DE102018002876A1 - Spindle drive for a closure element of a motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Spindelantrieb (1) für ein Verschlusselement (3) eines Kraftfahrzeugs (4), wobei eine Antriebseinheit (5) und ein der Antriebseinheit (5) antriebstechnisch nachgeschaltetes, eine Spindel (6a) und Spindelmutter (6b) aufweisendes Spindel-Spindelmutter-Getriebe (6) mit in axialer Richtung (X) verlaufender geometrischer Spindelachse (A) zur Erzeugung linearer Antriebsbewegungen zwischen einem spindelseitigen Antriebsanschluss (8a) und einem spindelmutterseitigen Antriebsanschluss (8b) vorgesehen ist, wobei der Spindelantrieb (1) eine Bremsanordnung (12) aufweist, wobei die Bremsanordnung (12) dem Verstellen mindestens zweier Komponenten des Spindelantriebs (1) relativ zueinander entgegenwirkt, die sich entsprechend den linearen Antriebsbewegungen relativ zueinander axial bewegen. Es wird vorgeschlagen, dass die Bremswirkung der Bremsanordnung (12) unmittelbar zwischen den beiden Komponenten des Spindelantriebs (1) erzeugt wird, dass eine der beiden axialbeweglichen Komponenten eine Reibeinrichtung (13) mit mindestens einem Reibelement (14) aufweist und dass das Reibelement (14) bei dem Verstellen an einer anderen der beiden axialbeweglichen Komponenten translatorisch entlangreibt und dadurch eine Bremswirkung parallel zur Spindelachse (A) erzeugtThe invention relates to a spindle drive (1) for a closure element (3) of a motor vehicle (4), wherein a drive unit (5) and a drive spindle (5) drive downstream, a spindle (6a) and spindle nut (6b) having spindle spindle nut Gearbox (6) is provided with a geometric spindle axis (A) extending in the axial direction (X) for generating linear drive movements between a spindle-side drive connection (8a) and a spindle nut-side drive connection (8b), wherein the spindle drive (1) comprises a brake arrangement (12). wherein the brake assembly (12) opposes the adjustment of at least two components of the spindle drive (1) relative to each other, which move axially relative to each other according to the linear drive movements. It is proposed that the braking effect of the brake arrangement (12) is generated directly between the two components of the spindle drive (1), that one of the two axially movable components has a friction device (13) with at least one friction element (14) and that the friction element (14 ) translates in the adjustment to another of the two axially movable components and thereby generates a braking action parallel to the spindle axis (A)
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Spindelantrieb für ein Verschlusselement eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 sowie eine Verschlusselementanordnung eines Kraftfahrzeugs mit einem solchen Spindelantrieb gemäß Anspruch 15.The present invention relates to a spindle drive for a closure element of a motor vehicle according to the preamble of
Der in Rede stehende Spindelantrieb findet Anwendung im Rahmen der motorischen Verstellung jedweder Verschlusselemente eines Kraftfahrzeugs. Bei solchen Verschlusselementen kann es sich beispielsweise um Heckklappen, Heckdeckel, Motorhauben, Laderaumböden, aber auch um Türen, insbesondere Schiebetüren, eines Kraftfahrzeugs handeln. Insoweit ist der Begriff „Verschlusselement“ vorliegend weit zu verstehen.The spindle drive in question is used in the context of motorized adjustment of any closure elements of a motor vehicle. Such closure elements may be, for example, tailgates, trunk lids, hoods, load compartment floors, but also doors, in particular sliding doors, of a motor vehicle. In that regard, the term "closure element" is to be understood in the present case.
Der bekannte Spindelantrieb (
Der konstruktive Aufbau des bekannten Spindelantriebs mit Bremsanordnung gewährleistet grundsätzlich eine relativ hohe Betriebssicherheit und im Hinblick auf die manuelle Verstellbarkeit einen hohen Benutzungskomfort. Eine Herausforderung stellt allerdings die Unterbringung der Komponenten der Bremsanordnung dar. So handelt es sich bei der Bremsanordnung des bekannten Spindelantriebs um eine rotatorisch wirkende Bremsanordnung, die zwischen der elektrischen Antriebseinheit und dem Spindel-Spindelmutter-Getriebe positioniert ist. Die Komponenten der Bremsanordnung nehmen dementsprechend in axialer Richtung, das heißt entlang der geometrischen Spindelachse, relativ viel Bauraum ein, wodurch sich die technische Totlänge des Spindelantriebs erhöht, was wiederum zu einem erhöhten Bauraumbedarf im Kraftfahrzeug führt.The structural design of the known spindle drive with brake assembly basically ensures a relatively high reliability and in terms of manual adjustability a high degree of user comfort. A challenge is, however, the placement of the components of the brake assembly. Thus, it is in the brake assembly of the known spindle drive to a rotationally acting brake assembly, which is positioned between the electric drive unit and the spindle-spindle nut transmission. The components of the brake assembly accordingly take in the axial direction, that is along the geometric spindle axis, a relatively large amount of space, thereby increasing the technical dead length of the spindle drive, which in turn leads to increased space requirements in the motor vehicle.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, den bekannten Spindelantrieb derart auszugestalten und weiterzubilden, dass der Bauraumbedarf im Kraftfahrzeug verringert wird.The invention is based on the problem, the known spindle drive to design and further develop that the space requirement is reduced in the motor vehicle.
Das obige Problem wird bei einem Spindelantrieb gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils von Anspruch 1 gelöst.The above problem is solved in a spindle drive according to the preamble of
Wesentlich ist die grundsätzliche Überlegung, zwei solche Komponenten gegeneinander abzubremsen, die sich entsprechend den linearen Antriebsbewegungen relativ zueinander bewegen, die also relativ zueinander eine Bewegung parallel zur geometrischen Spindelachse ausführen. Es werden also zwei axialbewegliche Komponenten mittels der Bremsanordnung relativ zueinander abgebremst. Entsprechend kann die Bremsanordnung im Bereich radial zwischen den beiden zueinander beweglichen Komponenten des Spindelantriebs angeordnet sein, wodurch die technische Totlänge des Spindelantriebs, also dessen Länge in axialer Richtung entlang der geometrischen Spindelachse, verringert werden kann. Bevorzugt wird dabei ohnehin vorhandener Bauraum zwischen den beiden relativ zueinander beweglichen Komponenten genutzt, sodass auch die radiale Erstreckung des Spindelantriebs bzw. des Gehäuses des Spindelantriebs nicht erhöht wird. Auf diese Weise wird ein besonders kompakter konstruktiver Aufbau des Spindelantriebs ermöglicht, wobei weiterhin eine hohe Betriebssicherheit und ein hoher Benutzungskomfort gewährleistet werden kann.It is essential to fundamentally decelerate two such components, which move relative to one another in accordance with the linear drive movements, which therefore execute a movement parallel to the geometric spindle axis relative to each other. Thus, two axially movable components are braked relative to each other by means of the brake assembly. Accordingly, the brake assembly can be arranged in the region radially between the two mutually movable components of the spindle drive, whereby the technical dead length of the spindle drive, so its length in the axial direction along the geometric spindle axis, can be reduced. Preference is given here anyway used existing space between the two relatively movable components, so that the radial extent of the spindle drive and the housing of the spindle drive is not increased. In this way, a particularly compact structural design of the spindle drive is made possible, while continuing to ensure a high degree of operational reliability and a high level of user comfort.
Der besondere Aufbau des vorschlagsgemäßen Spindelantriebs hat weiter den Vorteil, dass die Bremsanordnung und deren Übertragungselemente nicht mehr unmittelbar im Kraftfluss des Antriebstranges liegen, wodurch die Übertragungselemente der Bremsanordnung weniger große Belastungen aufnehmen müssen, was letztlich die Wirtschaftlichkeit erhöht. Außerdem wird die axiale Toleranzkette verringert, wodurch Störgeräusche und Verschleiß reduziert werden können.The special structure of the proposed spindle drive has the further advantage that the brake assembly and its transmission elements are no longer directly in the power flow of the drive train, whereby the transmission elements of the brake assembly must absorb less large loads, which ultimately increases the efficiency. In addition, the axial tolerance chain is reduced, whereby noise and wear can be reduced.
Im Einzelnen wird ganz allgemein vorgeschlagen, dass die Bremswirkung der Bremsanordnung unmittelbar zwischen den beiden Komponenten des Spindelantriebs erzeugt wird, dass eine der beiden axialbeweglichen Komponenten eine Reibeinrichtung mit mindestens einem Reibelement aufweist und dass das Reibelement bei dem Verstellen an einer anderen der beiden axialbeweglichen Komponenten translatorisch entlangreibt und dadurch eine Bremswirkung parallel zur Spindelachse erzeugt. Insbesondere ist dabei nur an einer der beiden axialbeweglichen Komponenten eine Reibeinrichtung vorgesehen, die auf die jeweilige andere der beiden axialbeweglichen Komponenten eine Bremswirkung, insbesondere eine Bremskraft und/oder ein Bremsmoment, ausübt bzw. überträgt. Grundsätzlich ist es aber denkbar, dass jede der beiden axialbeweglichen Komponenten jeweils eine solche Reibeinrichtung aufweist, die auf die jeweilige andere der beiden Komponenten wirkt.Specifically, it is quite generally proposed that the braking effect of the brake assembly is generated directly between the two components of the spindle drive, that one of the two axially movable components having a friction device with at least one friction element and that the friction element translationally when adjusting on another of the two axially movable components along and thereby generates a braking action parallel to the spindle axis. In particular, a friction device is provided only on one of the two axially movable components, which exerts or transmits a braking action, in particular a braking force and / or a braking torque, to the respective other of the two axially movable components. In principle, however, it is conceivable that each of the two axially movable components each one such Having friction device which acts on the respective other of the two components.
Nach einer Ausgestaltung gemäß Anspruch 2 reibt das jeweilige Reibelement bei dem Verstellen - gemeint ist das Verstellen der beiden axialbeweglichen Komponenten relativ zueinander - zusätzlich auch rotatorisch an der jeweiligen anderen Komponente entlang. Dadurch wird zusätzlich auch eine Bremswirkung um die Spindelachse herum erzeugt. Grundsätzlich kann aber die Bremsanordnung auch so ausgebildet sein, dass das jeweilige Reibelement ausschließlich eine Bremswirkung parallel zur Spindelachse, also eine translatorische bzw. axiale Bremswirkung, erzeugt. Dabei ist die zusammen durch das translatorische Entlangreiben und das gegebenenfalls rotatorische Entlangreiben erzeugte Bremswirkung insbesondere die maßgebliche Bremswirkung, die dem Verstellen der beiden axialbeweglichen Komponenten des Spindelantriebs entgegenwirkt. Mit „maßgeblicher Bremswirkung“ ist gemeint, dass im Spindelantrieb neben dieser Bremswirkung immer eine zwangsläufige Grundreibung, auch innere Reibung genannt, einschließlich einer eventuellen Bremswirkung des gegebenenfalls vorhandenen Antriebsmotors vorhanden ist, die auch bremsend wirkt, aber eben in geringerem Maße. In dem Fall, dass im Spindelantrieb kein Antriebsmotor vorhanden ist, ist die durch das translatorische Entlangreiben und das gegebenenfalls rotatorische Entlangreiben erzeugte Bremswirkung insbesondere die im Wesentlichen einzige Bremswirkung, die dem Verstellen der beiden axialbeweglichen Komponenten des Spindelantriebs entgegenwirkt. Die Bremswirkung, die mit der zuvor beschriebenen Bremsanordnung erzeugt wird, ist aber insbesondere mindestens 1,5 mal größer, bevorzugt mindestens 2 mal größer, weiter bevorzugt mindestens 6 mal größer, weiter bevorzugt mindestens 10 mal größer, als die grundreibungs- und gegebenenfalls antriebsmotorbedingte Bremswirkung.According to an embodiment according to claim 2 rubs the respective friction element in the adjustment - meaning the adjustment of the two axially movable components relative to each other - in addition also rotationally along the respective other component. As a result, a braking effect is additionally generated around the spindle axis. In principle, however, the brake arrangement can also be designed such that the respective friction element exclusively produces a braking action parallel to the spindle axis, that is to say a translatory or axial braking action. In this case, the braking effect generated together by the translational Entlangreiben and optionally rotational Entlangreib is in particular the decisive braking effect, which counteracts the adjustment of the two axially movable components of the spindle drive. By "decisive braking effect" is meant that in addition to this braking action in the spindle drive always inevitably a basic friction, also called internal friction, including a possible braking effect of the possibly existing drive motor is present, which also has a braking effect, but to a lesser extent. In the event that no drive motor is present in the spindle drive, the braking effect generated by the translational Entlangreiben and optionally rotational Entlangreib is in particular the essentially only braking effect, which counteracts the adjustment of the two axially movable components of the spindle drive. The braking effect which is produced with the brake arrangement described above, however, is in particular at least 1.5 times greater, preferably at least 2 times greater, more preferably at least 6 times greater, more preferably at least 10 times greater, than the background friction and possibly drive motor-related braking effect ,
Nach einer weiteren Ausgestaltung gemäß Anspruch 3 ist das mindestens eine Reibelement zur Erzielung der Bremswirkung radial mit der Oberfläche der jeweiligen anderen Komponente in Kontakt. Insbesondere handelt es sich dabei um die Innenoberfläche der jeweiligen anderen Komponente.According to a further embodiment according to claim 3, the at least one friction element to achieve the braking effect radially in contact with the surface of the respective other component. In particular, these are the inner surface of the respective other component.
Die Ansprüche 4 bis 7 definieren besonders bevorzugte Ausgestaltungen der Bremsanordnung. So kann die Komponente, an der das mindestens eine Reibelement entlangreibt, ein Rohr sein (Anspruch 4), insbesondere das Spindelführungsrohr des Spindelantriebs (Anspruch 5). Zusätzlich oder alternativ kann auch das Torsionsrohr (Anspruch 6) und/oder das Antriebsrohr (Anspruch 7) diejenige Komponente sein, an der das jeweilige Reibelement entlangreibt.The
Nach der bevorzugten Ausgestaltung gemäß Anspruch 8 kann die Bremsanordnung eine wegabhängige Bremswirkung erzeugen, also eine über den Bremsweg variierende Bremswirkung, und gemäß Anspruch 9 kann die Bremsanordnung eine richtungsabhängige Bremswirkung erzeugen, also eine Bremswirkung, die abhängig von der Verstellrichtung des Spindelantriebs unterschiedlich groß ist.According to the preferred embodiment according to claim 8, the brake assembly can generate a path-dependent braking effect, ie a braking action varying over the braking distance, and according to
Nach der Ausgestaltung gemäß Anspruch 10 ist die Bremswirkung einstellbar. Eine Einstellung der Bremswirkung kann insbesondere unmittelbar an der Reibeinrichtung vorgenommen werden, indem beispielsweise das Reibelement mehr oder weniger stark komprimiert, insbesondere axial komprimiert, und/oder mehr oder weniger stark erweitert, insbesondere radial erweitert, wird. Dies kann beispielsweise über eine Stellschraube erfolgen, die eine Stellkraft dauerhaft auf das jeweilige Reibelement ausübt.After the embodiment according to
Bevorzugte Ausgestaltungen der Reibeinrichtung, die neben dem Reibelement insbesondere auch ein hülsenförmiges Element als Basis aufweisen kann, sind in den Ansprüchen 11 bis 13 definiert.Preferred embodiments of the friction device, which in addition to the friction element in particular may also have a sleeve-shaped element as a base, are defined in
Nach der weiteren Ausgestaltung gemäß Anspruch 14 kann die Reibeinrichtung auch an eine oder zwei Anschlagmuttern angrenzen oder auf einer Anschlagmutter angeordnet sein. Insbesondere ist die Reibeinrichtung zwischen zwei Anschlagmuttern angeordnet. Eine Anschlagmutter ist ein Element, dass an einem Endabschnitt einer der Komponenten, insbesondere der Spindel, montiert ist und in axialer Richtung den Anschlag dieser Komponente an einer anderen Komponente oder einem Gehäuseabschnitt des Spindelantriebs dämpft.According to the further embodiment according to
Darüber hinaus wird die vorstehend beschriebene Aufgabe durch eine Verschlusselementanordnung eines Kraftfahrzeugs gemäß Anspruch 15 gelöst.In addition, the object described above is achieved by a closure element arrangement of a motor vehicle according to
Dieser weiteren Lehre kommt eigenständige Bedeutung zu. Bei der vorschlagsgemäßen Verschlusselementanordnung werden dieselben Vorteile wie vorstehend im Zusammenhang mit dem Spindelantrieb erreicht. Auf alle Ausführungen zum vorschlagsgemäßen Spindelantrieb darf verwiesen werden.This further teaching has independent significance. In the proposed closure element arrangement, the same advantages as above are achieved in connection with the spindle drive. Reference may be made to all versions of the proposed spindle drive.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt
-
1 den Heckbereich eines Kraftfahrzeugs mit einem vorschlagsgemäßen Spindelantrieb für die dortige Klappenanordnung, -
2 den Spindelantrieb gemäß1 in a) einer eingefahrenen Stellung und b) einer ausgefahrenen Stellung, -
3 in a) bis d) verschiedene Ausführungsbeispiele einer Reibeinrichtung für eine Bremsanordnung, -
4 in a) bis d) weitere Ausführungsbeispiele einer Reibeinrichtung für eine Bremsanordnung und -
5 in a) bis d) noch weitere Ausführungsbeispiele einer Reibeinrichtung für eine Bremsanordnung
-
1 the rear area of a motor vehicle with a proposed spindle drive for the local flap arrangement, -
2 the spindle drive according to1 in a) a retracted position and b) an extended position, -
3 in a) to d) different embodiments of a friction device for a brake assembly, -
4 in a) to d) further embodiments of a friction device for a brake assembly and -
5 in a) to d) yet further embodiments of a friction device for a brake assembly
Der vorschlagsgemäße Spindelantrieb
Bei dem Verschlusselement
Allgemein ist es vorteilhaft, wenn die erste Verstellrichtung dem Öffnen des Verschlusselements
Die Antriebseinheit
Das Spindel-Spindelmutter-Getriebe
Die Spindelmutter
Der Spindelantrieb
Der Spindelantrieb
Zumindest eine der beiden axialbeweglichen Komponenten weist eine Reibeinrichtung
Das mindestens eine Reibelement
In dem Fall, dass die Komponente, an der das Reibelement
Grundsätzlich ist aber auch die Variante denkbar, dass das Torsionsrohr
Gemäß der Variante, bei der das Antriebsrohr
Grundsätzlich können auch Kombinationen der zuvor beschriebenen Varianten vorgesehen sein. Auch kann die Funktion der jeweils über die Bremsanordnung
Die im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele betreffen zwar alle die Variante, bei der die Reibeinrichtung
In
Das Material des Reibelements
Bei dem Ausführungsbeispiel in
Das Ausführungsbeispiel in
Bei dem Ausführungsbeispiel in
Die Ausführungsbeispiele in den
Im Ausführungsbeispiel in
Bei dem Ausführungsbeispiel in
In
In den
Bei dem Ausführungsbeispiel in
Bei dem Ausführungsbeispiel in
Bei dem Ausführungsbeispiel in
Bei dem Ausführungsbeispiel in
Gemäß einer weiteren Lehre ist eine Verschlusselementanordnung
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