DE102018104024A1

DE102018104024A1 - Control element for an air guide element of a motor vehicle

Info

Publication number: DE102018104024A1
Application number: DE102018104024.5A
Authority: DE
Inventors: Thomas Hübener; Joachim Paul; Chris Paulus
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2018-02-22
Filing date: 2018-02-22
Publication date: 2019-08-22

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Stellelement für ein Luftleitelement eines Kraftfahrzeugs, wobei das Luftleitelement in seiner Position relativ zum Kraftfahrzeug zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position einstellbar ist, wobei zur Einstellung das Stellelement mit einer Kinematik des Luftleitelementes in einer Wirkverbindung steht, und wobei das Stellelement einen Stellmotor und eine Stellwelle aufweist, welche mit der Kinematik wirkverbunden ist, und wobei zwischen der Stellwelle und dem Stellmotor ein Getriebe ausgebildet ist, welches nicht selbsthemmend ausgestaltet ist.
Erfindungsgemäß ist zur Herbeiführung einer gesicherten Positionierung des Luftleitelements das Getriebe wirkungsgradoptimiert ausgestaltet ist.

The invention relates to an actuating element for a spoiler of a motor vehicle, wherein the spoiler is adjustable in its position relative to the motor vehicle between a first position and a second position, wherein for adjusting the actuator with a kinematics of the spoiler is in operative connection, and wherein the actuator a servomotor and an actuating shaft, which is operatively connected to the kinematics, and wherein between the actuating shaft and the servo motor, a transmission is formed, which is not configured self-locking.
According to the invention, the transmission is designed to optimize efficiency to bring about a secure positioning of the air guide element.

Description

Die Erfindung betrifft ein Stellelement für ein Luftleitelement eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to an actuating element for an air guiding element of a motor vehicle according to the preamble of patent claim 1.

Luftleitelemente von Kraftfahrzeugen sind bekannt. Diese Luftleitelemente, welche an den Kraftfahrzeugen bevorzugt an einem Heck des Kraftfahrzeugs angeordnet sind, weisen ein Profil auf, welches relativ zur Fahrzeugkarosserie zwischen einer eingefahrenen Ruheposition und einer maximal ausgefahrenen Wirkposition verstellbar ist. Bekannt sind zum Beispiel Kraftfahrzeuge, deren Luftleitelement, auch Spoiler genannt, in der Karosserie versenkbar sind und in ihrer Wirkposition überwiegend außerhalb der Karosserie angeordnet sind.Air guide elements of motor vehicles are known. This spoiler elements, which are preferably arranged on the motor vehicles at a rear of the motor vehicle, have a profile which is adjustable relative to the vehicle body between a retracted rest position and a maximum extended active position. For example, motor vehicles whose air guiding element, also called a spoiler, are retractable in the body and are arranged in their operative position predominantly outside the body are known.

Die Luftleitelemente werden mit Hilfe eines Stellelementes und einer zwischen dem Stellelement und dem Luftleitelement ausgebildeten Kinematik in ihre entsprechenden Positionen gestellt. Des Weiteren dient das Stellelement insbesondere in der Wirkposition einer gesicherten Positionierung des Luftleitelementes. Dazu sind die Stellelemente üblicherweise selbsthemmend ausgebildet. Problematisch ist jedoch, dass bei einer Überbelastung des Luftleitelementes dieses aufgrund der Selbsthemmung nicht der Überlast gemäß einfahren kann, sondern insbesondere das Stellelement und die Kinematik beschädigt wird. Die Ursachen dieser Überlast sind unterschiedlichster Art, wobei bspw. durch ein Abstützen oder Aufsetzen von Personen auf dem Luftleitelement diese Überlast erreicht werden kann.The air-guiding elements are placed in their corresponding positions with the aid of an adjusting element and a kinematics formed between the adjusting element and the air-guiding element. Furthermore, the actuating element serves in particular in the operative position of a secured positioning of the air guiding element. For this purpose, the adjusting elements are usually self-locking. The problem is, however, that in an overload of the air guide this can not retract according to the overload due to the self-locking, but in particular the actuator and the kinematics is damaged. The causes of this overload are of the most varied type, wherein, for example, by overloading or placing persons on the air guiding element, this overload can be achieved.

So geht aus der europäischen Patentschrift EP 2 716 529 A2 ein Stellelement für ein Luftleitelement eines Kraftfahrzeugs hervor, wobei das Stellelement nicht selbsthemmend ausgebildet ist. Zur Fixierung des Luftleitelementes sowohl in einer ausgefahrenen Position als auch in einer eingefahrenen Position ist eine Bremse in Form einer magnetischen Bremse ausgebildet.So goes from the European patent specification EP 2 716 529 A2 an actuating element for an air guide element of a motor vehicle, wherein the actuating element is not designed to be self-locking. For fixing the air guiding element both in an extended position and in a retracted position, a brake in the form of a magnetic brake is formed.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein alternatives Stellelement für ein Luftleitelement eines Kraftfahrzeugs bereitzustellen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Stellelement für ein Luftleitelement eines Kraftfahrzeugs mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben.It is the object of the present invention to provide an alternative control element for an air guiding element of a motor vehicle.
The object is achieved by an actuating element for an air guide element of a motor vehicle having the features of claim 1. Advantageous embodiments with expedient and non-trivial developments of the invention are specified in the respective subclaims.

Das erfindungsgemäße Stellelement für ein Luftleitelement eines Kraftfahrzeugs, wobei das Luftleitelement in seiner Position relativ zum Kraftfahrzeug zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position einstellbar ist, steht zur Einstellung mit einer Kinematik des Luftleitelementes in einer Wirkverbindung. Das Stellelement weist einen Stellmotor und eine Stellwelle auf, welche mit der Kinematik wirkverbunden ist. Zwischen der Stellwelle und dem Stellmotor ist ein Getriebe ausgebildet, welches nicht selbsthemmend ausgestaltet ist. Erfindungsgemäß ist zur Herbeiführung einer gesicherten Positionierung des Luftleitelements das Getriebe wirkungsgradoptimiert ausgestaltet. Unter einem wirkungsgradoptimiert ausgestalteten Getriebe ist in diesem Zusammenhang ein Getriebe zu verstehen, welches eine große innere Reibung aufweist, bei gleichzeitig relativ hohem Wirkungsgrad, derart, dass es in bestimmten Lastpunkten kein Rückdrehen der Stellwelle erlaubt. Da insbesondere bei einem Getriebe, insbesondere bei einem Schneckenradgetriebe, bei einem kleinen Wirkungsgrad eine Selbsthemmung gegeben ist, muss diese aufgrund des Wirkungsgrades herbeigeführt Selbsthemmung aufgehoben sein.The adjusting element according to the invention for an air-guiding element of a motor vehicle, the air-guiding element being adjustable in its position relative to the motor vehicle between a first position and a second position, is in operative connection with a kinematics of the air-guiding element. The actuator has a servomotor and a control shaft, which is operatively connected to the kinematics. Between the control shaft and the servo motor, a transmission is formed, which is not configured self-locking. According to the invention, the transmission is designed to optimize efficiency in order to achieve a secure positioning of the air guide element. In this context, a transmission designed to have an efficiency-optimized design is to be understood as meaning a transmission which has a high internal friction, while at the same time having a relatively high degree of efficiency, such that it does not allow the control shaft to be turned back in certain load points. Since, in particular in a transmission, in particular in a worm gear, self-locking is provided with a low efficiency, it must be repealed due to the efficiency induced self-locking.

Das wirkungsgradoptimierte Getriebe, welches sich somit durch einen relativ hohen Wirkungsgrad auszeichnet, dient der Vermeidung der Selbsthemmung, wodurch eine rückwärtige Rotation der Stellwelle ermöglicht ist. Des Weiteren ist der angehobene Wirkungsgrad des Getriebes beim wirkungsgradoptimierten Getriebe verbunden mit einer Erhöhung einer inneren Reibung des Getriebes, insbesondere der Reibung an Lagerstellen des Getriebes, derart, dass eine gesicherte Positionierung des Luftleitelementes ermöglich ist. Das bedeutet, dass das Getriebe nicht selbsthemmend ausgebildet ist, jedoch aufgrund der Ausführung als wirkungsgradoptimiertes Getriebe erst ab einer bestimmten Belastung des Luftleitelementes eine rückwärtige Rotation der Stellwelle erlaubt und bei zulässiger Belastung eine gesicherte Positionierung des Luftleitelementes ermöglicht. Das heißt mit anderen Worten, dass das Getriebe zu einer rückwärtigen Rotation der Stellwelle ab Überschreitung einer Höchstlastgrenze ausgebildet ist.
Die Höchstlastgrenze ist in Abhängigkeit eines maximalen Motorrastmomentes und dem wirkungsgradoptimierten Getriebe zu bestimmen.The efficiency-optimized transmission, which is thus characterized by a relatively high efficiency, serves to avoid the self-locking, whereby a rearward rotation of the control shaft is possible. Furthermore, the increased efficiency of the transmission in the efficiency-optimized transmission is associated with an increase in internal friction of the transmission, in particular the friction at bearing points of the transmission, such that a secure positioning of the air guide element is possible. This means that the transmission is not designed to be self-locking, but due to the design as efficiency-optimized transmission only from a certain load of the air guide allows a rearward rotation of the control shaft and allows for reliable loading a secure positioning of the air guide. In other words, that means that the transmission is designed for a rearward rotation of the control shaft from exceeding a maximum load limit.
The maximum load limit is to be determined as a function of a maximum engine braking torque and the efficiency-optimized transmission.

Das Getriebe ist bevorzugt ein Schraubradgetriebe, insbesondere bevorzugt ein Schneckenradgetriebe, welches sich durch eine Geräuscharmut im Vergleich mit anderen Getriebearten auszeichnet.The transmission is preferably a helical gear, particularly preferably a worm gear, which is characterized by a low noise compared with other types of transmissions.

Zur Erzielung einer besonders gesicherten Positionierung des Luftleitelementes, weist das Getriebe einen Wirkungsgrad mit einem Wert größer 0,5 auf.To achieve a particularly secure positioning of the air guide element, the transmission has an efficiency with a value greater than 0.5.

Sofern das Stellelement zusätzlich eine Bremse aufweist, welche in Verbindung mit dem wirkungsgradoptimierten Getriebe bis zu einer bestimmten, ausgewählten Last ein Rückdrehen der Stellwelle verhindert und bei einem Überschreiten dieser bestimmten Last, im Weiteren auch als Höchstlastgrenze bezeichnet, ein Rückdrehen der Stellwelle und somit eine Einfahrbewegung des Luftleitelementes erlaubt, ist die Positionierung des Luftleitelementes bevorzugt gesichert.If the control element additionally has a brake, which in conjunction with the efficiency-optimized transmission up to a certain selected load prevents a reverse rotation of the control shaft and at an exceeding of this specific load, hereinafter also as Designates maximum load limit, a reverse rotation of the control shaft and thus allows a retraction of the air guide, the positioning of the air guide is preferably secured.

Die Höchstlastgrenze ist, sofern das Stellelement die Bremse aufweist, in Abhängigkeit des maximalen Motorrastmomentes und eines Bremsmomentes einer Bremse sowie dem wirkungsgradoptimierten Getriebe zu bestimmen. Der Vorteil liegt in der Möglichkeit eine bauraumoptimierte Auslegung des Stellelementes zu realisieren.The maximum load limit, if the actuator has the brake, depending on the maximum engine braking torque and a braking torque of a brake and the efficiency-optimized transmission to determine. The advantage is the possibility to realize a space-optimized design of the control element.

Die Bremse ist eine mechanische Bremse und/oder eine elektrische Bremse. Sofern die Bremse eine mechanische Bremse ist, ist sie bevorzugt als Lamellenbremse oder als Schlingbandbremse zu gestalten. Ein Vorteil der Schlingbrandbremse ist eine bauraumoptimierte Anordnung, da sie die Stellwelle umfassend ausgebildet werden kann, so dass kein zusätzlicher Bauraum notwendig ist. Der Vorteil der elektrischen Bremse ist eine genaue Einstellung der Bremskraft. Bevorzugt ist die elektrische Bremse in Form eines Gleichstrommotors (auch DC-Motor genannt), insbesondere in Form eines bürstenlosen Gleichstrommotors (auch EC-Motor genannt) ausgebildet ist. Der bürstenlose Gleichstrommotor ist gegenüber dem bürstenaufweisenden Gleichstrommotor von geringerem Gewicht. Ein weiterer Vorteil der elektrischen Bremse ist bei einer Kombination mit dem wirkungsgradoptimierten Getriebe und der mechanischen Bremse der, dass die mechanische Bremse relativ klein gebaut werden kann und bis zu einer bestimmten Last eine Haltekraft in Verbindung mit dem wirkungsgradoptimierten Getriebe aufweist und erst ab dieser bestimmten Last die elektrische Bremse mit ihrer elektrischen Haltekraft die Haltekraft zur gesicherten Positionierung des Luftleitelementes mit bewirkt. D.h. mit anderen Worten, dass die elektrische Bremse erst ab einer bestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit zuzuschalten ist. Daraus resultiert ein energieoptimiertes und kompaktes Stellelement.The brake is a mechanical brake and / or an electric brake. If the brake is a mechanical brake, it is preferable to design it as a multi-disc brake or as a sling band brake. An advantage of the Schlingbrand brake is a space-optimized arrangement, since it can be formed comprehensive the adjusting shaft, so that no additional space is necessary. The advantage of the electric brake is a precise adjustment of the braking force. Preferably, the electric brake in the form of a DC motor (also called DC motor), in particular in the form of a brushless DC motor (also called EC motor) is formed. The brushless DC motor is lighter in weight than the brushless DC motor. Another advantage of the electric brake, in combination with the efficiency-optimized transmission and the mechanical brake, is that the mechanical brake can be made relatively small and has a holding force in conjunction with the efficiency-optimized transmission up to a certain load and only from that particular load the electric brake with its electrical holding force causes the holding force for secure positioning of the air guide element. That In other words, that the electric brake is zuzuschalten only from a certain vehicle speed. This results in an energy-optimized and compact actuator.

Mit dem wie vorstehend genannt ausgebildeten Stellelement lässt sich insbesondere auf einfache Weise das Stellelement und auch die Kinematik sowie das Luftleitelement vor Beschädigung durch Überschreitung der Höchstlastgrenze schützen.With the adjusting element designed as mentioned above, the adjusting element and also the kinematics as well as the air guiding element can be protected in a simple way against damage by exceeding the maximum load limit.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es zeigen:

1 in einer perspektivischen Innenansicht von oben ein Stellelement gemäß dem Stand der Technik,
2 in einer perspektivischen Innenansicht von oben ein erfindungsgemäßes Stellelement,
3 in einer perspektivischen Innenansicht von unten das Stellelement gem. 2,
4 in einer perspektivischen Darstellung eine Bremse des Stellelementes gem. 2,
5 ein Haltekraft-Geschwindigkeits-Diagramm des Stellelementes gem. 2 eines Luftleitelementes, und
6 in einer perspektivischen Darstellung ein Heck eines Kraftfahrzeugs aufweisend das Luftleitelement.

Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments and from the drawing. The features and feature combinations mentioned above in the description as well as the features and feature combinations mentioned below in the description of the figures and / or in the figures alone can be used not only in the respectively specified combination but also in other combinations or in isolation, without the scope of To leave invention. Show it:

1 in a perspective interior view from above of a control element according to the prior art,
2 in a perspective interior view from above of an inventive control element,
3 in a perspective interior view from below of the actuator gem. 2 .
4 in a perspective view a brake of the actuating element acc. 2 .
5 a holding force-speed diagram of the actuating element acc. 2 an air guide element, and
6 in a perspective view of a rear of a motor vehicle having the air guide.

Ein Stellelement 1 gemäß dem Stand der Technik für ein in 6 illustriertes Luftleitelement 2 eines Kraftfahrzeugs 3, ist gemäß 1 ausgebildet. Das Stellelement 1 weist einen elektrisch betreibbaren Stellmotor 4 auf, mit dessen Hilfe eine Stellwelle 5 bewegbar ausgebildet ist. Die Stellwelle 5 ist in einem Gehäuse 6 des Stellelementes 1 um ihre Längsachse 7 rotierbar gelagert, wobei ein erstes Ende 8 der Stellwelle 5 und ein zweites Ende 9 der Stellwelle 5 aus dem Gehäuse 6 hinausragend ausgeführt sind und mit dem Luftleitelement 2 in Wirkverbindung stehen.An actuator 1 according to the prior art for a in 6 illustrated air guide 2 of a motor vehicle 3 , is according to 1 educated. The actuator 1 has an electrically operated servomotor 4 on, with the help of a control shaft 5 is designed to be movable. The control shaft 5 is in a housing 6 of the actuating element 1 around its longitudinal axis 7 rotatably mounted, with a first end 8th the control shaft 5 and a second end 9 the control shaft 5 out of the case 6 are carried out protruding and with the air guide 2 in operative connection.

Das Gehäuse 6 ist entlang einer Längserstreckung des Stellelementes 1 in einen ersten Gehäuseteil 10 und einen zweiten Gehäuseteil 11, welcher in 3 dargestellt ist, teilbar, wobei in 1 das zweite Gehäuseteil 11 zur Innenansicht des Stellelementes 1 von oben nicht dargestellt ist. Es sei hier kurz erwähnt, dass die Begriffe oben und unten lediglich zur Unterscheidung der Ansichten des Stellelementes 1 dienen. Sie besitzen keinen Hinweis darauf, wie das Stellelement 1 im Kraftfahrzeug 3 verbaut ist.The housing 6 is along a longitudinal extent of the actuating element 1 in a first housing part 10 and a second housing part 11 which is in 3 is shown, divisible, in 1 the second housing part 11 to the interior of the control element 1 from above is not shown. It should be briefly mentioned here that the terms above and below only to distinguish the views of the control element 1 serve. They have no indication of how the actuator 1 in the motor vehicle 3 is installed.

Die Rotationsbewegung der Stellwelle 5 wird mit Hilfe eines Getriebes 12, aufweisend zwei Getriebestufen, eine erste Getriebestufe 13, welche mit dem Stellmotor 4 verbunden ist, und eine zweite Getriebestufe 14, welche mit der Stellwelle 5 verbunden ist, herbeigeführt. Die Getriebestufen 13, 14 sind jeweils in Form eines Schneckengetriebes ausgeführt, welches sich insbesondere durch ein geringes Geräusch, verglichen mit anderen Getriebepaarungen, und einem, aufgrund einer entsprechenden Relativanordnung der miteinander eingreifend in Verbindung stehenden Getriebeelementen, einer so genannten Schnecke und einem so genannten Schneckenrad, niedrigen Wirkungsgrad auszeichnet. Somit sind der ersten Getriebestufe 13 eine erste Schnecke 15 und ein erstes Schneckenrad 16 und der zweiten Getriebestufe 14 eine zweite Schnecke 17 und ein zweites Schneckenrad 18 zuzuordnen.The rotational movement of the control shaft 5 is with the help of a transmission 12 comprising two gear stages, a first gear stage 13 , which with the servomotor 4 connected, and a second gear stage 14 , which with the control shaft 5 connected, brought about. The gear stages 13 . 14 are each carried out in the form of a worm gear, which is characterized in particular by a low noise, compared with other transmission pairings, and one, due to a corresponding relative arrangement of inter-engaging gear elements, a so-called worm and a so-called worm, low efficiency. Thus, the first gear stage 13 a first snail 15 and a first worm wheel 16 and the second gear stage 14 a second snail 17 and a second worm wheel 18 assigned.

Der Stellmotor 4, welcher in Form eines Elektromotors ausgeführt ist, ist zur Energieversorgung mit einem steckerartigen Anschluss 19 verbunden, der am Gehäuse 6 aufgenommen ist. Der Stellmotor 4 ist bevorzugt in Form eines üblichen Gleichstrommotors oder besonders bevorzugt in Form eines bürstenlosen Gleichstrommotors, da sich dieser, im Vergleich zum üblichen Gleichstrommotor, durch ein geringes Gewicht auszeichnet.The servomotor 4 , which is designed in the form of an electric motor, is for power supply with a plug-type connection 19 connected to the housing 6 is included. The servomotor 4 is preferred in the form of a conventional DC motor or more preferably in the form of a brushless DC motor, since this, in comparison to the conventional DC motor, characterized by a low weight.

Das Stellelement 1 gemäß dem Stand der Technik ist selbsthemmend ausgebildet. Das heißt mit anderen Worten, dass eine rückwärtige Rotation der Stellwelle 5 des Stellelementes 1 bei Überschreitung der zulässigen maximalen Belastung nicht möglich ist. Das bedeutet, dass bei einem ausgefahrenen Luftleitelement 2 eine übermäßige Belastung desselben zu einem Versagen von Teilen des Stellelementes 1, insbesondere der Getriebestufen 13, 14 führen kann, da eine rückwärtige Rotation nicht vorgesehen ist. Unter einer übermäßigen Belastung ist eine Überschreitung einer Höchstbelastungsgrenze des Stellelementes 1 zu verstehen, bspw. durch eine Abstützung einer Person am Luftleitelement 2.The actuator 1 According to the prior art is formed self-locking. In other words, that means a backward rotation of the control shaft 5 of the actuating element 1 is not possible if the permissible maximum load is exceeded. This means that with an extended air guide 2 an excessive load of the same to a failure of parts of the control element 1 , in particular the gear stages 13 . 14 can lead, since a backward rotation is not provided. Under an excessive load is an exceeding of a maximum load limit of the control element 1 to understand, for example, by a person supporting the air guide 2 ,

Zur Vermeidung eines derartigen Versagens ist das erfindungsgemäße Stellelement 1 ausgebildet, welches gemäß der 2 und 3 ausgestaltet ist. Das erfindungsgemäße Stellelement 1 ist im Vergleich zum Stellelement 1 des Standes der Technik nicht selbsthemmend ausgebildet.To avoid such a failure is the actuator of the invention 1 formed, which according to the 2 and 3 is designed. The control element according to the invention 1 is compared to the actuator 1 The prior art is not self-locking.

In 3 ist das Stellelement 1 ohne das erste Gehäuseteil 10 zu sehen, wobei dies eine Innenansicht des erfindungsgemäßen Stellelementes 1 von unten, somit aus der zur Blickrichtung der 2 entgegen gesetzten Blickrichtung, erlaubt. Deutlich erkennbar sind in 3 das erste Schneckenrad 16 und die zweite Schnecke 17, welche mit Hilfe einer Welle 20 drehfest miteinander verbunden sind.In 3 is the control element 1 without the first housing part 10 to see, this being an inside view of the control element according to the invention 1 from below, thus from the direction of the 2 opposite direction, allowed. Clearly visible in 3 the first worm wheel 16 and the second snail 17 , which with the help of a wave 20 rotatably connected to each other.

Das erfindungsgemäße Stellelement 1 ist grundsätzlich zur gesicherten Positionierung des Luftleitelementes 2 bis zu einer auf das Stellelement 1 wirkenden Höchstkraft ausgebildet, die als Höchstlastgrenze bezeichnet werden kann. Zum Ausfahren des Luftleitelementes 1 weist die Stellwelle 5 eine erste Rotation auf, wohingegen sie zum Einfahren eine der ersten Rotation um ihre Längsachse 7 entgegengesetzt gerichtete zweite Rotation, die rückwärtige Rotation, aufweist.The control element according to the invention 1 is basically for secure positioning of the air guide 2 up to one on the actuator 1 acting maximum force that can be referred to as the maximum load limit. For extending the air guide element 1 indicates the control shaft 5 a first rotation, whereas they are for retracting one of the first rotation about its longitudinal axis 7 oppositely directed second rotation, which has backward rotation.

Sofern die Höchstkraft aufgrund einer Überbelastung überschritten wird, weist die Stellwelle 5 aufgrund ihrer Nichtselbsthemmung die zweite Rotation auf, das Stellelement 1 befindet sich dann in einem einfahrenden Zustand. Die Einfahrung des Stellelementes 1 kann bis in seine Endlage erfolgen, sie kann jedoch auch bis zu einem die Überlastung unterschrittenen Lastpunkt und der zugehörenden Position erfolgen. Dies kann mit Hilfe von mit dem Stellelement 1 elektronisch und/oder mechanisch kommunizierenden Sensoren und Steuerelementen eingestellt werden.If the maximum force due to overloading is exceeded, indicates the control shaft 5 due to its non-self-locking the second rotation, the actuator 1 is then in an incoming state. The experience of the control element 1 can take place up to its end position, but it can also be up to an overload point below the load point and the associated position. This can be done with the help of the actuator 1 set electronically and / or mechanically communicating sensors and controls.

Eine Haltesicherung des Luftleitelements 2, die aufgrund der Nichtselbsthemmung des Stellelementes 1 zur gesicherten Positionierung des Luftleitelementes 2 notwendig ist, wird mit Hilfe eines wirkungsgradoptimierten Getriebes 12 bevorzugt in Form eines Schraubenradgetriebes, welches die beiden Getriebestufen 13, 14 umfasst, herbeigeführt, wobei diese Getriebestufen einen erhöhten Wirkungsgrad aufweisen.A retaining fuse of the air guide 2 due to the non-self-locking of the actuator 1 for secure positioning of the air guide element 2 is necessary, with the help of an efficiency-optimized transmission 12 preferably in the form of a helical gear, which the two gear stages 13 . 14 includes brought about, these gear stages have an increased efficiency.

Die Erhöhung des Reibwiderstandes der Getriebestufen 13, 14 kann durch eine Erhöhung der Reibung zwischen den Schnecken 15, 17 und den korrespondierenden Schneckenrädern 16, 18 realisiert sein. So könnten bspw. die Zahnpaarungen von Schnecke 15; 17 und Schneckenrad 16; 18 eine erhöhte Flankenanlage der einzelnen Zähne aufweisen. Und/oder eine Oberfläche der Schnecken 15, 17 und/oder der korrespondierenden Schneckenräder 16, 18 könnte eine erhöhte Oberflächenrauhigkeit zur Steigerung der Reibung besitzen. Vielfältige Maßnahmen zur Erhöhung der Reibung sind hier denkbar.The increase in the frictional resistance of the gear stages 13 . 14 can by increasing the friction between the snails 15 . 17 and the corresponding worm wheels 16 . 18 be realized. Thus, for example, the tooth pairings of snail 15 ; 17 and worm wheel 16 ; 18 have a raised edge system of the individual teeth. And / or a surface of the snails 15 . 17 and / or the corresponding worm wheels 16 . 18 could have increased surface roughness to increase friction. Various measures to increase the friction are conceivable here.

Des Weiteren weist das wirkungsgradoptimierte Getriebe 12 einen im Gegensatz zum Stand der Technik höhere Reibung seiner Getriebelager 25 auf. Aufgrund der erhöhten Reibung muss eine höhere Kraft, resp. Belastung auf das Luftleitelement 2 ausgeübt werden, damit dieses aus seiner aktuellen ausgefahrenen Position eingefahren werden kann.Furthermore, the efficiency-optimized transmission has 12 a higher friction of its gearbox bearings in contrast to the prior art 25 on. Due to the increased friction, a higher force, resp. Load on the air guide 2 be exercised so that it can be retracted from its current extended position.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die erste Schnecke 15 ohne Durchgangsöffnung ausgeführt und mit Hilfe einer Verpressung mit einer Abtriebswelle 24 des Stellmotors 4 drehfest verbunden.In the present embodiment, the first screw 15 executed without passage opening and by means of a compression with an output shaft 24 of the servomotor 4 rotatably connected.

Eine zusätzliche Haltesicherung des Luftleitelementes 2 ist mit Hilfe einer insbesondere mechanischen Bremse 21 ausgeführt, welche bevorzugt in Form einer Lamellenbremse oder einer Schlingbandbremse ausgebildet ist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Bremse 21 als Schlingbandbremse ausgestaltet, s. 4. Die Bremse 21 weist eine zur gesicherten Positionierung des Luftleitelementes 2 erforderliche Bremskraft auf.An additional retention of the air guide 2 is with the help of a particular mechanical brake 21 executed, which is preferably designed in the form of a multi-disc brake or a Schlingbandbremse. In the present embodiment, the brake 21 designed as a loop belt brake, s. 4 , The brake 21 has a secure positioning of the air guide element 2 required braking force.

In 5 ist in einem Haltekraft-Geschwindigkeits-Diagramm des erfindungsgemäßen Stellelementes 1 die aufzubringende Haltekraft F über einer Geschwindigkeit v des Kraftfahrzeugs 3 dargestellt, welcher zur Positionssicherung der unterschiedlichen Positionen des Luftleitelementes 2 erforderlich ist. Die Haltekraft F entspricht einer Kraft, die vom Stellelement 1 erwirkt ist und die erforderlich ist, das Luftleitelement 2 bei einer entsprechenden Geschwindigkeit in seiner aktuellen Position zu halten.In 5 is in a holding force-speed diagram of the control element according to the invention 1 the applied holding force F above a speed v of the motor vehicle 3 shown, which for securing the position of the different Positions of the air guide element 2 is required. The holding force F corresponds to a force coming from the actuator 1 is obtained and which is required, the air guide 2 to hold it in its current position at the appropriate speed.

Die Geschwindigkeit v1 ist der Position des Luftleitelementes 2 zugeordnet, ab der bei einer Steigerung der Geschwindigkeit das Luftleitelement 2, sofern es bis zu dieser Geschwindigkeit eingefahren ist, ausgefahren wird. Somit ist die Geschwindigkeit v1 als Geschwindigkeit zum Ausfahrzeitpunkt bezeichnet. Daher ist eine zusätzliche Kraft zum Ausfahren des Luftleitelementes 2 erforderlich, wodurch die Haltekraft F einen Sprung aufweist.The speed v1 is the position of the air guide element 2 assigned, from at an increase in speed, the air guide 2 , if it is retracted to this speed, is extended. Thus, the speed v1 referred to as speed at the time of extension. Therefore, an additional force for extending the air guide element 2 required, reducing the holding force F has a jump.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel setzt sich die Haltekraft F zusammen aus einer mechanischen Haltekraft 22 und einer elektrischen Haltekraft 23. Die mechanische Haltekraft 22 selbst setzt sich zusammen aus einem Widerstand des Getriebes 12 und einer Bremskraft der mechanischen Bremse 21. Die elektrische Haltekraft 23 ist mit Hilfe des Stellmotors 4 induziert.In the present embodiment, the holding force is F together from a mechanical holding force 22 and an electrical holding force 23 , The mechanical holding force 22 itself is composed of a resistance of the transmission 12 and a braking force of the mechanical brake 21 , The electrical holding power 23 is with the help of the servomotor 4 induced.

In einem Geschwindigkeitsbereich zwischen 0km/h und v1 ist aufgrund der benötigten Haltekraft F, welche geringer ist als die elektrische Haltekraft 23, der erforderliche, die elektrische Haltekraft 23 herbeiführende Motorstrom nicht notwendig. Somit kann die Haltekraft F ausschließlich mit Hilfe der mechanischen Haltekraft 22 erwirkt werden. Bei einem Übersteigen der Geschwindigkeit v1 ist zur gesicherten Positionierung des Luftleitelementes 2 die elektrische Haltekraft 23 zu aktivieren.In a speed range between 0km / h and v1 is due to the required holding force F , which is lower than the electrical holding force 23 , the required, the electrical holding power 23 inducing motor current not necessary. Thus, the holding force F exclusively with the help of the mechanical holding force 22 be obtained. When exceeding the speed v1 is for secure positioning of the air guide element 2 the electrical holding power 23 to activate.

Bei Überschreiten der maximalen Haltekraft, bspw. durch Abstützung einer Person am Luftleitelement 2, kann, da das Getriebe nicht selbsthemmend ausgebildet ist, die Stellwelle 5 die zweite Rotation ausführen und das Luftleitelement 2 kann aus seiner aktuellen Position in eine, in Richtung seiner Schließposition angeordnete weitere Position gedrückt werden, ohne, dass insbesondere das Getriebe 12 und/oder die Kinematik 26 oder der Stellmotor 4 einen Schaden nimmt.When exceeding the maximum holding force, for example. By supporting a person on the air guide 2 , Can, since the transmission is not self-locking, the control shaft 5 perform the second rotation and the air guide 2 can be pressed from its current position in a, arranged in the direction of its closed position further position without, in particular, the transmission 12 and / or the kinematics 26 or the servomotor 4 takes damage.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Stellelementactuator
22: Luftleitelementair guide
33: Kraftfahrzeugmotor vehicle
44: Stellmotorservomotor
55: Stellwelleactuating shaft
66: Gehäusecasing
77: Längsachselongitudinal axis
88th: Erstes Ende der StellwelleFirst end of the control shaft
99: Zweites Ende der StellwelleSecond end of the control shaft
1010: Erstes GehäuseteilFirst housing part
1111: Zweites GehäuseteilSecond housing part
1212: Getriebetransmission
1313: Erste GetriebestufeFirst gear stage
1414: Zweite GetriebestufeSecond gear stage
1515: Erste SchneckeFirst snail
1616: Erstes SchneckenradFirst worm wheel
1717: Zweite SchneckeSecond snail
1818: Zweites SchneckenradSecond worm wheel
1919: Anschlussconnection
2020: Wellewave
2121: Bremsebrake
2222: Mechanische HaltekraftMechanical holding force
2323: Elektrische HaltekraftElectric holding force
2424: Abtriebswelleoutput shaft
2525: Getriebelagertransmission bearings
2626: Kinematik kinematics
FF: Haltekraftholding force
vv: Geschwindigkeitspeed
v1v1: Geschwindigkeit zum AusfahrzeitpunktSpeed at the time of departure

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 2716529 A2 [0004]

Claims

Control element for an air guide element of a motor vehicle, wherein the air guide element (2) in its position relative to the motor vehicle (3) between a first position and a second position is adjustable, wherein for adjusting the actuator (1) with a kinematics (26) of the air guide element ( 2) is in an operative connection, and wherein the actuating element (1) has a servomotor (4) and an actuating shaft (5), which is operatively connected to the kinematics (26), and wherein between the actuating shaft (5) and the servomotor (4 ) is formed a gear (12) which is not designed to be self-locking, characterized in that to achieve a secure positioning of the air guide element (2) the transmission (12) is configured optimized efficiency.

Actuator after Claim 1 , characterized in that the efficiency of the transmission (12) has a value greater than 0.5.

Actuator after Claim 1 or 2 , characterized in that the transmission (12) to a rearward rotation of the control shaft (5) is formed from exceeding a maximum load limit.

Control element according to one of the preceding claims, characterized in that the transmission (12) is a helical gear, in particular a worm gear.

Control element according to one of the preceding claims, characterized in that the actuating element (1) has a brake (21).

Control element according to one of the preceding claims, characterized in that the maximum load limit in dependence of a maximum engine braking torque and internal friction of the transmission (12) and a braking torque of a brake (21) is determined.

Actuator after Claim 5 or 6 , characterized in that the brake (21) is a mechanical brake and / or an electric brake.

Actuator after Claim 7 , characterized in that the mechanical brake (21) is a multi-disc brake or a Schlingbandbremse.

Actuator after Claim 7 , characterized in that the electric brake in the form of a DC motor, in particular in the form of a brushless DC motor is formed.