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Die Erfindung bezieht sich auf einen Spoilerantrieb mit einem Elektromotor, einem Untersetzungsgetriebe und einer Kinematik, mittels der ein Ausgangsglied des Untersetzungsgetriebes mechanisch mit einer spoilerseitigen Luftleitvorrichtung verbindbar ist.
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Bei aus dem Stand der Technik bekannten Spoilerantrieben wird die Gewährleistung der Einhaltung der Stellung der Luftleitvorrichtung meist durch eine zusätzliche, vergleichsweise komplexe Brems- und Haltevorrichtung realisiert; als Alternative sind selbsthemmende Ausgestaltungen von Untersetzungsgetrieben bekannt, die jedoch einen vergleichsweise großen Bauraum zur Folge haben.
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Aus der
DE 10 2008 024 132 B4 ist ein mechanisch selbstarretierender Spoilerantrieb bekannt. Jedoch können bei diesem bekannten Spoilerantrieb nur vordefinierte Stellungen der Luftleitvorrichtung angefahren werden. Hierdurch bedingt ist es erforderlich, eine vollständige Umkonstruktion vorzunehmen, falls der Spoilerantrieb in einem Kraftfahrzeug anderen Typs eingebaut werden soll. Die aus dem Stand der Technik bekannten selbsthemmenden Spoilerantriebe haben üblicherweise einen vergleichsweise geringen Wirkungsgrad und benötigen darüber hinaus einen vergleichsweise großen Bauraum. Die in derartigen Spoilerantrieben häufig verwendeten Stirnrad- und Planetengetriebe erzeugen durch das Gleiten auf den Zahnflanken Geräusche, die durch das Trägerblech und die Karosserie verstärkt werden können und im Kraftfahrzeuginnenraum als störend wahrgenommen werden.
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Ausgehend von dem vorstehend geschilderten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, den gattungsgemäßen Spoilerantrieb derart weiterzubilden, dass eine Drehmomenterzeugung auf engstem Raum möglich ist, die Realisierung einer Aus- und einer Einfahrbewegung gekoppelter Komponenten realisierbar ist und darüber hinaus die dauerhafte Einhaltung der gewünschten Positionen der Komponenten des Spoilerantriebs und damit der Luftleitvorrichtung problemlos gewährleistbar ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Untersetzungsgetriebe des Spoilerantriebs eine Planspiralgetriebestufe aufweist. Durch diese Ausgestaltung des Untersetzungsgetriebes des Spoilerantriebs wird eine spielfreie und geräuscharme Bewegung der Komponenten des Spoilerantriebs ermöglicht. Die kompakte Bauweise ermöglicht einen Einsatz des derart gestalteten Spoilerantriebs an unterschiedlichen Positionen im jeweils vorgegebenen Bauraum.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Spoilerantriebs weist dessen Planspiralgetriebestufe ein Planspiralrad und ein Bogenzahnrad auf, das mit dem Planspiralrad kämmt und ausgangsseitig des Untersetzungsgetriebes und eingangsseitig der Kinematik des Spoilerantriebs angeordnet ist. Eine Abtriebswelle des Untersetzungsgetriebes kann hierdurch entfallen.
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Im Falle einer einstufigen Ausgestaltung des Untersetzungsgetriebes kann das Planspiralrad der Planspiralgetriebestufe zweckmäßigerweise auf einer Abtriebswelle des Elektromotors des Spoilerantriebs sitzen.
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Bei bestimmten Anforderungsprofilen an den erfindungsgemäßen Spoilerantrieb ist eine zwei- bzw. mehrstufige Ausgestaltung des Untersetzungsgetriebes möglich. Hierbei ist dann zwischen der Planspiralgetriebestufe und einer Abtriebswelle des Elektromotors des Spoilerantriebs zumindest eine weitere Getriebestufe des Untersetzungsgetriebes angeordnet. Durch die Ausgestaltung des Untersetzungsgetriebes mit einer quasi beliebigen Anzahl von Getriebestufen ist eine Anpassung des Spoilerantriebs an unterschiedlich angeforderte Drehmomente ohne weiteres möglich.
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Die Planspiralgetriebestufe kann mit einem Minimum an technisch-konstruktivem Aufwand vollständig selbsthemmend ausgestaltet werden. Eine zusätzliche Brems- oder Haltevorrichtung als Arretierungseinheit wird im Falle des erfindungsgemäßen Spoilerantriebs nicht benötigt.
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Mittels eines wasser- und staubdichten Gehäuses können das Untersetzungsgetriebe und der Elektromotor des Spoilerantriebs vor äußeren Umwelteinflüssen geschützt werden, wobei auch ein Einsatz des Spoilerantriebs im Nassbereich ermöglicht wird.
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Je nach Anforderungsprofil an den erfindungsgemäßen Spoilerantrieb ist es möglich, dass zu diesem erfindungsgemä-ßen Spoilerantrieb mehrere, vorzugsweise zwei, jeweils einen Elektromotor und ein Untersetzungsgetriebe aufweisende Antriebsmodule gehören, die an die ggf. mehrteilige Kinematik des Spoilerantriebs angeschlossen sind.
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Zweckmäßigerweise ist der erfindungsgemäße Spoilerantrieb mit einer Steuereinheit ausgerüstet, mittels der für eine Verstellung der Luftleitvorrichtung aus jeder Anfangsstellung in jede Endstellung eine Drehrichtung und eine Drehdauer bzw. ein Drehwinkel des Elektromotors errechenbar und der Elektromotor entsprechend ansteuerbar ist.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Spoilerantriebs ist dessen Steuereinheit an eine Sensorik angeschlossen, zu der ein Winkelsensor und ein Winkelgeschwindigkeitssensor gehören, die am Planspiralrad oder am Bogenzahnrad angeordnet sind.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.
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Es zeigen:
- 1 eine perspektivische Darstellung einer Spoilereinrichtung, die mit einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Spoilerantriebs ausgerüstet ist;
- 2 eine perspektivische Darstellung für die Erfindung wesentlicher Teile einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Spoilerantriebs;
- 3 eine perspektivische Darstellung für die Erfindung wesentlicher Teile einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Spoilerantriebs;
- 4 eine perspektivische Darstellung der in 3 gezeigten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Spoilerantriebs in einem Gehäuse;
- 5 eine Unteransicht einer mit einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Spoilerantriebs ausgerüsteten Spoilereinrichtung; und
- 6 eine Unteransicht einer mit einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Spoilerantriebs ausgerüsteten Spoilereinrichtung.
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1 zeigt eine perspektivische Darstellung einer Spoilereinrichtung 1, die mit einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Spoilerantriebs 2 versehen ist, mittels dem eine Luftleitvorrichtung 3 der Spoilereinrichtung 1 hinsichtlich ihrer Stellung in Bezug auf eine in den Figuren nicht dargestellte Fahrzeugkarosserie eines Kraftfahrzeugs zwischen zwei Endstellungen beliebig verstellbar ist.
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Zur Verstellung der Luftleitvorrichtung 3, bei der es sich um ein in Bezug auf die Fahrzeugkarosserie verstellbares Spoilerblatt bzw. einen sog. Heckspoiler handeln kann, weist der Spoilerantrieb 2 bei der in 1 gezeigten Ausführungsform zwei Antriebsmodule 4, 5 auf, mit jeweils einem Elektromotor 6 und einem Untersetzungsgetriebe 7.
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Der Elektromotor 6 ist an ein elektrisches Fahrzeugnetz angeschlossen und mittels einer in den Figuren nicht gezeigten Steuereinheit ansteuerbar.
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Die beiden Antriebsmodule 4, 5 sind über ein Ausgangsglied 8, das fest auf einer als Eingangsglied einer Kinematik 9 dienenden Übertragungswelle 10 mit der Kinematik 9 bzw. der Luftleitvorrichtung 3 verbunden, wie dies insbesondere aus 6, in der eine Unteransicht des aus den beiden Antriebsmodulen 4 und 5 ausgebildeten Spoilerantriebs 2 dargestellt ist, hervorgeht.
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Bei der in 5 in Unteransicht gezeigten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Spoilerantriebs ist dieser nicht aus zwei Antriebsmodulen sondern einteilig ausgebildet. Entsprechend sitzt das Ausgangsglied 8 des Untersetzungsgetriebes 7 des Spoilerantriebs 2 auf einer Übertragungswelle 10, die sich beidseitig des drehfest auf ihr sitzenden Ausgangsglieds 8 des Untersetzungsgetriebes 7 zu den weiteren, im Einzelnen nicht dargestellten Bauteilen der Kinematik 9 der Luftleitvorrichtung 2 erstreckt. Zu dem in 5 dargestellten Spoilerantrieb 2 gehört, wie auch zu jedem der beiden Antriebsmodule 4, 5 des in 6 gezeigten Spoilerantriebs 2, wie dies aus 2 hervorgeht, der Elektromotor 6. Auf einer Abtriebswelle 11 des Elektromotors 6 sitzt im Falle des in 2 gezeigten Ausführungsbeispiels des Spoilerantriebs 2 ein Planspiralrad 12. Das Planspiralrad 12 bildet mit dem als Bogenzahnrad ausgebildeten Ausgangsglied 8 das Untersetzungsgetriebe 7 des Spoilerantriebs 2, wobei dieses Untersetzungsgetriebe 7 als Planspiralgetriebe ausgebildet ist.
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Das Bogenzahnrad 8 als Ausgangsglied des Untersetzungsgetriebes 7 sitzt drehfest auf der Übertragungswelle 10, die zu den weiteren, in den Figuren nicht im Einzelnen dargestellten Bauteilen der Kinematik 9 des Spoilerantriebs 2 und damit zur Luftleitvorrichtung 3 führt.
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Im Falle der in den 3 und 4 gezeigten Ausführungsform des Spoilerantriebs 2 sitzt auf der Abtriebswelle 11 des Elektromotors 6 eine Schnecke 14, die das Eingangsteil eines zweistufigen Untersetzungsgetriebes 15 bildet. Mittels der Schnecke 14 wird ein Schneckenrad 16 der eingangsseitigen Getriebestufe 17 des Untersetzungsgetriebes 15 angetrieben, das wiederum drehfest mit dem Planspiralrad 12 einer Planspiralgetriebestufe 12, 8 verbunden ist, wobei das Bogenzahnrad 8 als Ausgangsglied der Planspiralgetriebestufe die zu den übrigen Bauteilen der Kinematik 9 des Spoilerantriebs 2 führende und die Antriebskraft dorthin übertragende Übertragungswelle 10 antreibt.
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Sowohl die anhand von 2 dargestellte Ausführungsform des Spoilerantriebs 2 als auch die anhand von 3 dargestellte Ausführungsform des Spoilerantriebs 2 kann in einem wasser- und staubdichten Gehäuse 18 angeordnet werden, welches dann von der Übertragungswelle 10 an beiden den Stirnflächen des Bogenzahnrads 8 zugeordneten Gehäusewänden durchbrochen wird.
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Der Elektromotor wird von der bereits erwähnten, in den Figuren nicht gezeigten Steuereinheit angesteuert. Die Steuereinheit ist mittels geeigneter Sensorik in der Lage, die jeweils aktuelle Position der Luftleitvorrichtung 3 und damit der Bauteile des Spoilerantriebs 2 zu erfassen. Zu der Sensorik können ein Winkelsensor und ein Winkelgeschwindigkeitssensor gehören, die am Planspiralrad 12 oder am Bogenzahnrad 8 angeordnet sind. Für eine Verstellung der Luftleitvorrichtung 3 aus jeder Anfangs- in jede Endstellung wird mittels der Steuereinheit eine Drehrichtung und eine Drehdauer bzw. ein Drehwinkel für den Elektromotor vorgegeben. Entsprechend kann mittels des Spoilerantriebs 2, dessen Elektromotor 6 von der Steuereinheit angesteuert wird, die Luftleitvorrichtung in jede an die Steuereinheit in geeigneter Weise mitgeteilte Endstellung verbracht werden.
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Der vorstehend anhand unterschiedlicher Ausführungsformen beschriebene Spoilerantrieb 2 kann zur Einstellung und Einhaltung unterschiedlichster Stellungen der Luftleitvorrichtung 3 der Spoilereinrichtung 1 eingesetzt werden. Eine zusätzliche komplexe mechanische Brems- bzw. Haltevorrichtung wird im Falle des erfindungsgemäßen Spoilerantriebs 2 nicht benötigt. Die im Spoilerantrieb 2 erzeugte mechanische Bewegung wird unmittelbar an die Kinematik 9 des Spoilerantriebs 2 übertragen und setzt diese Kinematik 9 direkt in Bewegung. Aufgrund des geringen Bauraums kann der Elektromotor 6 mit dem Untersetzungsgetriebe 7 bzw. dem Untersetzungsgetriebe 15 direkt an der Kinematik 9 positioniert werden. Eine lange Abtriebswelle des Untersetzungsgetriebes 7 bzw. 15 ist nicht vonnöten.
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Die das Untersetzungsgetriebe 7 insgesamt ausbildende Planspiralgetriebestufe 12, 8 übernimmt, auch wenn sie als ausgangsseitige Getriebestufe des Untersetzungsgetriebes 15 ausgebildet ist, die Funktion einer Brems- bzw. Haltevorrichtung.
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Des Weiteren lässt sich der erfindungsgemäße Spoilerantrieb an unterschiedliche Anforderungen der zu erzeugenden Drehmomente anpassen, z.B. durch Anpassung der Übersetzung.
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Mittels der Steuereinheit kann der erfindungsgemäße Spoilerantrieb dauerhaft überwacht werden, wobei eine exakte Bestimmung seiner aktuellen Position möglich ist. Jede beliebige Zwischenposition der Luftleitvorrichtung 3 ist dadurch realisierbar.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008024132 B4 [0003]
