DE102017123211A1 - Electromotive drive for automotive applications - Google Patents
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Abstract
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein elektromotorischer Antrieb für kraftfahrzeugtechnische Anwendungen, insbesondere als Bestandteil einer Verriegelungseinrichtung einer elektrischen Anschlussvorrichtung für Elektro- oder Hybridkraftfahrzeuge, welcher mit einem Elektromotor (8) und mit einem nachgeschalteten mehrstufigen Getriebe , wobei der Elektromotor (8) und das mehrstufige Getriebe als Antriebselemente zur Beaufschlagung eines Stellelementes, beispielsweise eines Riegelelementes (6), der Verriegelungseinrichtung vorgesehen sind. Außerdem weist der Antrieb ein die Antriebselemente aufnehmendes Antriebsgehäuse (13) sowie eine Notentriegelung (17, 18) für das Stellelement auf. Erfindungsgemäß verfügt die Notentriegelung (17, 18) über eine separate Welle (17), welche im Zuge ihrer Montage durch eine Öffnung im Antriebsgehäuse (13) hindurch in Eingriff mit dem Getriebe bringbar ist.The present invention is an electric motor drive for automotive applications, in particular as part of a locking device of an electrical connection device for electric or hybrid motor vehicles, which with an electric motor (8) and with a downstream multi-stage transmission, wherein the electric motor (8) and the multi-stage transmission as drive elements for acting on an actuating element, for example a locking element (6), the locking device are provided. In addition, the drive has a drive housing receiving the drive housing (13) and an emergency release (17, 18) for the actuating element. According to the invention, the emergency release (17, 18) has a separate shaft (17), which in the course of its assembly can be brought into engagement with the transmission through an opening in the drive housing (13).
Description
Die Erfindung betrifft einen elektromotorischen Antrieb für kraftfahrzeugtechnische Anwendungen, insbesondere als Bestandteil einer Verriegelungseinrichtung einer elektrischen Anschlussvorrichtung für Elektro- oder Hybridfahrzeuge, mit einem Elektromotor, ferner mit einem nachgeschalteten mehrstufigen Getriebe als Antriebselemente zur Beaufschlagung eines Stellelementes, beispielsweise eines Riegelelementes der Verriegelungseinrichtung, weiterhin mit einem die Antriebselemente aufnehmenden Antriebsgehäuse, und mit einer Notentriegelung für das Stellelement.The invention relates to an electric motor drive for automotive applications, in particular as part of a locking device of an electrical connection device for electric or hybrid vehicles, with an electric motor, further comprising a downstream multi-stage transmission as drive elements for acting on an actuating element, such as a locking element of the locking device, further with a the drive elements receiving drive housing, and with an emergency release for the actuator.
Elektromotorische Antriebe für kraftfahrzeugtechnische Anwendungen sind in großer Vielzahl aus der Praxis bekannt und werden beispielsweise in Verbindung mit Fensterhebern, Sitzverstellungen, Türspiegeln etc. eingesetzt. Darüber hinaus kennt man solche elektromotorischen Antriebe in Verbindung mit Kraftfahrzeugtürschlössern beispielsweise als Zuziehantriebe oder Verriegelungsantriebe. Sämtlichen elektromotorischen Antrieben ist gemein, dass oftmals lineare Stellbewegungen abgebildet werden und die Versorgung eines an dieser Stelle eingesetzten Elektromotors mit Niedergleichspannung erfolgt.Electromotive drives for automotive applications are widely known in practice and are used for example in conjunction with window regulators, seat adjustments, door mirrors, etc. In addition, such electromotive drives are known in connection with motor vehicle door locks, for example as Zuziehantriebe or locking drives. All electromotive drives have in common that often linear positioning movements are shown and the supply of an electric motor used at this point is carried out with low-voltage.
Solche elektromotorischen Antriebe kommen zunehmend auch als Bestandteile und in Verbindung mit Verriegelungseinrichtungen einer elektrischen Anschlussvorrichtung für Elektro- oder Hybridkraftfahrzeuge zum Einsatz. Beispiele für solche elektromotorischen Antriebe werden in der
Die lösbare Verankerung eines Ladesteckers in der Ladesteckdose mit Hilfe eines verfahrbaren Riegelelementes ist im Zusammenhang mit elektrischen Anschlussvorrichtungen für Elektro- oder Hybridkraftfahrzeuge von besonderer Bedeutung. Denn der Ladestecker stellt eine elektrische Verbindung zu einer Ladesäule als Bestandteil einer Ladeinfrastruktur her,um im Elektro- oder Hybridkraftfahrzeug vorhandene Akkumulatoren mit elektrischer Energie aufzuladen.The releasable anchoring of a charging plug in the charging socket with the aid of a movable locking element is in connection with electrical connection devices for electric or hybrid motor vehicles of particular importance. Because the charging plug establishes an electrical connection to a charging station as part of a charging infrastructure to charge existing batteries in the electric or hybrid motor vehicle with electrical energy.
Da an dieser Stelle üblicherweise mit Hochspannung gearbeitet wird, ist es erforderlich, den Ladestecker in der Ladesteckdose mit Hilfe des verfahrbaren Riegelelementes lösbar zu verankern, um etwaige Gesundheitsgefahren von Benutzern zu fernzuhalten.Since work is usually carried out at this point with high voltage, it is necessary to releasably anchor the charging plug in the charging socket by means of the movable locking element in order to keep any health hazards of users.
Die lösbare Verriegelung des Ladesteckers gegenüber der Ladesteckdose ist zusätzlich noch von Bedeutung, da hierdurch im Allgemeinen eine eindeutige Zuordnung zwischen Benutzer und Ladesäule erfolgen kann, um die entnommene elektrische Energie benutzerabhängig abrechnen zu können. Eine solche Vorgehensweise wird beispielhaft in der
Der Verriegelung des Ladesteckers in der Ladesteckdose kommt also eine besondere Bedeutung zu. Nun können in der Praxis Situationen entstehen und müssen beherrscht werden, bei welchen der Elektromotor für den elektromotorischen Antrieb ausgefallen ist, das nachgeschaltete mehrstufige Getriebe blockiert oder sonst wie Funktionsbeeinträchtigungen beobachtet werden. Aus diesem Grund beschreibt der gattungsbildende Stand der Technik nach der
Dazu ist beim zuvor genannten Stand der Technik die Notentriegelung mit einem Zugmittel ausgerüstet, mit dessen Hilfe sich zumindest ein Teil des Stellelementes bzw. des Riegelelementes als Bestandteil der Verriegelungseinrichtung bewegen lässt. Das Zugmittel kann mit seinem zweiten Ende in einem Fahrzeuginnenraum enden, wodurch es von einem Benutzer im Notfall bedient werden kann. Das setzt allerdings voraus, dass der Bediener grundsätzlich auch Zugang zum Fahrzeuginnenraum hat und das Zugmittel erreichen kann.For this purpose, the emergency release is equipped with a traction means in the aforementioned prior art, with the help of which at least a part of the actuating element or the locking element can be moved as part of the locking device. The traction means can end with its second end in a vehicle interior, whereby it can be operated by a user in an emergency. However, this presupposes that the operator basically also has access to the vehicle interior and can reach the traction means.
Fällt beispielsweise bei einem Elektro- oder Hybridkraftfahrzeug die elektrische Energieversorgung komplett aus, so ist oftmals auch ein Zutritt zum Kraftfahrzeuginnenraum nicht unmittelbar möglich, sondern setzt beispielsweise eine Notentriegelung einer zugehörigen Kraftfahrzeugtür voraus. Das alles muss bewerkstelligt werden, um letztendlich die Notentriegelung für den Ladestecker gegenüber der Ladesteckdose betätigen zu können. Als Folge hiervon ergeben sich deutliche Komforteinbußen und ist eine solche Vorgehensweise nicht besonders intuitiv. Denn die Notentriegelung setzt in der Regel eine bestimmte Vorgehensweise voraus, die einem Fahrzeugbenutzer meistens nicht geläufig ist und beispielsweise erst nachgefragt werden muss. Hier setzt die Erfindung ein.For example, if the electric power supply fails completely in an electric or hybrid motor vehicle, access to the motor vehicle interior is often not immediately possible, but requires, for example, an emergency unlocking of an associated motor vehicle door. All this must be accomplished in order to finally be able to actuate the emergency release for the charging plug opposite the charging socket. As a result, there is a significant loss of comfort and such a procedure is not particularly intuitive. Because the emergency unlocking usually requires a certain procedure, which is usually not familiar to a vehicle user and, for example, must first be inquired. This is where the invention starts.
Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, einen derartigen elektromotorischen Antrieb für kraftfahrzeugtechnische Anwendungen so weiter zu entwickeln, dass die Notentriegelung unmittelbar zugänglich ist und im Bedarfsfall einfach und intuitiv beaufschlagt werden kann.The invention is based on the technical problem of further developing such an electromotive drive for automotive applications that the emergency release is directly accessible and can be applied simply and intuitively if necessary.
Zur Lösung dieser technischen Problemstellung ist ein gattungsgemäßer elektromotorischer Antrieb im Rahmen der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass die Notentriegelung eine separate Welle aufweist, welche im Zuge ihrer Montage durch eine Öffnung im Antriebsgehäuse hindurch in Eingriff mit dem Getriebe bringbar ist. Bei der Öffnung im Antriebsgehäuse kann es sich um eine mit einem Deckel verschließbare Gehäuseöffnung bei beispielsweise einem zweiteiligen Antriebsgehäuse handeln. Alternativ oder zusätzlich kann die Öffnung aber auch in einer Wand des Antriebsgehäuses realisiert sein.To solve this technical problem, a generic electric motor drive in the invention is characterized in that the emergency release has a separate shaft, which in the course of its assembly through an opening in the drive housing can be brought into engagement with the transmission. The opening in the drive housing can be a housing opening which can be closed with a cover, for example a two-part drive housing. Alternatively or additionally, however, the opening can also be realized in a wall of the drive housing.
Nach vorteilhafter Ausgestaltung kann die separate Welle manuell mit Hilfe einer Kurbel von außerhalb der Öffnung beaufschlagt werden. Außerdem ist die Auslegung meistens so getroffen, dass die separate Welle als Bestandteil der erfindungsgemäßen Notentriegelung mit einer Welle des mehrstufigen Getriebes in Eingriff bringbar ist. In diesem Zusammenhang verfügen in der Regel die separate Welle und die Welle des mehrstufigen Getriebesüber jeweilige Verzahnungen und lassen sich hierdurch miteinander in Eingriff bringen, beispielsweise durch eine Axialbewegung der separaten Welle gegenüber der Welle des mehrstufigen Getriebes.According to an advantageous embodiment, the separate shaft can be applied manually by means of a crank from outside the opening. In addition, the interpretation is usually made so that the separate shaft as part of the emergency release according to the invention with a shaft of the multi-stage transmission can be brought into engagement. In this context, usually have the separate shaft and the shaft of the multi-stage transmission via respective teeth and can thereby be engaged with each other, for example, by an axial movement of the separate shaft relative to the shaft of the multi-stage transmission.
Die Verzahnung oder allgemein ein Eingriff zwischen der separaten Welle als Bestandteil der Notentriegelung einerseits und der Welle des mehrstufigen Getriebes andererseits kann grundsätzlich durch einen oder mehrere ineinandergreifende Zähne, entsprechend geformte Nocken, Anschläge, Radialstege oder dergleichen erfolgen, solange eine Drehbewegung der Notentriegelung für die gewünschte Beaufschlagung des Stellelementes sorgt und das Stellelement insgesamt entriegelt. Meistens ist an dieser Stelle eine Schwenkbewegung der Notentriegelung respektive einer zugehörigen Kurbel um ca. 90° bereits ausreichend.The toothing or generally an engagement between the separate shaft as part of the emergency release on the one hand and the shaft of the multi-stage transmission on the other hand can basically be done by one or more interlocking teeth, correspondingly shaped cams, stops, radial webs or the like, as long as a rotational movement of the emergency release for the desired Actuation of the actuating element ensures and the actuator unlocked altogether. Mostly at this point a pivotal movement of the emergency release respectively an associated crank by about 90 ° is already sufficient.
Außerdem ist die separate Welle der Notentriegelung vorteilhaft in einer Aussparung des Antriebsgehäuses gelagert. Die Aussparung und die damit hierin gelagerte separate Welle sind im Allgemeinen parallel zu dem Elektromotor angeordnet. Außerdem ist die Aussparung meistens mit zumindest einem Rastlager für die separate Welle ausgerüstet.In addition, the separate shaft of the emergency release is advantageously mounted in a recess of the drive housing. The recess and the separate shaft mounted therewith are generally arranged parallel to the electric motor. In addition, the recess is usually equipped with at least one locking bearing for the separate shaft.
Das Rastlager verfügt im Allgemeinen über einen feststehenden und einen federbelasteten Steg. In montiertem Zustand der separaten Welle als Bestandteil der Notentriegelung greifen die beiden vorgenannten Stege gemeinsam in eine Nut der Welle ein. Dazu ist der federbelastete Steg vorteilhaft an eine mit dem Antriebsgehäuse einseitig verbundene Wippe angeschlossen. Die Wippe selbst kann einstückig mit dem Antriebsgehäuse ausgebildet sein.The detent bearing generally has a fixed and a spring-loaded web. In the assembled state of the separate shaft as part of the emergency release the two aforementioned webs engage together in a groove of the shaft. For this purpose, the spring-loaded web is advantageously connected to a rocker connected to the drive housing on one side. The rocker itself may be formed integrally with the drive housing.
Eine solche Ausgestaltung bietet sich besonders für den Fall an, dass das Antriebsgehäuse als Kunststoffspritzgussteil ausgebildet ist. In diesem Fall lassen sich das Antriebsgehäuse und die Wippe im Zuge eines gemeinsamen Herstellungsvorganges bzw. Kunststoffspritzgussvorganges gemeinsam realisieren und umsetzen. Gleiches gilt für den feststehenden Steg innerhalb der Aussparung zur Aufnahme der separaten Welle. Somit handelt es sich bei dem Lager für die separate Welle als Bestandteil der Notentriegelung bevorzugt um ein Gleitlager, dessen Lagerbuchsen automatisch in zugehörigen Stegen oder Gehäuserippen des Antriebsgehäuses beim Kunststoffspritzgussvorgang definiert werden.Such a configuration is particularly suitable for the case that the drive housing is designed as a plastic injection molded part. In this case, the drive housing and the rocker can be realized and implemented together in the course of a common manufacturing process or plastic injection molding process. The same applies to the fixed web within the recess for receiving the separate shaft. Thus, it is in the bearing for the separate shaft as part of the emergency release preferably a sliding bearing, the bearing bushes are automatically defined in associated webs or housing ribs of the drive housing in the plastic injection molding process.
Da darüber hinaus die sämtlichen Wellen, d. h. sowohl die Wellen des dem Elektromotor nachgeschalteten mehrstufigen Getriebes als auch die separate Welle als Bestandteil der Notentriegelung, jeweils vorteilhaft aus Kunststoff hergestellt sind, werden an dieser Stelle niedrige Reibzahlen (Kunststoff-Kunststoff) beobachtet. Außerdem kann hierdurch das Gewicht des elektromotorischen Antriebes besonders niedrig gehalten werden.In addition, since all the waves, d. H. Both the waves of the electric motor downstream multistage transmission and the separate shaft as part of the emergency release, each advantageously made of plastic, low friction coefficients (plastic-plastic) are observed at this point. In addition, thereby the weight of the electric motor drive can be kept very low.
Durch die spezielle und erfindungsgemäße Ausprägung der Notentriegelung mit der separaten Welle, die im Zuge ihrer Montage durch die Öffnung im Antriebsgehäuse hindurch in Eingriff mit dem Getriebe gebracht wird, besteht die Möglichkeit, die Welle mit der Kurbel auszurüsten, welche außerhalb der Öffnung und folglich auch des Antriebsgehäuses in montiertem Zustand der separaten Welle verbleibt. Dadurch lässt sich die separate Welle und folglich insgesamt die Notentriegelung unmittelbar von außerhalb des Antriebsgehäuses beaufschlagen. Etwaige und wie beim Stand der Technik, beispielsweise bekannt aus der
Dadurch entfallen zusätzliche Montageschritte für das Zugmittel, vielmehr ist die Notentriegelung als gleichsam integraler Bestandteil des erfindungsgemäßen elektromotorischen Antriebes ausgebildet. Außerdem kann der elektromotorische Antrieb so platziert werden, dass die Kurbel zur Notentriegelung zugänglich ist oder einfach zugänglich gemacht werden kann. Außerdem besteht prinzipiell die Möglichkeit, die separate Welle inklusive Kurbel erst dann in die Öffnung des Antriebsgehäuses und in die dahinter sich erstreckende Aussparung einzuführen, wenn tatsächlich eine Notentriegelung erforderlich ist und notwendig wird. Genauso gut kann die Kurbel zur Notentriegelung auf die im Antriebsgehäuse befindliche separate Welle von außen aufgesteckt werden. Dadurch lassen sich auf einfache Art und Weise etwaige Manipulationen am elektromotorischen Antrieb vermeiden. Im Regelfall ist die separate Welle inklusive daran meistens angeformter Kurbel jedoch von vornherein im Innern des Antriebsgehäuses montiert und hierin gelagert.This eliminates additional assembly steps for the traction means, but the emergency release is designed as an integral part of the electromotive drive according to the invention. In addition, the electric motor drive can be placed so that the crank for emergency release is accessible or can be easily accessed. In addition, in principle it is possible to insert the separate shaft including crank only in the opening of the drive housing and in the recess extending behind it, if an emergency release is actually necessary and necessary. The emergency release crank can just as easily be plugged onto the separate shaft in the drive housing from the outside. As a result, any manipulation of the electric motor drive can be avoided in a simple manner. As a rule, however, the separate shaft, including the crank which is usually molded onto it, is mounted in the interior of the drive housing from the outset and stored therein.
Dabei reicht typischerweise eine nur geringfügige Drehbewegung an der Kurbel von beispielsweise 90° aus, um das Riegelelement der Verriegelungseinrichtung in seine zurückgezogene Position zu überführen. In dieser zurückgezogenen Position verlässt das Riegelelement im Allgemeinen eine Ausnehmung im Ladestecker, so dass der Ladestecker gegenüber der Ladesteckdose frei wird und aus der Ladesteckdose entfernt werden kann. Das alles gelingt auch und insbesondere für den Fall, dass der elektromotorische Antrieb bzw. dessen Elektromotor prinzipiell ausgefallen ist. Hierin sind die wesentlichen Vorteile zu sehen.In this case, typically only a slight rotational movement on the crank of, for example, 90 ° is sufficient to transfer the locking element of the locking device into its retracted position. In this retracted position, the locking element generally leaves a recess in the charging plug, so that the charging plug against the charging socket is free and can be removed from the charging socket. All this is also possible, and in particular in the event that the electric motor drive or its electric motor has failed in principle. Here are the main benefits.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen, welche ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel darstellen, näher erläutert. Es zeigen:
-
1 den elektromotorischen Antrieb mit Antriebsgehäuse in einer Übersicht, -
2A bis2C einen Ver- und Entriegelungsvorgang zwischen Ladestecker und Ladesteckdose, -
3 den elektromotorischen Antrieb nach der1 im Innern des Antriebsgehäuses und -
4 eine vergrößerte perspektivische Darstellung des Gegenstandes nach der3 .
-
1 the electric motor drive with drive housing in an overview, -
2A to2C a locking and unlocking process between charging plug and charging socket, -
3 the electric motor drive after the1 inside the drive housing and -
4 an enlarged perspective view of the article after the3 ,
In der
In der Ausnehmung
Zu diesem Zweck verfügt der Ladestecker
Um den Ladestecker
Die
Der elektromotorische Antrieb wird in einem eigenen Antriebsgehäuse
Das Riegelelement
Da das Riegelelement
Mit Hilfe des Antriebes vollführt das als Stellelement ausgebildete Riegelelement
Der Antrieb setzt sich im Detail aus dem Elektromotor
Die dritte Welle
Von besonderer erfinderischer Bedeutung ist dann noch eine Notentriegelung
Die separate Welle
Die Aussparung
Nach dem Ausführungsbeispiel lässt sich die separate Welle
Anhand der Darstellung in der
Man erkennt, dass der federbelastete Steg
Kommt es nun zu einem Ausfall des Elektromotors
Die Montage des erfindungsgemäßen elektromotorischen Antriebes wird so vorgenommen, dass zunächst eine Unterschale des gezeigten Antriebsgehäuses
Nachdem die Unterschale bzw. das Antriebsgehäuse
Das Riegelelement
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