DE102015205923B3

DE102015205923B3 - Abklappantrieb sowie Außenspiegel zum Abklappen

Info

Publication number: DE102015205923B3
Application number: DE102015205923.5A
Authority: DE
Inventors: Bernhard Schadler
Original assignee: Magna Auteca AG
Current assignee: MAGNA AUTECA GMBH, AT
Priority date: 2015-04-01
Filing date: 2015-04-01
Publication date: 2016-06-09
Anticipated expiration: 2035-04-02
Also published as: US9707894B2; US20160288715A1

Abstract

Es wird ein Abklappantrieb mit einem elektrischen Motor (11) bestehend aus einem feststehenden Bauteil und einem dazu beweglichen Bauteil, wobei die beiden Bauteile über eine von der Vertikalen abweichenden Scharnierachse (7) zueinander verdrehbar sind vorgeschlagen, wobei ein Axialkugellager (21) zwischen den beiden Bauteilen eingebaut ist, in dem drehrichtungsabhängig Rollreibung und Gleitreibung in unterschiedlichen prozentualen Anteilen vorliegen, das Axialkugellager einen Lagerkäfig (23) mit Taschen (26) zur Aufnahme von Lagerkugeln (24) aufweist, die Taschen (26) in einer Drehrichtung des Axialkugellagers (21) jeweils eine zur Ebene der Lagerschalen (22, 25) senkrecht angeordneten Anschlagsfläche (27) aufweist und die Taschen (26) in einer zweiten Drehrichtung Zungen (28) aufweisen, die in die Taschen ragen und sich unterhalb der Ebene des Lagerkäfigs (23) erstrecken.

Description

Die Erfindung betrifft einen Abklappantrieb mit einem elektrischen Motor bestehend aus einem feststehenden Bauteil und einem dazu beweglichen Bauteil, wobei die beiden Bauteile über eine von der Vertikalen abweichenden Scharnierachse zueinander verdrehbar sind.
Weiterhin betrifft die Erfindung einen Außenspiegel unter Verwendung des Abklappantriebs.
Stand der Technik
Im Stand der Technik sind eine Vielzahl von Antriebsanordnungen für Rückspiegel von Kraftfahrzeugen bekannt, die es ermöglichen, einen Spiegelglas tragenden Spiegelkopf zwischen einer Gebrauchsstellung, in der der Spiegel weitgehend rechtwinkelig zur Fahrzeugmittelachse steht, und einer Parkstellung in der der Spiegel weitgehend parallel zur Fahrzeugmittelachse steht, elektrisch zu bewegen. Ein Großteil der Antriebe verwenden einen Elektromotor, welcher über ein zweistufiges Schneckengetriebe das Antriebsgehäuse und einen mit diesem fest verbundenen Spiegelkopf um ein mit dem Spiegelfuß, mit einer drehmomentbegrenzenden Sicherheitskupplung, verbundenen Abtriebszahnrad dreht.
Ein solches Beispiel ist aus der WO 9743144 A1 bekannt, in der eine elektrisch betätigbare Schwenkvorrichtung, ein Spiegelgehäuse 3 eines Außenspiegels beschrieben ist.
Das Spiegelgehäuse kann manuell aus jeder Position in eine andere Position gebracht werden und aus jeder Position elektrisch mittels der Schwenkvorrichtung in die normale Betriebsstellung gebracht werden. Der Mechanismus umfasst ein System von Nuten und Nasen in Eingriff damit für die Festlegung der Endstellungen des Spiegelgehäuses.
Aus der DE 10 2006 021 249 A1 ist ein Außenrückblickspiegel für Kraftfahrzeuge, bekannt mit einem am Kraftfahrzeug zu befestigenden Spiegelfuß, einem ein Spiegelglas tragendes, mittels eines Antriebes relativ zum Spiegelfuß um eine Schwenkachse verschwenkbaren, an das Fahrzeug anklappbaren Spiegelkopf, mit dem Antrieb in Eingriff stehenden und in einem Antriebsgehäuse angeordneten Zahnrad, wobei das Zahnrad und die Rastmittel aus einem Kunststoffmaterial bestehen.
Zunehmend wird ein Augenmerk auf das Geräuschverhalten der Antriebe gelegt. Ein richtungsabhängig unterschiedliches Geräusch kann sich durch Abweichungen der Scharnierachse von der Vertikalen ergeben, wenn der Spiegelkopf beim Drehen in die Parkstellung schräg nach oben gedreht und somit die Last des Spiegelkopfes nach oben gehoben wird und beim Drehen in die Gebrauchsstellung das Gewicht den Spiegelkopfes nach unten zieht. Um die zusätzliche Last bei schräger Scharnierachse zu mindern, wird in einigen Fällen ein Axialkugellager im Abklappantrieb verbaut um Reibung zu verringern und somit den Elektromotor des Antriebs entlastet.
Nachteil der bestehenden Lösungen ist, dass das Axialkugellager unabhängig von der Klapprichtung des Spiegels Reibung verringert. So ist aufgrund des, je nach Drehrichtung, unterschiedlichen Gegenmoments auf den Elektromotor weiterhin ein unterschiedliches Laufgeräusch zu vernehmen. Beim Ausklappen kann es außerdem vorkommen, dass der Spiegelkopf aufgrund der Schwerkraft dem Getriebe vorauseilt und eine ruckelnde und ebenfalls geräuschvolle Verstellung auftritt.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung einen Abklappantrieb vorzustellen, der diese Mängel nicht aufweist.
Gelöst wird die Aufgabe mit einem Abklappantrieb mit einem elektrischen Motor bestehend aus einem feststehenden Bauteil und einem dazu beweglichen Bauteil, wobei die beiden Bauteile über eine von der Vertikalen abweichenden Scharnierachse zueinander verdrehbar sind, und wobei ein Axialkugellager zwischen den beiden Bauteilen eingebaut ist, in dem drehrichtungsabhängig Rollreibung und Gleitreibung in unterschiedlichen prozentualen Anteilen vorliegen.
Die Erfindung umfasst eine Axialkugellageranordnung zum zumindest teilweisen Ausgleich der Drehmomentunterschiede beim elektrischen Verstellen eines Fahrzeugaußenspiegels zwischen einer Gebrauchsstellung und einer Parkstellung, wobei das feststehende Bauteil mit einem Spiegelfuß und das bewegliche Bauteil mit einem Spiegelkopf verbunden ist. Diese Lageranordnung weist richtungsabhängig ein unterschiedliches Reibmoment auf. So wird die Bewegung in die Parkstellung, entgegen der Schwerkraft, durch geringere Reibung erleichtert und die Bewegung in die Fahrstellung, in Richtung der Schwerkraft, durch höhere Reibung erschwert, sodass richtungsabhängige Geräuschunterschiede minimiert und ein Vorauseilen des Spiegelkopfes verhindert werden können.
Dabei besteht das Axialkugellager aus einer unteren Lagerschale, einem Lagerkäfig zur Aufnahme von Lagerkugeln und einer oberen Lagerschale, wobei im Lagerkäfig Taschen für die Lagerkugeln vorgesehen sind, wobei die Taschen asymmetrisch ausgebildet sind. Damit ist eine Ausgestaltung des Axialkugellagers entsprechend der Anforderungen möglich.
Die Taschen weisen dabei in einer Drehrichtung des Axialkugellagers jeweils einen zur Ebenen de Lagerschalen senkrecht angeordneten Anschlagfläche und in einer zweiten Drehrichtung Zungen auf, die in die Taschen ragen und sich unterhalt der Ebene des Lagerkäfigs erstrecken. Dadurch lässt sich eine mehr oder weniger starke Aufteilung der Bewegung von Roll- in einen Gleitreibungsbewegung realisieren.
Vorteilhafterweise ist die untere Lagerschale als v-förmige Rille zur Aufnahme der Zungen ausgebildet.
Ein Außenspiegel ist mit einem vorgeschlagenen Abklappantrieb besonders geeignet, ohne Laufgeräusche verstellbar zu sein.
Vorteilhafterweise wäre ein Verfahren zum Abklappen eines Außenspiegels um einen nicht vertikal angeordnete Scharnierachse, wobei zwischen feststehenden und beweglichen Bauteil ein Axialkugellager eingebaut ist, besonders geeignet, wobei dass die Lagerkugeln des Axialkugellagers in eine Drehrichtung rollen können und in der entgegengesetzten Drehrichtung am Rollen gehindert werden.
Es ist von Vorteil, dass der Kontaktpunkt der Lagerkugeln in einer Drehrichtung im Abstand d von der Kugelmitte (M) liegt und in der entgegengesetzten Drehrichtung auf dem Außenradius r liegt.
Kurze Beschreibung der Erfindung
Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen dargestellt und nachstehend erläutert.
: Schrägriss einer Explosionsdarstellung eines Fahrzeugaußenspiegels im Stand der Technik
: Schnittdarstellung eines elektrischen Abklappantriebs im Stand der Technik
: Explosionsdarstellung des Axialkugellagers gemäß der Erfindung
: Schrägriss des Lagerkäfigs mit Detail der Kugeltasche
: Ansichten des Axialkugellagers
: Abwicklung entlang der Kugellaufbahn bei Drehrichtung 1
: Abwicklung entlang der Kugellaufbahn bei Drehrichtung 2
zeigt eine Explosionsdarstellung eines Fahrzeugaußenspiegels 1 im Stand der Technik. Ein Spiegelfuß 2 ist fest mit einem Fahrzeug 3, das in der Zeichnung nur angedeutet ist, verbunden. Ein Spiegelkopf 4 besteht aus einem Spiegelgehäuse, das nicht dargestellt ist und der Mechanik und den tragenden Teilen. Ein solcher Träger 5 wird mit einem elektrischen Abklappantrieb 6 fest verschraubt, wobei der Abklappantrieb 6 eine Scharnierachse 7 für die Drehbewegung des Spiegelkopfs gegen den Spiegelfuß bildet. Der Träger des Spiegelkopfs 5 und der Spiegelfuß 2 werden mit Hilfe eines Rohrniets 8 und einer starken Druckfeder 9 gegeneinander verspannt. Der Abklappantrieb ist geeignet, den Außenspiegel in einer Gebrauchsrichtung zu halten und in einer Parkstellung in etwa an die Fahrzeuglängsachse anzulegen. In liegt die Scharnierachse des drehbaren Spiegelkopfes, also des Trägers 5, in der Vertikalen.
zeigt einen Schnitt durch einen elektrischen bekannten Abklappantrieb 6.
Ein elektrischer Motor 11 dreht eine Motorschnecke 12, die auf einer Motorwelle 13 aufgebracht ist. Der elektrische Motor 11 wird mit einer Motorspannklammer 14 gegen eine Motordruckscheibe 15 gepresst. Der elektrische Motor sitzt in einem Motorgehäuse 16, das vom Träger 5 des Spiegelkopfes umschlossen wird.
Die Drehungen des elektrischen Motors und der Motorschnecke werden von einer Zwischenwellen-Stirnrad 17 und einer Zwischenwellen-Schnecke 18 auf ein Abtriebszahnrad 19 übertragen.
Das Abtriebszahnrad 19 ist fest mit dem Spiegelfuß 2 über eine Rastscheibe 20 verbunden. Das Abtriebszahnrad 19 kämmt mit der Zwischenwellen-Schnecke 18, wobei sich das Motorgehäuse 16 gegen das Abtriebszahnrad verdreht.
Zur Reduktion der Reibung ist zwischen Motorgehäuse 16 und Abtriebszahnrad 19 ein Axialkugellager 21 untergebracht. Liegt die Scharnierachse wie in dieser Zeichnung senkrecht, muss für die Auslegung des Axialkugellagers keine besondere Vorkehrung getroffen werden. Das ist aber anders, sobald die Scharnierachse 7 aus der Vertikalen fällt.
zeigt eine Explosionsdarstellung des erfindungsgemäßen Axialkugellagers 21.
Das Axialkugellager besteht aus einer oberen Lagerschale 25 und einer unteren Lagerschale 22, die einen Lagerkäfig 23 mit Lagerkugeln 24 einschließen. Für die weitere Funktionserklärung wird angenommen, dass die untere Lagerschale 22 immer stillstehend ist, da sie mit dem Abtriebszahnrad 19 verbunden bleibt. Die obere Lagerschale 25 folgt der Drehbewegung des Motorgehäuses 16.
zeigt den erfindungsgemäßen Lagerkäfig 23 mit einer Detailansicht einer Tasche 26, in der jeweils eine der Lagerkugeln 24 aufgenommen wird. Die Taschen für die Lagerkugeln erstrecken sich entlang des Umfangs der Lagerschale. Die Taschen stellen in etwa bohnenförmige Aussparungen in der Oberfläche 31 des Lagerkäfigs 23 dar. In der Mitte der bohnenförmigen Taschen ist eine Breite vorhanden, wie sie dem Durchmesser der Lagerkugeln entspricht.
Die Tasche 26 besitzt auf einer Seite eine senkrecht zur Ebene der Lagerschalen und der Oberfläche 31 angeordnete Anschlagfläche 27 und auf der anderen Seite eine symmetrisch angeordnete Zunge 28, die jeweils unter die jeweilige Lagerkugel reicht. Das ist auch in zu erkennen.
zeigt das Axialkugellagers in einer Draufsicht, wobei ein Teil des Lagers aufgebrochen dargestellt ist, um einige Lagerkugeln zu zeigen. Ebenfalls eingezeichnet sind die beiden Drehrichtungen, Drehrichtung 1 und Drehrichtung 2.
Weiter ist ein Schnitt A-A dargestellt, wobei die Schnittachse durch die Scharnierachse des Lagers und dem Mittelpunkt einer Lagerkugel gebildet wird. Im Schnitt zu sehen ist, dass die untere Lagerschale 22 einen V-förmigen Querschnitt aufweist, der es erlaubt, dass die Zunge 28 des Lagerkäfigs 23 unter die Kugel reichen kann. Die Kugel 14 weist dabei Kontaktpunkte 30 zu den Seitenflächen der V-förmigen Rille 29 auf.
zeigt eine Abwicklung in Laufrichtung der Lagerkugel für den Fall einer Bewegung in Drehrichtung 1. Die Kugel 24 wird durch die obere Lagerschale 25 in Drehung versetzt und rollt an der unteren Lagerschale 22 ab. Dabei stößt sie an die senkrechte Anschlagfläche 27 der Tasche 26 des Lagerkäfigs 23 und schiebt den Lagerkäfig 23, wie in einem herkömmlichen Kugellager, in Drehrichtung mit. Die Kugel 24 ist nicht mit der Zunge 28 des Lagerkäfigs 23 in Kontakt, sondern stützt sich an beiden Seiten der V-förmigen Rille 29 der unteren Lagerschale 22 ab. Die Kontaktpunkte sind gekennzeichnet. Sie liegen im Abstand d vom Kugelmittelpunkt M entfernt. Die auf das Axialkugellager wirkende Axialkraft wird also direkt über die Kugeln in die untere Lagerschale übertragen. In diese Drehrichtung zeigt das Kugellager wenig Reibung, womit der Anteil der Rollreibung bei nahezu 100% liegt.
zeigt eine Abwicklung in Laufrichtung der Lagerkugel 24 für den Fall einer Bewegung in Drehrichtung 2. Die Lagerkugel wird wieder durch die obere Lagerschale 25 in Drehung versetzt und rollt an der unteren Lagerschale 22 ab. In weiterer Folge fährt die Kugel aber auf die Zunge 28 der Tasche 26 des Lagerkäfigs 23 auf. Der Kontaktpunkt 30 verlagert sich auf die Kontaktstelle mit der Zunge 28 und damit auf den Außenradius der Lagerkugel. Die Zunge wirkt wie ein flacher Keil und verspannt die Komponenten des Lagers in axialer Richtung. Die Kugeln werden am Rollen gehindert und es kommt zu einem Gleiten der Lagerteile. In diese Drehrichtung zeigt das Kugellager ein hohes Reibmoment. Das Maß der Gleitreibung wird durch die Auslegung der Zunge bestimmt. Damit wird der Prozentsatz der Rollreibung reduziert auf ein Maß, das es erlaubt die Hemmung der Bewegung gerade so zu gestalten, dass der Abklappantrieb noch harmonisch beweglich ist, aber nicht durch die Schwerkraft beschleunigt.
Die Richtungen in denen ein hohes Reibmoment oder ein geringes Reibmoment vorliegen können vertauscht werden, je nachdem wie das Kugellager eingebaut wird.
Die gesamte beispielhafte Beschreibung wurde mit einer senkrechten Scharnierachse ausgeführt. Die Erfindung ist aber natürlich gerade bei Scharnierachsen für die Spiegelbewegung, die nicht senkrecht verlaufen, sinnvoll einsetzbar.
Bezugszeichenliste

1: Fahrzeugaußenspiegel
2: Spiegelfuß
3: Fahrzeug
4: Spiegelkopf
5: Träger
6: Abklappantrieb
7: Scharnierachse
8: Rohrniet
9: Druckfeder
10: Gleitscheibe
11: Elektrischer Motor
12: Motorschnecke
13: Motorwelle
14: Motorspannklammer
15: Motordruckscheibe
16: Motorgehäuse
17: Zwischenwellen-Stirnrad
18: Zwischenwellen-Schnecke
19: Abtriebszahnrad
20: Rastscheibe
21: Axialkugellager
22: untere Lagerschale
23: Lagerkäfig
24: Lagerkugel
25: obere Lagerschale
26: Tasche
27: Anschlagfläche
28: Zunge
29: v-förmige Rille
30: Kontaktpunkt
31: Oberfläche

Claims

Abklappantrieb mit einem elektrischen Motor (11) bestehend aus einem feststehenden Bauteil und einem dazu beweglichen Bauteil, wobei die beiden Bauteile über eine von der Vertikalen abweichenden Scharnierachse (7) zueinander verdrehbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass ein Axialkugellager (21) zwischen den beiden Bauteilen eingebaut ist, in dem drehrichtungsabhängig Rollreibung und Gleitreibung in unterschiedlichen prozentualen Anteilen vorliegen, das Axialkugellager einen Lagerkäfig (23) mit Taschen (26) zur Aufnahme von Lagerkugeln (24) aufweist, die Taschen (26) in einer Drehrichtung des Axialkugellagers (21) jeweils eine zur Ebene der Lagerschalen (22, 25) senkrecht angeordneten Anschlagsfläche (27) aufweist und die Taschen (26) in einer zweiten Drehrichtung Zungen (28) aufweisen, die in die Taschen ragen und sich unterhalb der Ebene des Lagerkäfigs (23) erstrecken.
Abklappantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass, das feststehende Bauteil mit einem Spiegelfuß (2) verbunden ist.
Abklappantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass, das bewegliche Bauteil mit einem Spiegelkopf verbunden ist.
Abklappantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die untere Lagerschale (22) als v-förmige Rille (29) zur Aufnahme der Zungen (28) ausgebildet ist.
Außenspiegel mit einem Abklappantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche.