondere an der Zunge 111, anliegt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102014217513 [0003]

Claims

Antriebsanordnung (10) für ein Kraftfahrzeug, mit einem Verstellantrieb (1) zum Verstellen einer Komponente, insbesondere einer Heckklappe, der eine Abtriebswelle (20) aufweist, die sich in eine Längsrichtung (80) erstreckt, und mit einem Scharnier (4), das einen ersten Scharnierarm (6) und einen mit dem Verstellantrieb (1) gegenüber dem ersten Scharnierarm (6) drehbaren zweiten Scharnierarm (5) aufweist, wobei zum Festlegen des ersten Scharnierarms (6) am Verstellantrieb (1) ein erstes Langloch (61) am ersten Scharnierarm (6), und eine Durchgangsbohrung (13) am Verstellantrieb (1) und fluchtend zum ersten Langloch (61) angeordnet sind, wobei sich das erste Langloch (61) in eine erste Raumrichtung (R1) erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchgangsbohrung (13) ein zweites Langloch (13) ist, das sich in eine zweite Raumrichtung (R2) erstreckt.
Antriebsanordnung (10), insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Raumrichtung (R1) eine radiale Richtung (82), und die zweite Raumrichtung (R2) eine Umfangsrichtung (81) der Abtriebswelle (20) ist.
Antriebsanordnung (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verstellantrieb (1) eine Drehmomentstütze (11) aufweist, in der das zweite Langloch (13) angeordnet ist.
Antriebsanordnung (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verstellantrieb (1) einen Stützbolzen (12) umfasst, der das erste und das zweite Langloch (61, 13) durchsetzt.
Antriebsanordnung (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Drehmomentstütze (11) und dem ersten Scharnierarm (6) ein Sicherungselement (7) angeordnet ist, die der Stützbolzen (12) durchsetzt.
Antriebsanordnung (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützbolzen (12) einen Bolzenkopf (121), einen Zapfen (124) und ein erstes Anlagemittel (123) sowie ein zweites Anlagemittel (122) aufweist.
Antriebsanordnung (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Anlagemittel (122) nierenförmig ausgebildet ist.
Antriebsanordnung (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am zweiten Scharnierarm (5) eine Mitnahme (50) angeordnet ist, die fluchtend zu einer Gegenmitnahme (201) der Abtriebswelle (20) angeordnet ist, wobei die Mitnahme (50) und die Gegenmitnahme (201) zueinander korrespondierende Formschlussmittel (502, 202) – insbesondere eine Feinverzahnung – aufweisen, die form- und/oder kraftschlüssig zusammenwirken.
Antriebsanordnung (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mitnahme (50) als Buchse und die Gegenmitnahme (201) als Steckelement ausgebildet ist, oder umgekehrt, und die Buchse ein Halsstück (507) aufweist, in dem keine Formschlussmittel (502) angeordnet sind.
Antriebsanordnung (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Scharnierarm (6) einen ersten Haltearm (631) und einen zweiten Haltearm (632) aufweist, zwischen denen der erste Scharnierarm (6) angeordnet ist, sowie einen dritten Haltearm (633), in dem das erste Langloch (61) angeordnet ist
Verstellantrieb (1) für eine Antriebsanordnung (10) nach einem der vorherigen Ansprüche.
Scharnier (4) für eine Antriebsanordnung (10) nach einem der Ansprüche 1–10.
Kraftfahrzeug mit einer Antriebsanordnung (10) nach einem der Ansprüche 1–10.
Verfahren zum Montieren einer Antriebsanordnung (10) nach einem der Ansprüche 1–10, wobei der Stützbolzen (12) im zweiten Langloch (13) vormontiert, und mit dem Sicherungselement (7) gesichert ist, mit den Schritten: – Aufschieben des Verstellantriebs (1) in Längsrichtung (80), so dass die Mitnahme (50) und die Gegenmitnahme (201) fluchtend zueinander angeordnet sind, und der Stützbolzen (12) das erste Langloch (61) und das zweite Langloch (13) durchsetzt, wobei – das Steckelement (201) zunächst im Halsstück (507) der Buchse (501) vorzentriert wird, – der Stützbolzen (12) fluchtend zum ersten Langloch (61) angeordnet wird, – der Verstellantrieb (1) und/oder das Scharnier (4) in Umfangsrichtung (81) relativ zueinander gedreht wird, bis die Außenverzahnung (202) des Steckelementes (201) in Eingriff zu der Innenverzahnung (502) der Buchse (50) gerät, – der Verstellantrieb (1) in Längsrichtung (80) solange weitergeschoben wird, bis der erste Scharnierarm (6), insbesondere der dritte Haltearm (633), an der Drehmomentstütze (11) anliegt, und der Stützbolzen (12) das erste Langloch (61) durchsetzt, und – Festlegen des Stützbolzens (12), insbesondere mittels einer Mutter (14).