DE102015113122A1

DE102015113122A1 - Actuator for automotive applications

Info

Publication number: DE102015113122A1
Application number: DE102015113122.6A
Authority: DE
Inventors: Christian Sturm; Thorsten Bendel
Original assignee: Kiekert AG
Current assignee: Kiekert AG
Priority date: 2015-08-10
Filing date: 2015-08-10
Publication date: 2017-02-16

Abstract

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Stellantrieb für kraftfahrzeugtechnische Anwendungen, insbesondere für ein Kraftfahrzeugtürschloss (1) zur Realisierung verschiedener Funktionsstellungen wie beispielsweise „verriegelt“, „diebstahlgesichert“ oder „kindergesichert“, welcher mit einem Antrieb (4, 5, 6) sowie mit einer von dem Antrieb (4, 5, 6) beaufschlagten Abtriebswelle (7) ausgerüstet ist. Außerdem verfügt die Abtriebswelle (7) über zwei oder mehr von der Abtriebswelle (7) getragene Nocken (8), die jeweils auf einen zugehörigen Hebel (9) zur Darstellung der korrespondierenden Funktionsstellung arbeiten. Erfindungsgemäß beaufschlagt der Antrieb (4, 5, 6) die Abtriebswelle (7) berührungslos.The present invention is an actuator for automotive applications, in particular for a motor vehicle door lock (1) for realizing various functional positions such as "locked", "theft-proof" or "child-proof", which with a drive (4, 5, 6) and with a from the drive (4, 5, 6) acted upon output shaft (7) is equipped. In addition, the output shaft (7) has two or more of the output shaft (7) carried cam (8), each of which operates on an associated lever (9) for displaying the corresponding functional position. According to the invention, the drive (4, 5, 6) acts on the output shaft (7) without contact.

Description

Die Erfindung betrifft einen Stellantrieb für kraftfahrzeugtechnische Anwendungen, insbesondere einen Stellantrieb für ein Kraftfahrzeugtürschloss zur Realisierung verschiedener Funktionsstellungen wie beispielsweise „verriegelt“, „diebstahlgesichert“ oder „kindergesichert“, mit einem Antrieb, ferner mit einer vom Antrieb beaufschlagten Abtriebswelle, und mit zwei oder mehr von der Abtriebswelle getragenen Nocken, die jeweils auf einen zugehörigen Hebel zur Darstellung der korrespondierenden Funktionsstellung arbeiten. The invention relates to an actuator for automotive applications, in particular an actuator for a motor vehicle door lock for the realization of various functional positions such as "locked", "theft-proof" or "child-proof", with a drive, further acted upon by a drive output shaft, and with two or more supported by the output shaft cams, each working on an associated lever to represent the corresponding functional position.

Ein Stellantrieb des eingangs beschriebenen Aufbaus wird in der DE 198 48 081 A1 beschrieben. Dort kommt ein Elektromotor zum Einsatz, welcher über eine abtriebsseitige Welle und ein Schneckenrad eine Steuerscheibe antreibt. Die Steuerscheibe weist Innenerhebungen und Außenerhebungen auf, die einen Konturverlauf zur Einstellung verschiedener Funktionen einer Schließeinrichtung darstellen. Beispielsweise lassen sich hiermit Funktionsstellungen wie „Entriegelung“, „Zentralverriegelung“ aber auch „Diebstahlsicherung“ und gegebenenfalls „Kindersicherung“ realisieren. An actuator of the structure described above is in the DE 198 48 081 A1 described. There, an electric motor is used, which drives a control disk via a driven-side shaft and a worm wheel. The control disk has inner elevations and outer elevations, which form a contour for setting various functions of a locking device. For example, functional positions such as "unlocking", "central locking" but also "anti-theft protection" and, if appropriate, "child-proofing" can be realized hereby.

Das geschieht durch entsprechende Ansteuerung des Elektromotors und die Bewegung von Hebeln in Abhängigkeit der Konturen der Steuerscheibe. Als Folge hiervon wird zwar eine besonders schmale Bauform beobachtet, allerdings lassen sich verschiedene Funktionen nur mit jeweils unterschiedlich ausgelegten Steuerscheiben realisieren und umsetzen. Außerdem ist der mechanische Aufwand beträchtlich, zumal hierfür der Elektromotor und speziell angepasste Getriebebauteile bzw. die Steuerscheibe realisiert werden müssen. This is done by appropriate control of the electric motor and the movement of levers depending on the contours of the control disc. As a result, although a particularly narrow design is observed, however, different functions can only be implemented and implemented with differently designed control disks. In addition, the mechanical complexity is considerable, especially for this purpose, the electric motor and specially adapted transmission components or the control disk must be realized.

Im Rahmen der DE 43 06 212 A1 geht es um einen elektromechanischen Antrieb für eine Zentralverriegelungsvorrichtung für Kraftfahrzeugtürverschlüsse an einem Kraftfahrzeug. In diesem Fall ist als Stellabtriebselement ein Hohlrad vorgesehen. In dem Hohlrad ist eine um eine zur Hohlradachse parallele Achse schwenkbare Wippe gelagert, mit deren Hilfe unterschiedliche Funktionsstellungen realisiert werden können. As part of the DE 43 06 212 A1 it is about an electromechanical drive for a central locking device for motor vehicle door locks on a motor vehicle. In this case, a ring gear is provided as Stellabtriebselement. In the ring gear, a rocker pivotable about an axis parallel to the ring gear axis is mounted, with the aid of which different functional positions can be realized.

Die am Rande noch zu erwähnende Veröffentlichung nach der GB 2 316 120 befasst sich mit einem elektromagnetischen Schloss. Ein in diesem Zusammenhang realisiertes elektromagnetisches Element sorgt dafür, dass ein Verriegelungselement beaufschlagt wird oder eben nicht. The marginal to be mentioned after the publication GB 2 316 120 deals with an electromagnetic lock. A realized in this context electromagnetic element ensures that a locking element is applied or not.

Der Stand der Technik kann nicht in allen Aspekten überzeugen. So wird durchweg mit Elektromotoren gearbeitet, die über zwischengeschaltete Getriebe auf Steuerelemente wie Steuerscheiben arbeiten. Die Steuerelemente bzw. Steuerscheiben sind ihrerseits mit mehreren Nocken ausgerüstet, die einzelne Hebel oder auch Wippen für die Umsetzung der jeweils gewünschten Funktionsstellung beaufschlagen. Daraus resultiert ein beträchtlicher konstruktiver Aufwand und kann letztlich nicht immer sichergestellt werden, dass die gewünschte Funktionsstellung tatsächlich und reproduzierbar eingenommen und beibehalten wird. Denn bei Elektromotoren beobachtet man nach ihrer Ansteuerung ein gewisses „Nachlaufen“, welches zu solchen manchmal indifferenten Funktionszuständen führt oder führen kann. Hier will die Erfindung insgesamt Abhilfe schaffen. The state of the art can not convince in all aspects. Thus, it is consistently worked with electric motors that work on intermediate controls on control elements such as control discs. The controls or control discs are in turn equipped with a plurality of cams that act on individual levers or rockers for the implementation of the respective desired functional position. This results in a considerable design effort and ultimately can not always be ensured that the desired functional position is actually and reproducibly taken and maintained. For with electric motors one observes a certain "after-running" after their activation, which leads or can lead to such sometimes indifferent functional states. Here, the invention aims to provide a total remedy.

Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, einen derartigen Stellantrieb für kraftfahrzeugtechnische Anwendungen so weiter zu entwickeln, dass mit möglichst geringem baulichen Aufwand die einzelnen Funktionsstellungen reproduzierbar und definiert vorgegeben und beibehalten werden. The invention is based on the technical problem of further developing such an actuator for automotive applications that the individual functional positions can be reproduced and defined in a defined manner and maintained with the least possible outlay on construction.

Zur Lösung dieser technischen Problemstellung ist ein gattungsgemäßer Stellantrieb für kraftfahrzeugtechnische Anwendungen im Rahmen der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb die Abtriebswelle berührungslos beaufschlagt. To solve this technical problem, a generic actuator for automotive applications in the invention is characterized in that the drive acts on the output shaft without contact.

In diesem Zusammenhang und nach bevorzugter Ausführungsform hat es sich bewährt, wenn der Antrieb als elektromagnetischer Rotationssteller ausgebildet ist. Zu diesem Zweck arbeitet die Erfindung im Allgemeinen mit einem an die Abtriebswelle angeschlossenen Rotorelement und einem ortsfesten, das Rotorelement beaufschlagenden, Elektromagneten. Mit Hilfe des Elektromagneten werden im Regelfall unterschiedliche Magnetfelder erzeugt. Das Rotorelement wird nun in dem jeweils vom Elektromagneten erzeugten Magnetfeld ausgerichtet. Dazu ist das Rotorelement magnetisierbar ausgelegt. Bei dem Elektromagneten handelt es sich im Allgemeinen um eine das Rotorelement umgebende Spulenanordnung. In this context and according to a preferred embodiment, it has been proven that the drive is designed as an electromagnetic rotary plate. For this purpose, the invention generally works with a rotor element connected to the output shaft and a stationary, the rotor element acting on, electromagnet. With the help of the electromagnet usually different magnetic fields are generated. The rotor element is now aligned in the magnetic field generated in each case by the electromagnet. For this purpose, the rotor element is designed to be magnetizable. The electromagnet is generally a coil arrangement surrounding the rotor element.

Die magnetisierbare Auslegung des Rotorelementes kann derart im Detail umgesetzt werden, dass das Rotorelement einen Permanentmagneten aufweist oder enthält. Generell kommt als Rotorelement ein Maschinenelement in Frage, welches ganz oder teilweise aus einem Werkstoff mit ferromagnetischen oder paramagnetischen Eigenschaften besteht. The magnetizable design of the rotor element can be implemented in detail such that the rotor element comprises or contains a permanent magnet. Generally comes as a rotor element, a machine element in question, which consists wholly or partly of a material with ferromagnetic or paramagnetic properties.

Da das Rotorelement an die Abtriebswelle angeschlossen ist, lassen sich vom ortsfest ausgelegten Elektromagneten je nach seiner Beaufschlagung vorgegebene unterschiedliche Winkelstellungen des Rotorelementes und folglich der Abtriebswelle realisieren. Das Rotorelement kann dabei direkt mit der Abtriebswelle verbunden und von dieser getragen werden. Im Regelfall ist jedoch zwischen dem Rotorelement und der Abtriebswelle wenigstens ein oder mehrere Übertragungselemente vorgesehen. Bei den Übertragungselementen kann es sich zusammengenommen um ein Getriebe handeln. Dabei wird man meistens mit einer Untersetzung arbeiten. D. h., die Abtriebswelle dreht sich bei einer eventuellen Rotation des Rotorelementes langsamer als das Rotorelement selbst. Since the rotor element is connected to the output shaft, predetermined different angular positions of the rotor element and consequently of the output shaft can be realized by the fixedly designed electromagnet depending on its application. The rotor element can thereby directly connected to the output shaft and be carried by this. As a rule, however, at least one or more transmission elements is provided between the rotor element and the output shaft. The transmission elements may together be a transmission. You will usually work with a reduction. D. h., The output shaft rotates slower in a possible rotation of the rotor element than the rotor element itself.

Die den Elektromagneten definierende Spulenanordnung setzt sich im Regelfall aus unabhängig voneinander ansteuerbaren Einzelspulen zusammen. Jede Einzelspule ist dabei meistens auf einen zugehörigen und vorzugsweise U-förmigen Kern gewickelt. Die verschiedenen U-förmigen Kerne mit den darauf aufgewickelten Einzelspulen definieren zusammengenommen die Spulenanordnung. Dabei ist im Regelfall die Auslegung so getroffen, dass die Einzelspulen mit ihrem jeweils zugehörigen U-förmigen Kern einen das Rotorelement umschließenden Ringkäfig bilden. Hierzu können die einzelnen U-förmigen Kerne miteinander im Zentrum ihrer U-Basis verbunden werden, so dass auf diese Weise der Ringkäfig gebildet wird. Außerdem sorgt diese Auslegung dafür, dass die Einzelspulen in unterschiedlichen Winkelstellungen im Vergleich zum zentralen Rotorelement angeordnet sind. As a rule, the coil arrangement defining the electromagnet is composed of individual coils which can be controlled independently of one another. Each individual coil is usually wound on an associated and preferably U-shaped core. The various U-shaped cores with the individual coils wound thereon collectively define the coil assembly. In this case, as a rule, the design is made such that the individual coils with their respectively associated U-shaped core form a ring cage enclosing the rotor element. For this purpose, the individual U-shaped cores can be connected to each other in the center of their U-base, so that in this way the ring cage is formed. In addition, this design ensures that the individual coils are arranged in different angular positions compared to the central rotor element.

Um das Rotorelement zu verschwenken, ist das Rotorelement im Regelfall zwischen den sich gegenüberliegenden U-Schenkeln des Kerns angeordnet. Das setzt voraus, dass zwischen den betreffenden U-Schenkeln ein Magnetfeld erzeugt wird. Da die jeweils U-förmigen Kerne mit den darauf gewickelten Einzelspulen insgesamt den das Rotorelement umschließenden Ringkäfig bilden, kann das Rotorelement je nach Bestromung der zugehörigen Einzelspule in unterschiedlichen Winkellagen ausgerichtet werden. Sofern zwei zueinander winkelversetzt angeordnete Einzelspulen eine Bestromung erfahren, wird sich das Rotorelement demgegenüber mittig zwischen den beiden Winkelstellungen ausrichten. In order to pivot the rotor element, the rotor element is usually arranged between the opposing U-legs of the core. This assumes that a magnetic field is generated between the respective U-legs. Since the respective U-shaped cores with the individual coils wound thereon together form the ring cage enclosing the rotor element, the rotor element can be aligned in different angular positions depending on the current supply of the associated individual coil. If two mutually angularly offset individual coils undergo an energization, the rotor element will, in contrast, align centrally between the two angular positions.

Jedenfalls wird deutlich, dass das Rotorelement je nach Bestromung einer oder mehrerer Einzelspulen eine gewünschte Winkelstellung gegenüber dem das Rotorelement umschließenden Ringkäfig einnimmt. Als Folge hiervon korrespondiert die eingestellte Winkelstellung des Rotorelementes auch zu einer entsprechenden Winkelstellung der an das Rotorelement angeschlossenen Abtriebswelle. Dadurch lassen sich mit Hilfe der auf der Abtriebswelle angeordneten Nocken die unterschiedlichen Funktionsstellungen realisieren und umsetzen, und zwar berührungslos sowie ohne Elektromotor mit Abtriebswelle und Getriebe. In any case, it is clear that the rotor element occupies a desired angular position relative to the annular cage enclosing the rotor element, depending on the energization of one or more individual coils. As a result, the set angular position of the rotor element also corresponds to a corresponding angular position of the output shaft connected to the rotor element. As a result, with the help of arranged on the output shaft cams, the different functional positions can be realized and implemented, and without contact and without electric motor with output shaft and gearbox.

Vielmehr reicht im einfachsten Fall der aus den einzelnen U-förmigen Kernen mit den darauf jeweils aufgewickelten Einzelspulen aufgebaute Ringkäfig mit dem zentral angeordneten Rotorelement aus, um die von der Abtriebswelle getragenen Nocken in die gewünschte Winkelstellung zur Beaufschlagung des zugehörigen Hebels zu überführen. Die Ausrichtung lässt sich dabei schnell und positionssicher umsetzen, weil sie letztlich nur von der jeweils gewählten Bestromung der Einzelspule oder der mehreren Einzelspulen abhängt. Rather, in the simplest case, the ring cage constructed from the individual U-shaped cores with the individual coils wound thereon extends with the centrally arranged rotor element in order to convert the cams carried by the output shaft into the desired angular position for acting on the associated lever. The alignment can be implemented quickly and positionally reliable, because ultimately it depends only on the current of the selected individual coil or the multiple individual coils.

Als weiterer Vorteil ist zu berücksichtigen, dass die Nocken im Regelfall axial beabstandet auf der Abtriebswelle vorgesehen sind. Dadurch können mit Hilfe einer (einzigen) Abtriebswelle mehrere und verschiedene Hebel durch die axial voneinander beabstandeten Nocken beaufschlagt werden. Als Folge hiervon lassen sich verschiedene Funktionsstellungen beispielsweise bei einem Kraftfahrzeugtürschloss mit ein und derselben Abtriebswelle umsetzen und realisieren. Außerdem nimmt die Abtriebswelle eine stabile Endposition ein, solange die Einzelspule oder die mehreren Einzelspulen bestromt werden. Another advantage is to be considered that the cams are usually provided axially spaced on the output shaft. As a result, several and different levers can be acted upon by the axially spaced-apart cams with the aid of a (single) output shaft. As a result, various functional positions can be implemented and realized, for example, in a motor vehicle door lock with one and the same output shaft. In addition, the output shaft assumes a stable end position as long as the single coil or the several individual coils are energized.

Gundsätzlich kann aber auch auf eine Bestromung nach Einnahme der gewünschten Funktionsstellung verzichtet werden. Das erreicht die Erfindung in der Weise, dass die Abtriebswelle insgesamt oder einzelne bzw. der jeweils angesteuerte Nocken gegen Verdrehen eine Sicherung erfährt. So ist es denkbar, dass der Abtriebswelle verschiedene Rastelemente zugeordnet sind, welche die Abtriebswelle in der jeweils eingenommenen Funktionsstellung lösbar fixieren, so dass die Bestromung nach Einnahme der gewünschten Funktionsstellung beendet werden kann. Außerdem ist die Erfindung generell nicht nur auf von der Abtriebswelle getragene und gleichsam abragende Nocken beschränkt, sondern umfasst prinzipiell auch Ausführungsformen, bei welchen der jeweilige Nocken gleichsam in die Welle hineinragt. In diesem Fall handelt es sich nicht um einen auskragenden Nocken, sondern vielmehr einen – wenn man so will – eingezogenen Nocken. Basically, however, can be dispensed with an energization after taking the desired functional position. This is achieved by the invention in such a way that the output shaft as a whole or individual or the respectively driven cam against rotation undergoes a fuse. Thus, it is conceivable that the output shaft are associated with different locking elements, which releasably fix the output shaft in each occupied functional position, so that the energization can be terminated after taking the desired functional position. In addition, the invention is generally not limited to supported by the output shaft and as projecting cams, but in principle also includes embodiments in which the respective cam as it protrudes into the shaft. In this case, it is not a cantilever cam, but rather a - if you will - retracted cam.

So oder so wird im Allgemeinen so gearbeitet, dass der jeweils mit dem Nocken wechselwirkende Hebel mit einer Feder beaufschlagt wird. Die Feder sorgt dafür, dass der Hebel an den Nocken bzw. die Abtriebswelle angelegt wird. Um den Hebel vor Einnahme der gewünschten Funktionsstellung verschwenken zu können, muss folglich die Abtriebswelle mit ihrem zugeordneten Nocken die von der Feder aufgebrachte Gegenkraft überwinden. Das hat den Vorteil, dass die Abtriebswelle und folglich der Nocken sowie der Hebel nach Erreichen des gewünschten Funktionszustandes eine stabile Position einnehmen können. Zu diesem Zweck ist der Nocken vorteilhaft als Rastnocken ausgebildet. Tatsächlich hat es sich bewährt, wenn der Hebel und eine Ausnehmung am jeweiligen Nocken einen lösbaren Rastverbund eingehen. Dazu mag der Hebel mit einer in die Ausnehmung am Nocken eingreifenden Nase ausgerüstet sein. Sobald die Nase in die Ausnehmung eingreift, hat der Hebel seine zur gewünschten Funktionsstellung korrespondierende Position erreicht. One way or the other, it is generally worked in such a way that a spring acts on the respective lever interacting with the cam. The spring ensures that the lever is applied to the cam or the output shaft. In order to pivot the lever before taking the desired functional position, consequently, the output shaft with its associated cam must overcome the force applied by the spring counterforce. This has the advantage that the output shaft and consequently the cam and the lever can assume a stable position after reaching the desired functional state. For this purpose, the cam is advantageously designed as a locking cam. Actually has it is proven if the lever and a recess on the respective cam enter into a releasable latching connection. For this purpose, the lever may be equipped with an engaging in the recess on the cam nose. As soon as the nose engages in the recess, the lever has reached its position corresponding to the desired functional position.

Durch den auf diese Weise gebildeten lösbaren Rastverbund kann unmittelbar die Bestromung der Einzelspule oder der mehreren Einzelspulen beendet werden. Die Abtriebswelle behält gleichwohl ihre zum gewünschten Funktionszustand gehörige stabile Position bei. Das gelingt reproduzierbar und mit äußerst wenigen Bauelementen sowie praktisch ohne Verschleiß. By means of the detachable latching composite formed in this way, the energization of the individual coil or the several individual coils can be terminated immediately. The output shaft nevertheless retains its stable position associated with the desired functional condition. This succeeds reproducibly and with very few components as well as virtually no wear.

Im Ergebnis wird ein Stellantrieb für kraftfahrzeugtechnische Anwendungen zur Verfügung gestellt, der zunächst einmal besonders einfach und kompakt aufgebaut ist. Tatsächlich gelingt der Antrieb der die zwei oder mehr Nocken tragenden Abtriebswelle berührungslos, so dass aufwendige Schneckengetriebe, Stellglieder oder andere mechanische Übertragungselemente entfallen können. Dadurch gelingt eine besonders schnelle und verschleißarme Einstellung der gewünschten Funktionsstellung. As a result, an actuator for automotive applications is provided, which is initially very simple and compact. In fact, the drive of the output shaft carrying the two or more cams succeeds without contact, so that costly worm gears, actuators or other mechanical transmission elements can be dispensed with. This achieves a particularly fast and low-wear adjustment of the desired functional position.

Da der vom zugehörigen Nocken beaufschlagte Hebel und der Nocken selbst einen lösbaren Rastverbund eingehen, wird die Funktionsstellung definiert eingenommen und beibehalten. Die Bestromung kann dann unmittelbar beendet werden, ohne dass sich an dieser definierten Funktionsstellung etwas ändert. Tatsächlich muss für die Änderung der Funktionsstellung eine andere Einzelspule oder müssen mehrere andere Einzelspulen bestromt werden, damit sich das Rotationselement entsprechend im dadurch vorgegebenen Magnetfeld ausrichtet. Hierin sind die wesentlichen Vorteile zu sehen. Since the acted upon by the associated cam lever and the cam itself enter into a releasable latching connection, the functional position is taken defined and maintained. The energization can then be stopped immediately without changing anything at this defined functional position. In fact, another single coil or several other individual coils must be energized for changing the functional position so that the rotation element aligns accordingly in the magnetic field predetermined thereby. Here are the main benefits.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert; es zeigen: In the following the invention will be explained in more detail with reference to a drawing showing only one exemplary embodiment; show it:

1 den erfindungsgemäßen Stellantrieb in einer schematischen Seitenansicht, 1 the actuator according to the invention in a schematic side view,

2 einen schematischen Schnitt durch den Gegenstand nach der 1, 2 a schematic section through the article after the 1 .

3 eine Stirnansicht auf den Gegenstand nach der 1, 3 an end view of the object after the 1 .

4 ein Detail mit dem Nocken und zugehörigen Hebel, 4 a detail with the cam and associated lever,

5 dass Gesperre eines Kraftfahrzeugtürschlosses und 5 that ratchet of a motor vehicle door lock and

6 den Stellantrieb nach den 1 bis 4 bei einer Anwendung in Verbindung mit dem Kraftfahrzeugtürschloss nach 5. 6 the actuator after the 1 to 4 in an application in connection with the motor vehicle door lock 5 ,

In den Figuren ist ein Stellantrieb für kraftfahrzeugtechnische Anwendungen dargestellt. Bei diesen kraftfahrzeugtechnischen Anwendungen kann es sich um jedwede Stellbewegungen handeln, die im Kraftfahrzeugbereich motorisch umgesetzt werden. Denkbar ist es beispielsweise, dass der nachfolgend noch im Detail zu beschreibende Stellantrieb für eine elektrische Sitzverstellung oder auch eine Verstellung der Armlehne genutzt wird. Ebenso kann der fragliche Stellantrieb im Zusammenhang mit einer Spiegelverstellung zum Einsatz kommen. Daneben sind Anwendungen zur Verstellung eines Lenkrades denkbar. Auch ein mechanischer Diebstahlschutz für beispielsweise ein Autoradio oder allgemein eine Kommunikationseinheit lässt sich hiermit umsetzen. Im Rahmen des Ausführungsbeispiels nach den 5 und 6 wird der nachfolgend noch im Detail zu beschreibende Stellantrieb in Verbindung mit einem Kraftfahrzeugtürschloss 1 genutzt. In the figures, an actuator for automotive applications is shown. These motor vehicle applications may be any adjusting movements which are implemented by motor means in the motor vehicle sector. It is conceivable, for example, that the actuator to be described below in detail for an electric seat adjustment or an adjustment of the armrest is used. Likewise, the actuator in question can be used in connection with a mirror adjustment. In addition, applications for adjusting a steering wheel are conceivable. Even a mechanical theft protection for example, a car radio or generally a communication unit can be implemented hereby. In the context of the embodiment of the 5 and 6 is the hereinafter to be described in detail actuator in conjunction with a motor vehicle door lock 1 used.

Ausweislich der Darstellung in der 5 verfügt das Kraftfahrzeugtürschloss 1 über ein Gesperre 2, 3 aus einer Drehfalle 2 und einer hiermit wechselwirkenden Sperrklinke 3. Mit Hilfe des Stellantriebes entsprechend der Darstellung in den 1 bis 4 kann nun das fragliche Gesperre 2, 3 im in der 6 dargestellten Beispielfall elektrisch geöffnet werden. Das wird nachfolgend noch näher im Anschluss an die allgemeine Beschreibung der Funktionalität des erfindungsgemäßen Stellantriebes erläutert werden. Neben der Funktionsstellung „elektrisch Öffnen“ im Beispielfall der 6 lassen sich mit Hilfe des Stellantriebes bei dem Kraftfahrzeugtürschloss 1 aber auch andere und weitere Funktionsstellungen wie beispielsweise „verriegelt“, „diebstahlgesichert“ oder auch „kindergesichert“ definieren und umsetzen, was im Detail jedoch nicht dargestellt ist. Evidence of the representation in the 5 has the motor vehicle door lock 1 over a locking mechanism 2 . 3 from a rotary latch 2 and a pawl interacting therewith 3 , With the help of the actuator as shown in the 1 to 4 can now the locking in question 2 . 3 im in the 6 example illustrated to be opened electrically. This will be explained in more detail below after the general description of the functionality of the actuator according to the invention. In addition to the functional position "electrically open" in the example of the 6 can be with the help of the actuator in the motor vehicle door lock 1 but also other and more functional positions such as "locked", "theft-proof" or "child-proof" define and implement, which is not shown in detail.

Anhand der 1 erkennt man, dass der Stellantrieb in seinem grundsätzlichen Aufbau mit einem Antrieb 4, 5, 6 ausgerüstet ist. Von dem Antrieb 4, 5, 6 wird eine Abtriebswelle 7 beaufschlagt. Die Abtriebswelle 7 trägt im Ausführungsbeispiel zwei oder mehr Nocken 8. Based on 1 one recognizes that the actuator in its basic structure with a drive 4 . 5 . 6 equipped. From the drive 4 . 5 . 6 becomes an output shaft 7 applied. The output shaft 7 carries in the embodiment two or more cams 8th ,

Tatsächlich erkennt man in der Seitenansicht nach der 1, dass an der Abtriebswelle 7 insgesamt drei axial voneinander beabstandete Nocken 8 vorgesehen sind. Im Ausführungsbeispiel ist der jeweilige Axialabstand der Nocken 8 gleich ausgelegt, kann selbstverständlich aber auch verschieden ausgebildet werden. Außerdem kommen im Ausführungsbeispiel jeweils von der Abtriebswelle 7 ab- oder vorkragende Nocken 8 zum Einsatz. Grundsätzlich kann aber auch mit gleichsam in der Abtriebswelle 7 vorgesehenen Nocken, also eingezogenen Nocken, gearbeitet werden, was ebenfalls nicht gezeigt ist. Actually one recognizes in the side view after the 1 that on the output shaft 7 a total of three axially spaced cams 8th are provided. In the exemplary embodiment, the respective axial distance of the cam 8th of the same design, but can of course also be designed differently. In addition, each come from the output shaft in the embodiment 7 off or cantilevered cams 8th for use. Basically, but also with as it were in the output shaft 7 provided cam, so retracted cam, are working, which is also not shown.

Einzelne ausgewählte oder jeder der dargestellten Nocken 8 arbeitet jeweils auf einen zugehörigen Hebel 9, um durch eine entsprechende Auslenkung oder Nichtauslenkung des Hebels 9 eine gewünschte Funktionsstellung definieren zu können. Im Rahmen des Ausführungsbeispiels nach den 5 und 6 und im Zusammenhang mit dem dort dargestellten Kraftfahrzeugtürschloss 1 kann es sich bei den Funktionsstellungen beispielsweise um das nachfolgend noch näher zu beschreibende „elektrische Öffnen“ des Gesperres 2, 3 handeln. Genauso gut lässt sich ein zugehöriger Hebel 9 in die Positionen „verriegelt“ und „entriegelt“ mit Hilfe der Abtriebswelle 7 verschwenken. Single selected or each of the illustrated cams 8th each works on an associated lever 9 to move through a corresponding deflection or non-deflection of the lever 9 to be able to define a desired functional position. In the context of the embodiment of the 5 and 6 and in connection with the motor vehicle door lock shown there 1 it may be in the functional positions, for example, to be described in more detail later "electrical opening" of the locking mechanism 2 . 3 act. Just as well can an associated lever 9 in the positions "locked" and "unlocked" with the help of the output shaft 7 pivot.

Die Besonderheit bei der Erfindung liegt nun darin, dass der dargestellte Antrieb 4, 5, 6 insgesamt berührungslos auf die Abtriebswelle 7 arbeitet bzw. die Abtriebswelle 7 berührungslos beaufschlagt. D. h., zwischen der Abtriebswelle 7 und dem Antrieb 4, 5, 6 ist augenscheinlich keine mechanische Verbindung vorgesehen. Vielmehr erfolgt der Antrieb der Abtriebswelle 7 auf elektromagnetische Art und Weise. The special feature of the invention lies in the fact that the drive shown 4 . 5 . 6 altogether contactless on the output shaft 7 works or the output shaft 7 applied without contact. That is, between the output shaft 7 and the drive 4 . 5 . 6 apparently no mechanical connection is provided. Rather, the drive of the output shaft takes place 7 in an electromagnetic way.

Tatsächlich ist der Antrieb 4, 5, 6 als elektromagnetischer Rotationssteller ausgelegt. Zu diesem Zweck setzt sich der Antrieb 4, 5, 6 aus einem an die Abtriebswelle 7 angeschlossenen Rotorelement 5 einerseits und einem ortsfesten Statorelement 4, 6 andererseits zusammen, welches als das Rotorelement 5 beaufschlagender Elektromagnet 4, 6 ausgebildet ist. Das Rotorelement 5 ist magnetisierbar ausgelegt und kann folglich in einem von dem Elektromagneten 4, 6 erzeugten elektrischen Feld ausgerichtet werden. In fact, the drive is 4 . 5 . 6 designed as an electromagnetic rotation plate. This is the purpose of the drive 4 . 5 . 6 from one to the output shaft 7 connected rotor element 5 on the one hand and a stationary stator element 4 . 6 on the other hand together, which as the rotor element 5 impinging electromagnet 4 . 6 is trained. The rotor element 5 is designed to be magnetizable and can therefore be in one of the electromagnet 4 . 6 be aligned generated electric field.

Anhand der Stirnansicht nach der 3 erkennt man, dass der Elektromagnet 4, 6 als das Rotorelement 5 umgebende Spulenanordnung 4, 6 aus Einzelspulen 6 aufgebaut ist. Die Einzelspulen 6 sind jeweils auf einen zugehörigen U-förmigen Kern 4 gewickelt. Die Einzelspulen 6 mit den zugehörigen U-förmigen Kernen 4 sind in unterschiedlichen Winkelstellungen im Vergleich zum zentralen Rotorelement 5 angeordnet, wie die 3 deutlich macht. Tatsächlich erkennt man in diesem Zusammenhang, dass im Ausführungsbeispiel drei U-förmige Kerne 4 realisiert sind, die jeweils eine darauf gewickelte Einzelspule 6 tragen. Da sich die Einzelspulen 6 unabhängig voneinander ansteuern bzw. bestromen lassen, können auf diese Weise jeweils senkrecht und radial zu einer Achse A orientierte Magnetfelder mit dem Elektromagneten 4, 6 erzeugt werden. Based on the front view of the 3 you realize that the electromagnet 4 . 6 as the rotor element 5 surrounding coil arrangement 4 . 6 from single coils 6 is constructed. The single coils 6 are each on an associated U-shaped core 4 wound. The single coils 6 with the associated U-shaped cores 4 are in different angular positions compared to the central rotor element 5 arranged like that 3 makes it clear. In fact, it can be seen in this context that in the exemplary embodiment, three U-shaped cores 4 are realized, each one wound on a single coil 6 wear. Because the single coils 6 can be independently controlled or energized, in this way each perpendicular and radially to an axis A oriented magnetic fields with the electromagnet 4 . 6 be generated.

Die Achse A korrespondiert im Ausführungsbeispiel zur Rotationsachse des Rotorelementes 5 und auch derjenigen der Abtriebswelle 7. Das lässt sich darauf zurückführen, dass im Beispielfall das Rotorelement 5 endseitig und rechtwinkelig an die Abtriebswelle 7 angeschlossen ist. Das ist selbstverständlich nicht zwingend. Denn das Rotorelement 5 könnte auch über ein nicht dargestelltes und zwischengeschaltetes Getriebe mit der Abtriebswelle 7 verbunden werden. Dabei wird man meistens mit einem Untersetzungsgetriebe arbeiten, wie dies einleitend bereits beschrieben wurde. The axis A corresponds in the embodiment to the axis of rotation of the rotor element 5 and also those of the output shaft 7 , This can be attributed to the fact that in the example the rotor element 5 end and right angles to the output shaft 7 connected. Of course this is not mandatory. Because the rotor element 5 could also have an unillustrated and intermediate gearbox with the output shaft 7 get connected. You will usually work with a reduction gear, as already described in the introduction.

Jedenfalls können mit Hilfe des Elektromagneten 4, 6 bzw. der von den jeweils U-förmigen Kernen 4 getragenen und separat ansteuerbaren Einzelspulen 6 zur Achse A senkrecht und radial verlaufende Magnetfelder erzeugt werden, die in der 3 durch jeweils einen Doppelpfeil angedeutet sind. Man erkennt, dass die Einzelspulen 6 zu unterschiedlichen Winkelstellungen im Vergleich zur zentralen Achse A gehören, die auch die voneinander verschiedenen Winkelstellungen der erzeugbaren Magnetfelder entsprechend den Doppelpfeilen in der 3 implizieren. Dadurch lässt sich im Ausführungsbeispiel das Rotorelement 5 in insgesamt sechs verschiedenen Winkelpositionen bzw. Winkelstellungen mit einem Versatz von jeweils 60° zueinander ausrichten. Auch Zwischenstellungen sind denkbar, wenn beispielsweise zwei Einzelspulen 6 beaufschlagt werden. Anyhow, with the help of the electromagnet 4 . 6 or of the respective U-shaped cores 4 carried and separately controllable individual coils 6 to the axis A perpendicular and radially extending magnetic fields are generated, which in the 3 are indicated by a double arrow. It can be seen that the individual coils 6 belong to different angular positions compared to the central axis A, which is also the mutually different angular positions of the magnetic fields according to the double arrows in the 3 imply. This allows the rotor element in the exemplary embodiment 5 Align in a total of six different angular positions or angular positions with an offset of 60 ° to each other. Also intermediate positions are conceivable if, for example, two individual coils 6 be charged.

Anhand der 1 und 3 wird deutlich, dass die Einzelspulen 6 in Verbindung mit Ihrem jeweils zugehörigen U-förmigen Kern 4 einen das Rotorelement 5 umschließenden Ringkä4, 6 bilden. Zwischen den einzelnen U-Schenkeln des U-förmigen Kerns 4 einerseits und dem rechteckigen bzw. balkenartigen Rotorelement 5 andererseits ist jeweils ein in der 1 zu erkennender Spalt S vorgesehen, welcher zu dem beschriebenen berührungslosen Antrieb 4, 5, 6 für die Abtriebswelle 7 korrespondiert. Das Rotorelement 5 und damit die Abtriebswelle 7 wird folglich durch ein jeweils zwischen den sich gegenüberliegenden U-Schenkeln des U-förmigen Kerns 4 erzeugbares und durch jeweils einen Doppelpfeil dargestelltes Magnetfeld je nach Bestromung der zugehörigen Einzelspule 6 in den in der 3 dargestellten unterschiedlichen Winkellagen ausgerichtet. Based on 1 and 3 it becomes clear that the single coils 6 in conjunction with your respective U-shaped core 4 a the rotor element 5 enclosing Ringkä 4 . 6 form. Between the individual U-thighs of the U-shaped core 4 on the one hand and the rectangular or beam-like rotor element 5 On the other hand, one in the 1 to be recognized gap S provided, which to the described non-contact drive 4 . 5 . 6 for the output shaft 7 corresponds. The rotor element 5 and thus the output shaft 7 is thus replaced by a respective between the opposite U-legs of the U-shaped core 4 producible and represented by a double arrow each magnetic field depending on the energization of the associated individual coil 6 in the in the 3 aligned illustrated different angular positions.

Als Folge hiervon nimmt auch der jeweils von der Abtriebswelle 7 getragene Nocken 8 die gewünschte Funktionsstellung ein. Tatsächlich ist im Ausführungsbeispiel jedem Nocken 8 ein mit dem betreffenden Nocken 8 wechselwirkender Hebel 9 zugeordnet. Der Nocken 8 ist vorliegend als Rastnocken ausgebildet. Zu diesem Zweck verfügt der Nocken 8 über eine Ausnehmung 10, in welche eine Nase 11 am zugehörigen Hebel 9 eingreift, sobald der Nocken 8 die gewünschte Funktionsstellung gegenüber dem Hebel 9 erreicht (vgl. 4). Auf diese Weise wird zwischen dem Hebel 9 einerseits und dem Nocken 8 andererseits ein lösbarer Rastverbund 10, 11 beim Erreichen der Funktionsstellung realisiert. Dadurch kann die Bestromung der Einzelspule 6 oder der mehreren Einzelspulen 6 beim Erreichen der Funktionsstellung beendet werden, weil der Rastverbund 10, 11 für die Beibehaltung dieser Position sorgt. As a result, each of the output shaft also decreases 7 worn cams 8th the desired functional position. Actually, in the embodiment, each cam 8th one with the cam in question 8th interactive lever 9 assigned. The cam 8th is designed here as a locking cam. For this purpose, the cam has 8th via a recess 10 into which a nose 11 on the associated lever 9 engages as soon as the cam 8th the desired functional position relative to the lever 9 achieved (cf. 4 ). This way, between the lever 9 on the one hand and the cam 8th on the other hand, a releasable latching compound 10 . 11 realized when reaching the functional position. This allows the energization of the single coil 6 or the multiple individual coils 6 be terminated when reaching the functional position, because the latching compound 10 . 11 ensures that this position is maintained.

Tatsächlich ist in diesem Zusammenhang die Auslegung weiter so getroffen, dass der Hebel 9 mit Hilfe einer Feder 12 beaufschlagt wird, wie dies die schematische Schnittdarstellung in der 2 zeigt. Dabei ist die Kraft der Feder 12 so gerichtet, dass der Hebel 9 mit seiner Nase 11 in Richtung auf die Achse A der Abtriebswelle 7 gedrückt wird, um den gebildeten Rastverbund 10, 11 beizubehalten und die Position des Nockens 8 in der dargestellten Funktionsstellung zu stabilisieren. Das zeigt ein entsprechender Kraftpfeil in der 4. In fact, in this context, the interpretation continues to be such that the lever 9 with the help of a spring 12 is acted upon, as is the schematic sectional view in the 2 shows. Here is the force of the spring 12 directed so that the lever 9 with his nose 11 in the direction of the axis A of the output shaft 7 is pressed to the formed latching compound 10 . 11 maintain and the position of the cam 8th to stabilize in the illustrated functional position. This shows a corresponding force arrow in the 4 ,

Im Rahmen des in den 5 und 6 dargestellten Beispielfalls der Anwendung des Stellantriebes bei einem Kraftfahrzeugtürschloss 1 kann nun die Abtriebswelle 7 mit dem von der Abtriebswelle 7 getragenen zugehörigen Nocken 8 um Ihre Achse A so verschwenkt werden, dass der mit dem Nocken 8 wechselwirkende Hebel 9 beaufschlagt wird. Auf diese Weise nimmt der Hebel 9 eine bestimmte Funktionsstellung ein, welche im Ausführungsbeispiel nach der 6 dazu korrespondiert, dass der Hebel 9 über einen zwischengeschalteten weiteren Hebel 13 die Sperrklinke 3 nach der 5 beaufschlagt. Dabei ist die Auslegung so getroffen, dass im gezeigten Beispielfall die Abtriebswelle 7 und mit ihr der Nocken 8 zunächst eine Uhrzeigersinnbewegung wie skizziert vollführt. Dadurch wird der Hebel 9 ebenfalls um seine Achse B im Uhrzeigersinn verschwenkt, bis die in der 6 gezeigte Funktionsstellung erreicht ist. Denn dann greift die Nase 11 am Hebel 9 in die Ausnehmung 10 des Nockens 8 ein. Der zuvor bereits geschilderte Rastverbund 10, 11 liegt vor. As part of the in the 5 and 6 illustrated example, the application of the actuator in a motor vehicle door lock 1 can now the output shaft 7 with that of the output shaft 7 worn associated cam 8th be pivoted about its axis A so that the with the cam 8th interacting levers 9 is charged. In this way, the lever decreases 9 a certain functional position, which in the embodiment of the 6 this corresponds to the lever 9 via an intermediate lever 13 the pawl 3 after 5 applied. The design is made such that in the example shown, the output shaft 7 and with it the cam 8th initially performs a clockwise motion as outlined. This will be the lever 9 also pivoted about its axis B clockwise until the in the 6 shown functional position is reached. Because then the nose picks up 11 on the lever 9 into the recess 10 of the cam 8th one. The previously described Rastverbund 10 . 11 is available.

Als Folge der Schwenkbewegung des Hebels 9 im Uhrzeigersinn um seine Achse B wird der zwischengeschaltete Hebel 13 um seine Achse C im angedeuteten Gegenuhrzeigersinn verschwenkt. Dadurch kann der Hebel 13 an der Sperrklinke 3 anschlagen und diese wie skiziiert im Uhrzeigersinn verschwenken. Als Folge hiervon kommt die Sperrklinke 3 von der Drehfalle 2 frei und wird das Kraftfahrzeugtürschloss 1 wie beschrieben elektrisch geöffnet. As a result of the pivotal movement of the lever 9 clockwise about its axis B is the intermediate lever 13 pivoted about its axis C in the indicated counterclockwise direction. This may cause the lever 13 at the pawl 3 strike and swivel them in a clockwise direction as sketched out. As a result, the pawl comes 3 from the rotary latch 2 free and becomes the motor vehicle door lock 1 as described electrically open.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 19848081 A1 [0002]
DE 4306212 A1 [0004]
GB 2316120 [0005]

Claims

Actuator for automotive applications, in particular for a motor vehicle door lock ( 1 ) for the realization of various functional positions such as "locked", "theft-proof" or "child-proof", with a drive ( 4 . 5 . 6 ), with one of the drive ( 4 . 5 . 6 ) acted upon output shaft ( 7 ), and with two or more of the output shaft ( 7 ) carried cam ( 8th ), each on an associated lever ( 9 ) for displaying the corresponding functional position, characterized in that the drive ( 4 . 5 . 6 ) the output shaft ( 7 ) acted contactlessly.

Actuator according to claim 1, characterized in that the drive ( 4 . 5 . 6 ) as an electromagnetic rotary actuator with a to the output shaft ( 7 ) connected rotor element ( 5 ) and a stationary, the rotor element ( 5 ), electromagnets ( 4 . 6 ) is trained.

Actuator according to claim 1 or 2, characterized in that the rotor element ( 5 ) magnetizable and the electromagnet ( 4 . 6 ) as the rotor element ( 5 ) surrounding coil arrangement ( 4 . 6 ) is executed.

Actuator according to claim 3, characterized in that the coil arrangement ( 4 . 6 ) from independently controllable individual coils ( 6 ) with associated core ( 4 ), which in different angular positions compared to the central rotor element ( 5 ) are arranged.

Actuator according to claim 4, characterized in that the individual coils ( 6 ) with their respective U-shaped core ( 4 ) a the rotor element ( 5 ) enclosing ring cage ( 4 . 6 ) form.

Actuator according to one of claims 1 to 5, characterized in that the rotor element ( 5 ) and thus the output shaft ( 7 ) by a respective between the opposite U-legs of the U-shaped core ( 4 ) can be generated depending on the energization of the associated individual coil ( 6 ) is aligned in different angular positions.

Actuator according to one of claims 1 to 6, characterized in that the cam ( 8th ) axially spaced on the output shaft ( 7 ) are provided.

Actuator according to one of claims 1 to 7, characterized in that each with the cam ( 8th ) interacting levers ( 9 ) with a spring ( 12 ) is applied.

Actuator according to one of claims 1 to 8, characterized in that the respective cam ( 8th ) is designed as a locking cam.

Actuator according to claim 9, characterized in that the lever ( 9 ) and a recess ( 10 ) on the respective cam ( 8th ) a releasable latching compound ( 10 . 11 ).