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Die Erfindung betrifft einen Schließhilfsantrieb für ein Kraftfahrzeugschloss gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 sowie eine Kraftfahrzeugschlossanordnung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 15.
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Vorliegend sind unter dem Begriff „Kraftfahrzeugschloss” jegliche Arten von Türen-, Hauben, Deckel- oder Klappenschlössern zusammengefasst.
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Der bekannte Schließhilfsantrieb (
EP 2 075 395 A2 ), von dem die Erfindung ausgeht, ist mit einem elektrischen rotatorischen Antriebsmotor ausgestattet, der einen Läufer mit geometrischer Läuferachse und einen Ständer aufweist. Üblicherweise ist dem Ständer eine Ständer-Magnetanordnung zugeordnet, der mit der Läufer-Magnetanordnung des Läufers zur Erzeugung von Antriebsmomenten magnetisch wechselwirkt. In einer Ausführungsform des bekannten Schließhilfsantriebs ist der Antriebsmotor als Hohlwellenmotor ausgelegt, wobei die Hohlwelle gleichzeitig die Spindelmutter eines Spindel-Spindelmuttergetriebes bereitstellt.
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Im montierten Zustand lässt sich das Kraftfahrzeugschloss mittels des Schließhilfsantriebs motorisch von einem Vorschließzustand in einen Hauptschließzustand überführen. Dies bedeutet, dass der Benutzer die dem Kraftfahrzeugschloss zugeordnete Kraftfahrzeugtür o. dgl. zum Schließen nur bis zu einem Vorschließzustand manuell verstellen muss, in dem die Türdichtungsgegendrücke noch nicht in vollem Umfang wirksam sind. Erst die Verstellung vom Vorschließzustand in den Hauptschließzustand ist mit einem Zusammendrücken der Türdichtung und damit mit einem erheblichen Kraftaufwand verbunden, was mittels des Schließhilfsantriebs erfolgt.
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Der bekannte, einen Hohlwellenmotor aufweisende Schließhilfsantrieb ermöglicht zwar theoretisch eine hohe Funktionsdichte, sofern der prinzipbedingt dort vorhandene Hohlraum entsprechend genutzt wird. Eine Herausforderung stellt allerdings eine kompakte, kostengünstige und für die Massenproduktion taugliche Auslegung des Antriebsmotors dar. Dies liegt insbesondere daran, dass die bei Hohlwellenmotoren regelmäßig mehreren unterschiedlich ausgerichteten Magnetspulen in dem geringen verfügbaren Bauraum unterzubringen sind.
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Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, den bekannten Schließhilfsantrieb derart auszugestalten und weiterzubilden, dass eine hohe Kompaktheit bei geringen Herstellkosten realisierbar ist.
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Vorschlagsgemäß ist erkannt worden, dass sich das Hohlvolumen des Hohlwellenmotors in besonderer Weise für die Aufnahme eines Umlaufgetriebes eignet, das dem Läufer des Antriebsmotors antriebstechnisch nachgeschaltet ist. Im Einzelnen wird vorgeschlagen, dass das Umlaufgetriebe bezogen auf die Läuferachse zumindest zum Teil innerhalb des Hohlvolumens angeordnet ist.
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Der Begriff „Umlaufgetriebe” ist vorliegend weit zu verstehen und umfasst nicht nur Planetenradgetriebe oder Wolfrom-Getriebe, sondern auch Wellgetriebe o. dgl.. In besonders einfacher und insoweit bevorzugter Ausgestaltung besteht das Umlaufgetriebe aus mindestens einer Planetenradgetriebestufe oder mindestens einer Wolfrom-Getriebestufe.
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Die vorschlagsgemäße Lösung ist bauraumtechnisch durch die Unterbringung des Umlaufgetriebes in dem Hohlvolumen besonders vorteilhaft. Hinzu kommt, dass mittels des Umlaufgetriebes eine rotatorische Bewegung des Läufers in eine rotatorische Bewegung eines Abtriebselements des Umlaufgetriebes umgesetzt wird. Eine Umsetzung einer rotatorischen Bewegung in eine lineare Bewegung, die stets einen erhöhten Bauraumbedarf entlang der Linearbewegung erfordert, findet bei der vorschlagsgemäßen Lösung nicht statt.
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Bei der besonders bevorzugten Ausgestaltung gemäß Anspruch 2 ist erkannt worden, dass ein Schließhilfsantrieb ohne Weiteres mit einem unidirektionalen Antriebsmotor auskommt, was eine kostengünstige Lösung ermöglicht. Bei der weiter bevorzugten Ausgestaltung gemäß Anspruch 3 ist der Antriebsstrang aus Antriebsmotor und Umlaufgetriebe nicht selbsthemmend ausgestaltet. Dadurch lässt sich ohne Weiteres ein motorischer Schließhilfsvorgang realisieren, der eine motorische Hinbewegung eines Antriebsteils umfasst, wobei die Rückbewegung dieses Antriebsteils federgetrieben erfolgt und die Hinbewegung mittels des Antriebsmotors erzeugbar ist. Wesentlich für die federgetriebene Rückbewegung ist die obige, nicht selbsthemmende Ausgestaltung, also die Rücktreibbarkeit des Antriebsstrangs aus Antriebsmotor und Umlaufgetriebe.
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Bei der weiter bevorzugten Ausgestaltung gemäß Anspruch 5 sind Ständer und Läufer im Wesentlichen ringförmig ausgestaltet, so dass das resultierende Hohlvolumen besonders groß ausfällt.
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Die besonders bevorzugten Ausgestaltungen gemäß den Ansprüchen 9 bis 12 betreffen bevorzugte Möglichkeiten für die Realisierung des Umlaufgetriebes. Dabei hat sich die Ausgestaltung des Umlaufgetriebes als Wolfrom-Getriebestufe gemäß Anspruch 12 als besonders vorteilhaft, weil kompakt und hochuntersetzend, herausgestellt.
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In einer ersten Alternative gemäß Anspruch 14 kann der Schließhilfsantrieb separat von einem Schlossgehäuse des Kraftfahrzeugschlosses angeordnet sein. Denkbar ist aber auch gemäß einer zweiten Alternative von Anspruch 14, dass der Schließhilfsantrieb dem Kraftfahrzeugschloss räumlich zugeordnet ist. In beiden Fällen macht sich die kompakte Bauform des vorschlagsgemäßen Schließhilfsantriebs positiv bemerkbar.
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Nach einer weiteren Lehre gemäß Anspruch 15, der eigenständige Bedeutung zukommt, wird eine Kraftfahrzeugschlossanordnung mit einem Kraftfahrzeugschloss und einem dem Kraftfahrzeugschloss zugeordneten Schließhilfsantrieb beansprucht. Auf alle Ausführungen zu dem vorschlagsgemäßen Schließhilfsantrieb darf verwiesen werden.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt
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1 in ganz schematischer Darstellung eine vorschlagsgemäße Kraftfahrzeugschlossanordnung mit einem vorschlagsgemäßen Schließhilfsantrieb,
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2 den Schließhilfsantrieb gemäß 1 in einer Schnittansicht entlang der Schnittlinie II-II und
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3 den Schließhilfsantrieb gemäß 2 in einer Explosionsdarstellung.
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Der vorschlagsgemäße Schließhilfsantrieb 1 ist einem Kraftfahrzeugschloss 2 zugeordnet und dient der Überführung des Kraftfahrzeugschlosses 2 von einem Vorschließzustand in einen Hauptschließzustand. Unter dem Begriff „Kraftfahrzeugschloss” sind wie oben erläutert alle Arten von Tür-, Hauben-, Deckel- oder Klappenschlössern zusammengefasst.
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Der Schließhilfsantrieb 1 weist einen Antriebsmotor 3 mit einem Läufer 4 mit geometrischer Läuferachse 4a und einem Ständer 5 auf. Der Ständer 5 weist eine Ständer-Magnetanordnung 6, die hier und vorzugsweise als Magnetspulenanordnung ausgestaltet ist, auf, während der Läufer 4 eine Läufer-Magnetanordnung 7, die hier und vorzugsweise als Permanentmagnetanordnung ausgestaltet ist, aufweist. Zur Erzeugung von Antriebsmomenten ist es vorgesehen, dass die Ständer-Magnetanordnung 6 und die Läufer-Magnetanordnung 7 über einen Luftspalt 8 magnetisch miteinander wechselwirken. Für diese Wechselwirkung wird eine spezielle Erzeugung magnetischer Pole 9, 10 vorgeschlagen. Im Einzelnen weist hier die Ständer-Magnetanordnung 6 zur Ausbildung von vorzugsweise magnetisch alternierenden, um die Läuferachse 4a verteilt angeordneten Ständerpolen 9, 10 eine Klauenpolanordnung 11 mit einer Mehrzahl von Polzähnen 12, 13 auf. Der Begriff ”magnetisch alternierend” bedeutet hier, dass die benachbarte Ständerpole 9, 10 eine abwechselnde magnetische Polarität aufweisen.
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Alternativ oder zusätzlich kann es vorgesehen sein, dass die Läufer-Magnetanordnung 7 zur Ausbildung von magnetisch alternierenden, um die Läuferachse 4a verteilt angeordneten Läuferpolen eine entsprechende, nicht dargestellte Klauenpolanordnung mit einer Mehrzahl von Polzähnen aufweist.
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Vorzugsweise handelt es sich bei dem Luftspalt 8 um einen bezogen auf die Läuferachse 4a radialen Luftspalt, so dass der Antriebsmotor 3 grundsätzlich nach Art eines Radialflussmotors ausgestaltet ist. Alternativ dazu kann es aber auch vorgesehen sein, dass es sich bei dem Luftspalt 8 um einen bezogen auf die Läuferachse 4a axialen Luftspalt handelt, so dass der Antriebsmotor 3 nach Art eines Axialflussmotors ausgestaltet ist.
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Vorzugsweise weist die Ständer-Magnetanordnung 6 oder die Läufer-Magnetanordnung 7 eine Permanentmagnetanordnung auf, während entsprechend die Läufer-Magnetanordnung 7 bzw. die Ständer-Magnetanordnung 6 eine Magnetspulenanordnung aufweist. Hier und vorzugsweise ist es wie oben angedeutet so, dass die Ständer-Magnetanordnung 6 die Magnetspulenanordnung aufweist, während die Läufer-Magnetanordnung 7 die Permanentmagnetanordnung aufweist. Dies vereinfacht die elektrische Kontaktierung der Magnetspulenanordnung, da eine Schleifringkontaktierung o. dgl. nicht erforderlich ist.
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Eine Zusammenschau der 2 und 3 zeigt, dass die Klauenpolanordnung 11 mit einer einfach aufgebauten Ständer-Magnetanordnung 6 gekoppelt ist, um die Mehrzahl von Polen 9, 10 zu erzeugen.
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Der Antriebsmotor 3 ist vorschlagsgemäß als Hohlwellenmotor mit einem Hohlvolumen 14 ausgestaltet. Dies bedeutet ganz allgemein, dass sich im Inneren des Läufers 4 ein Hohlvolumen 14 befindet, das vorzugsweise zylindrisch ausgebildet ist.
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Wesentlich ist nun, dass dem Läufer 4 ein Umlaufgetriebe 15 antriebstechnisch nachgeschaltet ist und dass das Umlaufgetriebe 15 bezogen auf die Läuferachse 4a zumindest zum Teil innerhalb des Hohlvolumens 14 angeordnet ist. Hinsichtlich der hier weiten Auslegung des Begriffs ”Umlaufgetriebe” darf auf den allgemeinen Teil der Beschreibung verwiesen werden.
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Hier und vorzugsweise ist der Antriebsmotor 3 als Klauenpolmotor 11 ausgestaltet, der in weiter bevorzugter Ausgestaltung als unidirektionaler Antriebsmotor ausgelegt ist.
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Für den vorschlagsgemäßen Schließhilfsantrieb 1 kommt es bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel in erster Linie darauf an, eine Zuziehbewegung zu realisieren. Die Mindestanforderung an den Antriebsmotor 3 steht also in der Erzeugung einer motorischen Antriebsbewegung in einer einzigen Bewegungsrichtung. Die dem Schließhilfsvorgang nachgelagerte Rückbewegung kann grundsätzlich federgetrieben erfolgen, so dass sich die oben angesprochene Ausgestaltung des Antriebsmotors 3 als unidirektionaler Klauenpolmotor anbietet. Wesentlich dabei ist lediglich, dass eine gleichbleibende Antriebsrichtung sichergestellt ist.
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Eine speziell durch Umlaufgetriebe besonders einfach zu realisierende Ausführungsform sieht vor, dass der Antriebsstrang aus Antriebsmotor 3 und Umlaufgetriebe 15 nicht selbsthemmend, also rücktreibbar, ausgestaltet ist. Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn während des Schließhilfsvorgangs ein Einklemmfall auftritt, der zu einem Abschalten des Antriebsmotors 3 führt. Durch die Rücktreibbarkeit des Antriebsstrangs kann die Einklemmsituation leicht aufgelöst werden.
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Für den Fall der Realisierung der obigen Rücktreibbarkeit des Antriebsstrangs ist es in einer weiter bevorzugten Ausgestaltung vorgesehen, dass eine nicht dargestellte Federanordnung wie oben angedeutet die Rückstellung des Antriebsstrangs im Rahmen eines oben angesprochenen Schließhilfsvorgangs bewirkt. Mit einer solchen Federanordnung ist lediglich eine einzige Antriebsrichtung des Antriebsmotors 3 notwendig, wie oben bereits herausgestellt wurde.
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Der vorschlagsgemäße Schließhilfsantrieb 1 dient, wie weiter oben erläutert, der Überführung des Kraftfahrzeugschlosses 2 von einem Vorschließzustand in einen Hauptschließzustand. Das Kraftfahrzeugschloss 2 ist hier mit den üblichen Schließelementen Schlossfalle 16 und Sperrklinke 17 ausgestattet, wobei die Schlossfalle 16 mit einem Schließkeil 2a o. dgl. in haltenden Eingriff bringbar ist. Anstelle des Schließkeils 2a kann auch ein Schließbügel, ein Schließkloben, ein Schließbolzen o. dgl. vorgesehen sein.
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Die Überführung des Kraftfahrzeugschlosses 2 von dem Vorschließzustand in den Hauptschließzustand ist bei der in 1 dargestellten Variante dadurch realisiert, dass der Schließhilfsantrieb 1 zur motorischen Verstellung der Schlossfalle 16 von einer nicht dargestellten Vorschließstellung in die in 1 dargestellte Hauptschließstellung eingerichtet ist. Dabei kommt während eines Schließvorgangs eine Rastnase 17a der Sperrklinke 17 zunächst in haltenden Eingriff mit einer Vorraste 16a und anschließend in haltenden Eingriff mit einer Hauptraste 16b der Schlossfalle 16. Dies ist in 1 mit einem Schwenken der Schlossfalle 14 im Uhrzeigersinn verbunden. Alternativ dazu kann es vorgesehen sein, dass der Schließhilfsantrieb 1 zur motorischen Verstellung des Schließkeils 2a o. dgl. von einer Vorschließstellung in eine Hauptschließstellung eingerichtet ist.
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Vorzugsweise sind sowohl der Ständer 5 als auch der Läufer 4 im Wesentlichen ringartig aufgebaut. Dabei ist es hier und vorzugsweise so, dass die Läufer-Magnetanordnung 7 außerhalb der Ständer-Magnetanordnung 6 angeordnet ist. Dies kann auch umgekehrt vorgesehen sein.
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Das Umlaufgetriebe 15 ist bei dem dargestellten und insoweit bevorzugten Ausführungsbeispiel konzentrisch zu der Läuferachse 4a ausgerichtet, was eine besonders gute Bauraumausnutzung innerhalb des Hohlvolumens 14 des Antriebsmotors 3 erlaubt.
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Der Läufer 4 ist gemäß der Darstellung in 3 topfartig ausgestaltet und nimmt die Läufer-Magnetanordnung 7 auf. Das Hohlvolumen 14 wird insoweit bezogen auf die Läuferachse 4a axial durch den Topfboden 4b des Läufers 4 begrenzt. Die topfartige Ausgestaltung des Läufers 4 ermöglicht eine kostengünstige und gleichzeitig mechanisch stabile Ausgestaltung des Läufers 4 sowie eine flexible Lagerung des Läufers 4 um die Läuferachse 4a.
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Wie oben angedeutet, sind zahlreiche Möglichkeiten für die Realisierung des Umlaufgetriebes 15 denkbar. Insbesondere kann das Umlaufgetriebe 15 beispielsweise ein Wellgetriebe und/oder ein Planetenradgetriebe und/oder ein Wolfromgetriebe aufweisen. Hier und vorzugsweise weist das Umlaufgetriebe 15 ein Wolfromgetriebe auf.
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Entsprechend ist zunächst ein Sonnenrad 18 vorgesehen, das mit dem Läufer 4 verbunden ist. Weiter ist ein innenverzahntes, hier festgesetztes, Hohlrad 19 vorgesehen, das mit dem Ständer 5, insbesondere mit der Ständer-Magnetanordnung 6, verbunden ist. Schließlich ist gemäß der Darstellung in 3 ein Planetenradträger 20 mit Planetenrädern 21 vorgesehen, der mit seiner Planetenradträgerachse 20a um die Läuferachse 4a drehbar ist. Die Planetenräder 21 des Planetenradträgers 20 kämmen mit dem innenverzahnten Hohlrad 19. Insoweit entspricht der Aufbau des Umlaufgetriebes 15 dem Aufbau eines üblichen Planetenradgetriebes. Hier und vorzugsweise ist allerdings ein weiteres, um die Läuferachse 4a drehbares, innenverzahntes Hohlrad 22 vorgesehen, das die Abtriebsseite des Umlaufgetriebes 15 bildet.
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Im Einzelnen ist es vorzugsweise so, dass die Planetenräder 21 des Planetenradträgers 20 jeweils zwei axiale Verzahnungsabschnitte 21a, 21b aufweisen, wobei der erste Verzahnungsabschnitt 21a mit dem festgesetzten Hohlrad 19 und der zweite Verzahnungsabschnitt 21b mit dem weiteren Hohlrad 22 kämmt.
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Das Drehzahlübersetzungsverhältnis zwischen dem ersten Verzahnungsabschnitt 21a und dem festgesetzten Hohlrad 19 ist unterschiedlich, hier kleiner, als die Übersetzung zwischen dem zweiten Verzahnungsabschnitt 21b und dem weiteren Hohlrad 22. Dies ist hier dadurch realisiert, dass das weitere Hohlrad 22 über weniger Zähne verfügt als das festgesetzte Hohlrad 19 bei gleichen Zähnezahlen der Verzahnungsabschnitte 21a, 21b. Dadurch ergibt sich insgesamt eine zusätzliche Untersetzung zwischen der Drehung des Sonnenrads 18 und der Drehung des weiteren Hohlrads 22. Das weitere Hohlrad 22 ist ebenso wie der Planetenradträger 20 um die Läuferachse 4a drehbar.
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Das weitere Hohlrad 22 ist mit einer Seilscheibe 23 ausgestattet, die eine antriebstechnische Kopplung zu dem Kraftfahrzeugschloss 2 bereitstellen soll. Hierfür ist ein Übertragungsmittel 24, hier und vorzugsweise ein flexibles Übertragungsmittel, weiter vorzugsweise ein Bowdenzug, vorgesehen, das bzw. der einerseits mit der Seilscheibe 23 und andererseits mit dem Kraftfahrzeugschloss 2, hier mit der Schlossfalle 16 des Kraftfahrzeugschlosses 2 gekoppelt oder koppelbar ist.
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1 zeigt, dass hier und vorzugsweise der Schließhilfsantrieb 1 ein eigenes Antriebsgehäuse 25 mit einem Gehäusedeckel 25a aufweist und im montierten Zustand separat von einem Schlossgehäuse 26 des Kraftfahrzeugschlosses 2 angeordnet ist.
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Alternativ kann der Schließhilfsantrieb 1 im montierten Zustand aber auch an das Kraftfahrzeugschloss 2 angesetzt sein oder sogar integraler Bestandteil des Kraftfahrzeugschlosses 2 sein. In einer bevorzugten Variante übernimmt das Schlossgehäuse 26 dann auch die Gehäusefunktion des Antriebsgehäuses 25.
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Nach einer weiteren Lehre, der eigenständige Bedeutung zukommt, wird eine Kraftfahrzeugschlossanordnung 27 mit einem obigen Kraftfahrzeugschloss 2 und einem dem Kraftfahrzeugschloss 2 in obiger Weise zugeordneten, vorschlagsgemäßen Schließhilfsantrieb 1 beansprucht. Auf alle Ausführungen zu dem Kraftfahrzeugschloss 2 und dem vorschlagsgemäßen Schließhilfsantrieb 1 darf verwiesen werden.
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Es darf schließlich noch darauf hingewiesen werden, dass vorzugsweise eine Steuerungsanordnung 28 zur Ansteuerung des Antriebsmotors 3 vorgesehen ist, die in 2 lediglich angedeutet ist. Die Steuerungsanordnung 28 kann beispielsweise eine elektronische Kommutierungsanordnung aufweisen, die ein zyklisch alternierendes Arbeitsfeld im Luftspalt 8 erzeugt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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