DE102018108481B3

DE102018108481B3 - Stellantrieb für einen Heckspoiler eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102018108481B3
Application number: DE102018108481.1A
Authority: DE
Inventors: Thomas Hübener; Joachim Paul; Ulrich Karl Hohl; Wolfgang Maier
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2018-04-10
Filing date: 2018-04-10
Publication date: 2019-02-28
Anticipated expiration: 2038-04-11

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Stellantrieb (20) für einen Heckspoiler (10) eines Kraftfahrzeugs (100), mit einem Gehäuse (80), einer in dem Gehäuse (80) drehbar gelagerten Stellantriebswelle (40), einem Elektromotor (30) und einem in dem Gehäuse (80) angeordneten Getriebe (60) zur Übertragung der Drehkraft des Elektromotors (30) auf die Stellantriebswelle (40). Das Getriebe (60) umfasst wenigstens drei Getriebestufen (71-73).

Description

Die Erfindung betrifft einen Stellantrieb für einen verstellbaren Heckspoiler eines Kraftfahrzeugs. Die Erfindung betrifft ferner einen Heckspoiler umfassend einen solchen Stellantrieb und ein Kraftfahrzeug umfassend einen solchen Heckspoiler.
Aus dem Stand der Technik bekannte Stellantriebe umfassen ein Getriebe, welches aus zwei Schraubradstufen bzw. Schneckenstufen besteht, wobei eine der Schraubradstufen bzw. Schneckenstufen selbsthemmend ausgestaltet ist. Ein in dieser Weise ausgestalteter Stellantrieb ist beispielsweise aus WO 2016/026828 A1 bekannt geworden.
Aus den Druckschriften DE 195 20 656 A1 , DE 10 2009 055 412 A1 und EP 0 440 819 A1 sind jeweils Stellantriebe zum Antrieb von Kraftfahrzeugkomponenten bekannt geworden, die drei Getriebestufen umfassen.
Solche Stellantriebe bzw. deren Getriebe weisen jedoch in der Regel ein geringes Übersetzungsverhältnis auf, welches häufig unterhalb von 200 : 1 liegt. Durch dieses relativ geringe Übersetzungsverhältnis ist jedoch ein drehmomentstarker Elektromotor notwendig, der in der Regel groß dimensioniert ist. Somit ist für die aus dem Stand der Technik bekannten Stellantriebe auch ein großes Gehäuse notwendig, wodurch der erforderliche Bauraum des Stellantriebs erhöht ist.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Stellantrieb für einen verstellbaren Heckspoiler eines Kraftfahrzeugs bereitzustellen, der wenig Bauraum innerhalb des Kraftfahrzeugs einnimmt.
Die Aufgabe wird durch einen Stellantrieb nach Anspruch 1 gelöst.
Der erfindungsgemäße Stellantrieb umfasst ein Gehäuse, eine in dem Gehäuse drehbar gelagerte Stellantriebswelle, einen Elektromotor und ein in dem Gehäuse angeordnetes Getriebe zur Übertragung der Drehkraft des Elektromotors auf die Stellantriebswelle. Das Getriebe umfasst wenigstens drei Getriebestufen.
Der erfindungsgemäße Stellantrieb bietet den Vorteil, dass er eine besonders geringe Größe aufweist. Durch die Ausgestaltung des Getriebes mit wenigstens drei Getriebestufen kann das Getriebe ein höheres Übersetzungsverhältnis bereitstellen. So kann für den Stellantrieb ein drehmomentschwächerer, kleinerer Elektromotor verwendet werden, wodurch der für diesen erforderlichen Bauraum im Inneren des Gehäuses reduziert werden kann. Somit können das Gehäuse und der Stellantrieb insgesamt kleiner ausgebildet werden.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Stellantriebs ist darin begründet, dass keine selbsthemmende Getriebestufe verwendet werden muss, da die Selbsthemmung zumindest teilweise durch das Motorrastmoment erzielt werden kann. Die dreistufige Ausgestaltung des Getriebes ermöglicht Übersetzungen von bis zu 400 : 1.
Erfindungsgemäß umfassen die wenigstens drei Getriebestufen eine erste Getriebestufe, eine zweite Getriebestufe und eine dritte Getriebestufe, wobei die erste Getriebestufe und die dritte Getriebestufe jeweils ein Schneckengetriebe aufweisen und wobei die zweite Getriebestufe zwischen der ersten Getriebestufe und der dritten Getriebestufe angeordnet ist und ein Stirnradgetriebe aufweist. Die zweite Getriebestufe dient zur Drehmomentübertragung von der ersten Getriebestufe zur dritten Getriebestufe.
Vorzugsweise umfasst der Elektromotor eine Motorwelle, wobei das Schneckengetriebe der ersten Getriebestufe eine erste Schnecke und ein erstes Schneckenrad aufweist und wobei die erste Schnecke drehfest mit der Motorwelle verbunden ist und zur Drehmomentübertragung in das erste Schneckenrad greift.
In einer bevorzugten Ausgestaltung umfasst das Schneckengetriebe der dritten Getriebestufe eine zweite Schnecke und ein zweites Schneckenrad, wobei das zweite Schneckenrad drehfest mit der Stellantriebswelle verbunden ist und zur Drehmomentübertragung in die zweite Schnecke greift.
Vorzugsweise umfasst das Stirnradgetriebe der zweiten Getriebestufe ein erstes Stirnrad und ein zweites Stirnrad, die zur Drehmomentübertragung ineinandergreifen.
In einer bevorzugten Ausgestaltung sind das erste Schneckenrad mit dem ersten Stirnrad und das zweite Stirnrad mit der zweiten Schnecke jeweils drehfest verbunden.
Vorzugsweise weist die zweite Getriebestufe ein Übersetzungsverhältnis von wenigstens 3 : 2 auf.
Die Erfindung betrifft weiterhin einen Heckspoiler für ein Kraftfahrzeug umfassend einen erfindungsgemäßen Stellantrieb.
Letztlich betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug umfassend einen erfindungsgemäßen Heckspoiler.
Einzelheiten und weitere Vorteile des erfindungsgemäßen Stellantriebs, des erfindungsgemäßen Heckspoilers und des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs werden anhand des nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiels erläutert. Dabei veranschaulichen:

1 eine perspektivische Rückansicht eines Kraftfahrzeugs nach dem Ausführungsbeispiel;
2 eine perspektivische Ansicht des Stellantriebs nach dem Ausführungsbeispiel; und
3 eine weitere perspektivische Ansicht des Stellantriebs nach dem Ausführungsbeispiel.

Die Anmeldung betrifft einen Stellantrieb 20 für einen Heckspoiler 10 eines Kraftfahrzeugs 100. Die Anmeldung betrifft ferner einen Heckspoiler 10 für ein Kraftfahrzeug 100 umfassend einen Stellantrieb 20 gemäß der Anmeldung und ein Kraftfahrzeug 100 umfassend einen anmeldungsgemäßen Heckspoiler 10.
1 veranschaulicht ein anmeldungsgemäßes Kraftfahrzeug 100 mit einem anmeldungsgemäßen Heckspoiler 10. Der Heckspoiler 10 ist verstellbar, um einen durch den Heckspoiler 10 aerodynamisch erzeugten Anpressdruck auf die Hinterachse des Kraftfahrzeugs 100 variieren zu können.
Wie insbesondere aus den 2 und 3 hervorgeht, umfasst der Stellantrieb 20 nach dem Ausführungsbeispiel ein Gehäuse 80, eine in dem Gehäuse 80 drehbar gelagerte Stellantriebswelle 40, einen Elektromotor 30 und ein in dem Gehäuse 80 angeordnetes Getriebe 60 zur Übertragung der Drehkraft des Elektromotors 30 auf die Stellantriebswelle 40. Das Getriebe 60 umfasst wenigstens drei Getriebestufen 71-73. Der Elektromotor 30 kann ebenfalls im Inneren des Gehäuses 80 angeordnet sein.
Die erste Getriebestufe 71 und die dritte Getriebestufe 73 sind jeweils eine sogenannte Schneckengetriebestufe und umfassen jeweils ein Schneckengetriebe. Die zweite Getriebestufe 72 ist eine sogenannte Stirnradgetriebestufe und umfasst ein Stirnradgetriebe. Zur Übertragung eines Drehmoments von der ersten Getriebestufe 71 zur dritten Getriebestufe 73 ist die zweite Getriebestufe 72 zwischen der ersten Getriebestufe 71 und der dritten Getriebestufe 73 angeordnet.
Wie weiterhin aus 2 hervorgeht, umfasst der Elektromotor 30 eine Motorwelle 32. Das Schneckengetriebe der ersten Getriebestufe 71 weist eine erste Schnecke 61 und ein erstes Schneckenrad 62 auf. Die erste Schnecke 61 ist drehfest mit der Motorwelle 32 verbunden und greift zur Drehmomentübertragung in das erste Schneckenrad 62 ein.
Wie insbesondere aus 3 hervorgeht, weist das Schneckengetriebe der dritten Getriebestufe 73 eine zweite Schnecke 65 und ein zweites Schneckenrad 66 auf. Das zweite Schneckenrad 66 ist drehfest mit der Stellantriebswelle 40 verbunden und greift zur Drehmomentübertragung in die zweite Schnecke 65 ein.
Das Stirnradgetriebe der zweiten Getriebestufe 72 umfasst ein erstes Stirnrad 63 und ein zweites Stirnrad 64, die zur Drehmomentübertragung ineinandergreifen.
Das erste Schneckenrad 62 ist drehfest mit dem ersten Stirnrad 63 verbunden. Das zweite Stirnrad 64 ist drehfest mit der zweiten Schnecke 65 verbunden. Hierfür kann das erste Schneckenrad 62 und das erste Stirnrad 63 sowie das zweite Stirnrad 64 und die zweite Schnecke 65 jeweils auf einem drehbar in dem Gehäuse 80 gelagerten Getriebeelement 67, 68 angeordnet sein.
Die zweite Getriebestufe 72 kann ein Übersetzungsverhältnis von wenigstens 3 : 2 aufweisen. Gemäß dem konkreten Ausführungsbeispiel kann das erste Stirnrad 63 beispielsweise 19 Zähne und das zweite Stirnrad 64 beispielsweise 31 Zähne aufweisen, wodurch ein Übersetzungsverhältnis der zweiten Getriebestufe 72von 31 : 19 erreicht wird.
Gemäß dem konkreten Ausführungsbeispiel können die erste Schnecke 61 und die zweite Schnecke 65 jeweils zwei Zähne aufweisen. Das erste Schneckenrad 62 kann 21 Zähne und das zweite Schneckenrad 66 kann 23 Zähne umfassen.
Durch diese Ausgestaltung kann ein Getriebe 60 mit einem Übersetzungsverhältnis von annähernd 400 : 1 bereitgestellt werden.

Claims

Stellantrieb für einen Heckspoiler (10) eines Kraftfahrzeugs (100), mit einem Gehäuse (80), einer in dem Gehäuse (80) drehbar gelagerten Stellantriebswelle (40), einem Elektromotor (30) und einem in dem Gehäuse (80) angeordneten Getriebe (60) zur Übertragung der Drehkraft des Elektromotors (30) auf die Stellantriebswelle (40), dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (60) wenigstens drei Getriebestufen (71-73) aufweist und die wenigstens drei Getriebestufen (71-73) eine erste Getriebestufe (71), eine zweite Getriebestufe (72) und eine dritte Getriebestufe (73) umfassen, wobei die erste Getriebestufe (71) und die dritte Getriebestufe (73) jeweils ein Schneckengetriebe aufweisen und wobei die zweite Getriebestufe (72) zwischen der ersten Getriebestufe (71) und der dritten Getriebestufe (73) angeordnet ist und ein Stirnradgetriebe aufweist.
Stellantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (30) eine Motorwelle (32) umfasst und das Schneckengetriebe der ersten Getriebestufe (71) eine erste Schnecke (61) sowie ein erstes Schneckenrad (62) aufweist, wobei die erste Schnecke (61) drehfest mit der Motorwelle (32) verbunden ist und zur Drehmomentübertragung in das erste Schneckenrad (62) greift.
Stellantrieb nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Schneckengetriebe der dritten Getriebestufe (73) eine zweite Schnecke (65) und ein zweites Schneckenrad (66) aufweist, wobei das zweite Schneckenrad (66) drehfest mit der Stellantriebswelle (40) verbunden ist und zur Drehmomentübertragung in die zweite Schnecke (65) greift.
Stellantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Stirnradgetriebe der zweiten Getriebestufe (72) ein erstes Stirnrad (63) und ein zweites Stirnrad (64) umfasst, die zur Drehmomentübertragung ineinandergreifen.
Stellantrieb nach einer Kombination der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Schneckenrad (62) mit dem ersten Stirnrad (63) und das zweite Stirnrad (64) mit der Schnecke (65) jeweils drehfest verbunden sind.
Stellantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Getriebestufe (72) ein Übersetzungsverhältnis von wenigstens 3 : 2 aufweist.
Heckspoiler für ein Kraftfahrzeug (100) umfassend einen Stellantrieb (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 6.
Kraftfahrzeug umfassend einen Heckspoiler (10) nach Anspruch 7.