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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Einstellung eines Toleranzausgleiches an einem Stellantrieb, welcher aus einem Stellmotor und einer, mit diesem Stellmotor gekoppelten Stellmechanik in einem Montageschritt zusammengesetzt wird und nach dem Montageschritt der gesamte Stellantrieb einem Justierprozess unterzogen wird, in welchem eine Stellgröße gemessen wird, die mit einem Sollwert verglichen wird, sowie einen Stellantrieb.
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Aus der
DE 20 2006 018 289 U1 ist eine Justierung einer motorischen Stellvorrichtung bekannt, bei welcher ein Stellmotor mit einem Stellmechanismus gekoppelt ist, um ein Stellelement zwischen zwei Endstellungen zu verfahren. Mittels eines Sensors wird eine Stellgeschwindigkeitsmessgröße erfasst, wenn das Stellelement in Richtung auf eine Endstellung verfahren wird. Dabei wird die gemessene Stellgeschwindigkeitsmessgröße mit einem Sollwert verglichen, was aber nur geschieht, wenn vor oder während des Justierschrittes eine für die Temperatur der Stellvorrichtung charakteristische Temperaturkenngröße ausgewertet wurde und die aktuelle Temperatur die Temperaturkenngröße unterschreitet. Dadurch wird sichergestellt, dass eine beschädigungsanfällige mechanische Komponente der Stellvorrichtung, wie beispielsweise eine Komponente aus Kunststoff oder Gummi, bei Überschreitung der Temperatur geschont wird und der Justiervorgang ausgesetzt wird. Der Justierprozess wird erst durchgeführt, wenn der Stellantrieb bereits im Fahrzeug verbaut wurde. Stellt sich dabei heraus, dass der Stellantrieb den Toleranzanforderungen nicht genügt, muss dieser wieder ausgebaut werden, was die Montagekosten erhöht.
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Da aber bei Stellantrieben, welche beispielsweise für Türantriebe benötigt werden, die Forderung besteht, dass das zu bewegende Stellglied in einem großen Schwenkbereich im stromlosen Zustand auch unter dem Einfluss von Hanglagen und Temperaturen sicher gehalten werden muss, führt dies dazu, dass durch die hohen Streuungen von Systemkomponenten des Stellgliedes, wie beispielsweise einem Getriebe, einer Bremse und einem Motor, sehr hohe Haltekräfte realisiert werden müssen. Diese hohen Haltungskräfte sind notwendig, um schlechte Getriebewirkungsgrade oder hohe Reibungsverluste in Bremselementen zu eliminieren. Dies führt zu ergonomischen Nachteilen und unnötig hoher Krafteinleitung in feststehende Teile, wie beispielsweise der Fahrzeugkarosserie.
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Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Einstellung eines Toleranzausgleiches an einem Stellantrieb anzugeben, bei welchem Haltekräfte reduziert werden und gleichzeitig die in feststehende Bauteile des Fahrzeuges eingeleiteten Kräfte vermindert werden.
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Die Erfindung ergibt sich aus den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, sowie der Erläuterung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Figuren dargestellt sind.
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Die Aufgabe ist mit einem Verfahren dadurch gelöst, dass der Justierprozess in einem End-of-Line-Test durchgeführt wird. Unter einem End-of-Line-Test soll im Weiteren ein Test verstanden werden, bei welchem die Funktionalität von mechanischen Teilen und Systemen simuliert, gemessen und validiert wird. Durch das Einfügen des Justierprozesses in den Endmontageprozess des Stellantriebes werden von vornherein die Stellantriebe, die außerhalb der Toleranzgrenzen liegen, aussortiert und nicht in Fahrzeugen verbaut.
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Vorteilhafterweise wird während des Justierprozesses als Stellgröße ein aktueller Reibungswert des gesamten Stellantriebes ermittelt, der mit einem Reibungssollwert abgeglichen wird. Durch die Auswertung der tatsächlichen Reibungsverhältnisse am Stellantrieb außerhalb des Fahrzeuges lassen sich Haltekräfte des Stellantriebes einfach bewerten und Stellantriebe, welche den Anforderungen nicht entsprechen, aussortieren.
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In einer Ausgestaltung entspricht der Reibungssollwert einer Einstelltoleranz mindestens eines im Stellantrieb wirksamen Reibelementes. Da die Reibung des gesamten Stellantriebes bei dem Toleranzausgleich berücksichtigt wird, lässt sich eine zuverlässige Aussage über Haltekräfte und in feststehende Bauteile eingeleitete Kräfte treffen.
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In einer Variante wird als Reibungssollwert eine vorgegebene Reibungshysteresesollkurve des Stellantriebes verwendet, wobei an dem Stellantrieb eine aktuelle Reibungshysteresekurve bestimmt wird und die aktuelle Reibungshysteresekurve durch eine Betätigung des mindestens eines Reibelementes auf die vorgegebene Reibungshysteresesollkurve abgestimmt wird. Durch eine solche Abstimmung, die bereits vor Einbau des Stellantriebes in ein Fahrzeug erfolgt, lassen sich sehr einfach die Stellantriebe aussortieren, welche den Toleranzanforderungen nicht gerecht werden. Somit werden nur die Stellantriebe an den Fahrzeughersteller weitergeleitet, welche diese speziellen Anforderungen gewährleisten. Dadurch wird der Ausschuss bereits im End-Off-Line-Test aufgrund zu hoher oder zu geringer Gesamtsystemreibung herausgefunden und minimiert.
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In einer Ausführungsform wird das Reibelement, vorzugsweise eine Bremse der Stellmechanik, über ein federnd gelagertes Stellelement betätigt. Dieses federnd gelagerte Stellelement ist sehr kostengünstig verfügbar und einfach zu handhaben.
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Um festzustellen, ob die Abstimmung der aktuellen Reibungshysteresekurve des jeweiligen Stellantriebes auf die vorgegebene Reibungshysteresesollkurve auch zuverlässig erfolgt ist, wird mindestens in einem Kontrolllauf diese Abstimmung überprüft.
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Um nachträgliche Manipulationen an dem Stellelement zu unterbinden, wird das Stellelement in seiner nach dem Justiervorgang eingenommenen Position fest in dem Stellantrieb arretiert.
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Eine Weiterbildung der Erfindung betrifft einen Stellantrieb, umfassend einen Stellmotor, welcher eine, auf ein Stellglied wirkende Stellmechanik antreibt. Bei einem Stellantrieb, bei welchem Haltekräfte reduziert und in feststehende Bauteile des Fahrzeuges eingeleitete Kräfte minimiert werden, weist die Stellmechanik ein, den Stellmotor beeinflussendes Bremselement auf, welches ein Stellelement zur Einstellung einer Reibungshysteresekurve des Stellantriebes umfasst.
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Vorteilhafterweise ist das Stellelement als Schraubelement ausgebildet, welches über eine Feder auf das Bremselement einwirkt. Mittels eines solchen federbelasteten Stellelementes lässt sich die Reibwirkung auf das Bremselement zuverlässig und einfach einstellen, so dass die optimale Reibungshysteresekurve jedes Stellantriebes gefunden wird.
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In einer Ausführungsform ist das Stellelement nach Einstellung der Reibungshysteresekurve in seiner Position fest verankert. Dadurch werden nachträgliche Manipulationen an dem Stellantrieb unterbunden und die einmal eingestellten Toleranzgrenzen des Stellantriebes bleiben während des Betriebes des Stellantriebes unverändert.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der – gegebenenfalls unter Bezug auf die Zeichnung – zumindest ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Beschriebene und/oder bildlich dargestellte Merkmale können für sich oder in beliebiger, sinnvoller Kombination den Gegenstand der Erfindung bilden, gegebenenfalls auch unabhängig von den Ansprüchen, und können insbesondere zusätzlich auch Gegenstand einer oder mehrerer separater Anmeldung/en sein. Gleiche, ähnliche und/oder funktionsgleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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Es zeigen:
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1 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Stellantriebes,
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2 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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In 1 ist ein Ausführungsbeispiel eines Stellantriebes 1 dargestellt, welcher einen Stellmotor 3 umfasst, der über ein Getriebe 5 mit einem Stellglied 7 verbunden ist. Dieser Stellmotor 3 ist mit einer als Stellmechanik ausgebildeten Bremse 9 beaufschlagt, welche den Stellmotor 3 umfasst und an deren Außenseite ein Stellelement 11 angeordnet ist, welches über eine Feder 13 auf der Bremse 9 aufliegt.
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In 2 ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Toleranzausgleich an einem Stellantrieb 1 (Block B) einem Verfahren nach dem bekannten Stand der Technik (Block A) gegenübergestellt. Dabei werden in beiden Verfahren in den Schritten 10, 20, 30 und 40 übereinstimmend die Toleranzen der einzelnen Bauteile des Stellantriebes 1, wie Getriebe 5 (Schritt 10), Stellmotor 3 (Schritt 20), der Bremse 9 (Schritt 30) und weiterer Komponenten des Stellantriebes (Schritt 40) bestimmt. Nach der einzelnen Toleranzprüfung der separaten Komponenten wird der Stellantrieb 1 aus dem Stellmotor 3, dem Getriebe 5, der Bremse 9 und den weiteren Komponenten in beiden Fällen zu einem gesamten Stellantrieb 1 montiert, woraus aus Toleranzabgleichen der einzelnen Komponenten 3, 5, 9 in beiden Fällen ein Toleranzabgleich +/– TolSystem des gesamten Stellantriebes 1 ergibt. Im Endmontageprozess schließt sich nach dem Zusammenbau des gesamten Stellantriebes 1 ein End-of-Line-Test (EOLT) im Schritt 60 des Blockes A und im Schritt 80 des Blockes B an, in welchem die Systemtoleranzen +/– TolSystem gemessen werden. Im Schritt 80 des Schritts B wird der montierte Stellantrieb 1 in eine nicht weiterdargestellte Prüfeinrichtung eingelegt und sein Einwirken auf ein Stellglied, wie beispielsweise eine Tür 7, durch Ein- und Ausfahren des Stellmotors 3 geprüft. Bei diesem Ein- und Ausfahren wird eine aktuelle Reibungshysteresekurve des Stellantriebes 1 aufgenommen. Diese aktuelle Reibungshystereskurve entspricht der Reibung im Gesamtsystem des Stellantriebes 1. Die aktuelle Reibungshysteresekurve wird mit einer vorgegebenen Reibungshysteresesollkurve verglichen. Weichen beide voneinander ab, so wird das Stellelement 11, welches in Form der Schraube über die Feder 13 an der Bremse 9 angreift, betätigt, wodurch die Feder 13 komprimiert wird und das Stellelement 11 die Bremse 9 starker andrückt oder freigibt. Somit wird der Stellantrieb 1 auf die gewünschte Reibungshysteresesollkurve geregelt. Die gewünschte Reibungshysteresesollkurve lässt somit für den weiteren Betrieb des Stellantriebes 1 eine Toleranz +/– TolEinstellprozess zu. Durch einen Kontrolllauf wird die Wirksamkeit der Einstellung des Stellelementes 11 geprüft. Anschließend wird das Stellelement 11 z. B. verklebt, so dass eine nachträgliche Manipulation des Stellelementes 11 nicht mehr möglich ist.
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Durch diesen Einstellprozess, der gemäß dem erfinderischen Verfahren während des End-of-line-tests erfolgt, werden wesentlich geringere Streuungen der Reibungshysteresekurve des Stellantriebes 1 erreicht, wodurch das Gesamtsystem grenzwertiger ausgelegt werden kann. Dadurch steigt die Ergonomie für den Kunden. Zusätzlich sinken die eingeleiteten Kräfte in die Karosserieteile, wodurch eine gewichtsoptimierte Dimensionierung möglich ist, was zu Kostenvorteilen führt. In einem letzten Schritt 70, welcher sich an den End-of-Line-Test anschließt, werden die Stellantriebe 1, welche den in dem Justierprozess festgelegten Toleranzen +/– TolEinstellprozess nicht entsprechen, aussortiert, während die übrigen Stellantriebe 1 an den Fahrzeughersteller ausgeliefert werden.
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Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungsbeispiele näher illustriert und erläutert wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Es ist daher klar, dass eine Vielzahl von Variationsmöglichkeiten existiert. Es ist ebenfalls klar, dass beispielhaft genannte Ausführungsformen wirklich nur Beispiele darstellen, die nicht in irgendeiner Weise als Begrenzung etwa des Schutzbereichs, der Anwendungsmöglichkeiten oder der Konfiguration der Erfindung aufzufassen sind. Vielmehr versetzen die vorhergehende Beschreibung und die Figurenbeschreibung den Fachmann in die Lage, die beispielhaften Ausführungsformen konkret umzusetzen, wobei der Fachmann in Kenntnis des offenbarten Erfindungsgedankens vielfältige Änderungen beispielsweise hinsichtlich der Funktion oder der Anordnung einzelner, in einer beispielhaften Ausführungsform genannter Elemente vornehmen kann, ohne den Schutzbereich zu verlassen, der durch die Ansprüche und deren rechtliche Entsprechungen, wie etwa weitergehenden Erläuterungen in der Beschreibung, definiert wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 202006018289 U1 [0002]
