DE102018110708A1 - Aktuatoranordnung zur Betätigung eines schwenkbaren Bauteils gegenüber einem ortsfesten Bauteil und Verfahren zur Steuerung der Aktuatoranordnung - Google Patents

Aktuatoranordnung zur Betätigung eines schwenkbaren Bauteils gegenüber einem ortsfesten Bauteil und Verfahren zur Steuerung der Aktuatoranordnung Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Aktuatoranordnung zur Betätigung eines schwenkbaren Bauteils (1b) gegenüber einem ortsfesten Bauteil (1a), wobei das schwenkbare Bauteil (1b) über zumindest ein Scharnier (2a) gelenkig am ortsfesten Bauteil (1a) gelagert ist, wobei zwischen den beiden Bauteilen (1a, 1b) zumindest eine Antriebseinheit (3a) angeordnet ist, die einerseits mit dem schwenkbaren Bauteil (1b) und andererseits mit dem ortsfesten Bauteil (1a) verbunden ist, sodass das schwenkbare Bauteil (1b) durch eine Betätigung der zumindest einen Antriebseinheit (3a) relativ zum ortsfesten Bauteil (1a) verschwenkbar ist, wobei das zumindest eine Scharnier (2a) eine jeweilige Bremseinheit (4a) umfasst, um eine Schwenkbewegung des schwenkbaren Bauteils (1b) gegenüber dem ortsfesten Bauteil (1a) in einer beliebigen Öffnungsposition zu arretieren. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Steuerung einer solchen Aktuatoranordnung.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Aktuatoranordnung zur Betätigung eines schwenkbaren Bauteils gegenüber einem ortsfesten Bauteil, wobei das schwenkbare Bauteil über zumindest ein Scharnier gelenkig am ortsfesten Bauteil gelagert ist. Zwischen den beiden Bauteilen ist zumindest eine Antriebseinheit angeordnet, die einerseits gelenkig mit dem schwenkbaren Bauteil und andererseits gelenkig mit dem ortsfesten Bauteil verbunden ist, sodass das schwenkbare Bauteil durch eine Betätigung der zumindest einen Antriebseinheit relativ zum ortsfesten Bauteil verschwenkbar ist. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Steuerung einer solchen Aktuatoranordnung.
  • Aus der EP 1 881 235 A2 geht ein von einem Antrieb antreibbarer Spindelantrieb für ein bewegbares Bauteil, insbesondere für ein um eine Schwenkachse schwenkbares Bauteil hervor. Das Bauteil kann eine um eine Schwenkachse schwenkbare Klappe wie z.B. eine Heckklappe eines Kraftfahrzeugs sein. Der Antrieb umfasst eine um ihre Spindelachse drehbare Gewindespindel, auf der eine Spindelmutter nicht selbsthemmend angeordnet ist. Durch die Spindelmutter ist ein mit dem Bauteil verbundenes Übertragungselement axial zur Spindelachse bewegbar antreibbar. Das Übertragungselement ist gegenüber einer Drehung um die Spindelachse gesichert mit dem schwenkbaren Bauteil verbunden. Ein Zwischenelement erstreckt sich axial zur Gewindespindel und ist relativ zur Gewindespindel verdrehbar angeordnet. Ferner ist das Zwischenelement gegenüber der Spindelmutter gegen Verdrehung um die Spindelachse gesichert. Entweder ist das Zwischenelement vom Antrieb drehbar antreibbar und die Gewindespindel ist gegen Verdrehen um die Spindelachse sicherbar, oder die Gewindespindel ist vom Antrieb drehbar antreibbar und das Zwischenelement ist gegen Verdrehen um die Spindelachse sicherbar.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Aktuatoranordnung zur Betätigung eines schwenkbaren Bauteils gegenüber einem ortsfesten Bauteil vorzuschlagen, wobei die Aktuatoranordnung energiesparend und kompakt ausgebildet sein soll sowie sicher betrieben werden kann.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.
  • Vorgeschlagen wird eine erfindungsgemäße Aktuatoranordnung zur Betätigung eines schwenkbaren Bauteils gegenüber einem ortsfesten Bauteil, wobei das schwenkbare Bauteil über zumindest ein Scharnier gelenkig am ortsfesten Bauteil gelagert ist, wobei zwischen den beiden Bauteilen zumindest eine Antriebseinheit angeordnet ist, die einerseits mit dem schwenkbaren Bauteil und andererseits mit dem ortsfesten Bauteil verbunden ist, sodass das schwenkbare Bauteil durch eine Betätigung der zumindest einen Antriebseinheit relativ zum ortsfesten Bauteil verschwenkbar ist, wobei das zumindest eine Scharnier eine jeweilige Bremseinheit umfasst, um eine Schwenkbewegung des schwenkbaren Bauteils gegenüber dem ortsfesten Bauteil in einer beliebigen Öffnungsposition zu arretieren.
  • Die Aktuatoranordnung wird bevorzugt in einer Heckklappe eines Kraftfahrzeugs eingesetzt, wobei insbesondere die Schwenkbewegung während des Öffnens der Heckklappe in einer beliebigen Öffnungsposition arretiert werden kann. Denkbar ist die Verwendung der Aktuatoranordnung in Seitentüren oder Dachfenstern an Wohnwagen oder Fahrzeugen. Wird die Aktuatoranordnung in einer Heckklappe eines Fahrzeugs eingesetzt, ist das ortsfeste Bauteil die Fahrzeugkarosserie und das schwenkbare Bauteil die Heckklappe, wobei die zumindest eine Antriebseinheit zwischen der Fahrzeugkarosserie und der Heckklappe angeordnet ist.
  • Die zumindest eine Antriebseinheit ist vorzugsweise als Linearmotor mit einem Stator und einem axial dazu verschiebbaren Läufer ausgebildet. Mithin ist die zumindest eine Antriebseinheit teleskopierbar und dadurch besonders kompakt ausgebildet, da auf einen zusätzlichen Mechanismus zum Arretieren bzw. Festlegen der axialen Position des Läufers verzichtet werden kann. Mit anderen Worten ist die zumindest eine Antriebseinheit ausschließlich zum Betätigen bzw. Verschwenken des schwenkbaren Bauteils vorgesehen. Die zumindest eine Antriebseinheit ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform einerseits gelenkig mit dem schwenkbaren Bauteil und andererseits gelenkig mit dem ortsfesten Bauteil verbunden.
  • Das zumindest eine Scharnier umfasst bevorzugt zwei relativ zueinander verschwenkbare Scharnierbauteile, wobei das erste Scharnierbauteil fest mit dem ortsfesten Bauteil und das zweite Scharnierbauteil fest mit dem schwenkbaren Bauteil verbunden ist, wobei die Bremseinheit zur Arretierung der Schwenkbewegung die beiden Scharnierbauteile zumindest mittelbar form- und/oder kraftschlüssig miteinander verbindet. Mithin ist das Scharnier als Gelenk ausgebildet, um das schwenkbare Bauteil in dessen Schwenkbewegung um eine Schwenkachse gelenkig zu lagern.
  • Die zumindest eine Bremseinheit ist sowohl mit dem ersten Scharnierbauteil als auch mit dem zweiten Scharnierbauteil wirkverbunden. Ein Verschwenken des schwenkbaren Bauteils mit einem damit einhergehenden Einstellen der gewünschten Öffnungsposition erfolgt durch die zumindest eine Antriebseinheit. Durch die Arretierung mittels der zumindest einen Bremseinheit kann das schwenkbare Bauteil in jeder beliebigen Öffnungsposition und insbesondere in einer oberen Endlage blockiert und festgelegt werden. Ein dauerhaftes Bestromen der zumindest einen Antriebseinheit ist somit obsolet. Mithin muss die zumindest eine Antriebseinheit daher nicht konstant mit elektrischer Energie versorgt werden, um die Position zu halten. Dies senkt zum einen den erforderlichen Energiebedarf, und zum anderen wird dadurch die Lebensdauer der zumindest einen Antriebseinheit verlängert. Ferner kann die zumindest eine Antriebseinheit auch kostengünstiger hergestellt werden.
  • Die zumindest eine Bremseinheit arbeitet bevorzugt nach dem Fail-Safe-Prinzip, wobei im unbestromten Zustand eine Bremswirkung erzielt wird. Mit anderen Worten wird die Verbindung zwischen den beiden Scharnierbauteilen nur dann gelöst, wenn ein Verschwenken des schwenkbaren Bauteils durch die zumindest eine Antriebseinheit erfolgt. Somit wird sowohl die zumindest eine Bremseinheit sowie die zumindest eine Antriebseinheit nur während dem Verschwenken des schwenkbaren Bauteils mit elektrischer Energie versorgt.
  • Durch die Trennung der Funktionen Verschwenken des schwenkbaren Bauteils durch die zumindest eine Antriebseinheit und Arretieren der Öffnungsposition des schwenkbaren Bauteils durch die zumindest eine Bremseinheit, ist es möglich, die Aktuatoranordnung ohne zusätzlich erforderlichen Bauraum und ohne nennenswerten Aufwand nachzurüsten, da der bereits vorhandene Bauraum genutzt werden kann. Insbesondere können bereits vorhandene Scharniere durch die hier beschriebenen Scharniere mit Bremseinheit ersetzt werden.
  • Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Bremseinheit am ersten Scharnierbauteil angeordnet und umfasst eine Reibkupplung mit radial zwischen einem Außenring des ersten Scharnierbauteils und einem Innenzylinderstab des zweiten Scharnierbauteils angeordneten Reiblamellen, wobei die Reiblamellen mit einer Axialkraft beaufschlagbar sind, um an ihren Stirnflächen ein Reibmoment zu erzeugen, das die Schwenkbewegung des schwenkbaren Bauteils gegenüber dem ortsfesten Bauteil in einer beliebigen Öffnungsposition arretiert.
  • Der Außenring kann einteilig mit dem ersten Scharnierbauteil verbunden oder als lösbares Bauteil am ersten Scharnierbauteil angeordnet sein. Der Innenzylinderstab kann einteilig mit dem zweiten Scharnierbauteil verbunden oder als lösbares Bauteil am zweiten Scharnierbauteil angeordnet sein, wobei der Außenring den Innenzylinderstab teilweise aufnimmt und beispielsweise durch ein Lagerelement um eine Drehachse des Innenzylinderstabs drehbar lagert. Alternativ kann die Bremseinheit auch an dem zweiten Scharnierbauteil angeordnet sein, wobei in diesem Fall der Innenzylinderstab am ersten Scharnierbauteil und der Außenring am zweiten Scharnierbauteil angeordnet sind.
  • Die Reibkupplung umfasst vorzugsweise mehrere Reiblamellenpaare, wobei Reiblamellen drehfest am Außenring und Reiblamellen drehfest am Innenzylinderstab angeordnet sind, wobei die Reiblamellen abwechselnd zueinander in der Reibkupplung angeordnet sind. Die Reiblamellen werden durch eine Axialkraft axial betätigt und kommen stirnseitig aneinander zur Anlage, wobei in Abhängigkeit der Axialkraft sowie der Oberflächenbeschaffenheit der Reiblamellen die Reibkraft zur kraftschlüssigen Verbindung zwischen den beiden Scharnierbauteilen erzeugt wird. Durch eine manuelle Betätigung des schwenkbaren Bauteils kann eine Verschwenkung erzielt werden, in dem die in der Reibkupplung erzeugte Reibkraft überschritten wird. Ein Nachjustieren der Öffnungsposition des schwenkbaren Bauteils ist dadurch möglich, beziehungsweise ein Verstellen des schwenkbaren Bauteils bei einem Defekt der Antriebseinheit.
  • Bevorzugt sind axial zwischen den Reiblamellen weitere Federelemente angeordnet, um eine Trennung der reibschlüssigen Verbindung zwischen den Reiblamellen zu ermöglichen. Die Federelemente sind besonders bevorzugt auf dem Innenzylinderstab angeordnet und jeweils zwischen zwei Reiblamellen angeordnet, wodurch eine abwechselnde Anordnung von Reiblamelle und Federelement vorliegt.
  • Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass die Reiblamellen zumindest mittelbar mit einem Hubaktuator betätigbar sind, wobei der Hubaktuator einen Kolben aufweist der mittels zumindest einem Federelement mit einer Axialkraft beaufschlagbar ist, wobei das zumindest eine Federelement gegen ein Gehäuse des Hubaktuators abgestützt ist. Anders gesagt ist der Hubaktuator axial angrenzend zu den Reiblamellen angeordnet und derart ausgebildet, dass der Kolben in einem unbestromten Zustand des Hubaktuators eine konstante Axialkraft auf die Reiblamellen ausübt, sodass die zuvor beschriebene kraftschlüssige Verbindung vorliegt. Der Kolben wird dabei durch das zumindest eine axial vorgespannte Federelement, das beispielsweise als Tellerfeder oder Axialfeder ausgebildet ist, axial belastet und gegen die Reiblamellen gepresst.
  • Mit der Betätigung des Hubaktuators erfolgt eine axiale Verlagerung des Kolbens entgegen des zumindest einen Federelements. Mithin wird das zumindest eine Federelement axial vorgespannt und die kraftschlüssige Verbindung zwischen den Scharnierbauteilen gelöst. Der Hubaktuator wir dabei bevorzugt durch einen Hubmagneten betätigt, welcher durch das mindestens eine Steuergerät angesteuert wird.
  • Alternativ zur Reibkupplung kann die Bremseinheit beispielsweise ein Getriebe aufweisen, um eine formschlüssige Verbindung zwischen den beiden Scharnierbauteilen auszubilden. Weiterhin kann die Bremseinheit über ein Element mit mehreren Ausnehmungen verfügen, in welche ein Hubaktuator formschlüssig eingreift und eine formschlüssige Verbindung zwischen den beiden Scharnierbauteilen herstellt. Auch Vorrichtungen zur Erzeugung einer form- und kraftschlüssigen Verbindung können vorgesehen sein.
  • Ferner bevorzugt sind zwei Antriebseinheiten sowie zwei Scharniere zur Betätigung des schwenkbaren Bauteils gegenüber dem ortsfesten Bauteil vorgesehen. Ist das schwenkbare Bauteil als Heckklappe ausgeführt, weißt eine erste Seite der Heckklappe zwei beabstandet zueinander an der Fahrzeugkarosserie angeordnete Scharniere auf, wobei eine oder beide Scharniere eine jeweilige Bremseinheit aufweisen. An den im Wesentlichen senkrecht zu der ersten Seite der Heckklappe ausgebildeten Kanten der Heckklappe ist je eine Antriebseinheit angeordnet, wobei eine oder beide Antriebseinheiten zum Verschwenken der Heckklappe angetrieben werden. Bei geöffneter Heckklappe ist ein Be- und Entladen des Fahrzeugs durch die freigelegte Öffnung möglich. Ferner wird ein gleichmäßiges und sicheres Öffnen der Heckklappe gewährleistet.
  • Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist ein Steuergerät zum Steuern der zumindest einen Antriebseinheit und der zumindest einen Bremseinheit vorgesehen. Das Steuergerät kann als Spannungsquelle ausgebildet sein, das die verbundenen Bauteile, also die zumindest eine Bremseinheit sowie die zumindest eine Antriebseinheit, mit elektrischer Energie versorgt. Die Ansteuerung dieser Bauteile erfolgt bevorzugt über Kabel. Das Steuergerät verfügt in einer bevorzugten Ausführungsform über Signaleingänge für Sensoren, insbesondere über einen Sensor zur Überwachung der Winkelposition des schwenkbaren Bauteils. In einer weiteren Ausführungsform kann das Steuergerät den elektrischen Strom der mindestens einen Antriebseinheit überwachen, wodurch ein Einklemmschutz realisiert werden kann oder eine Endlage des schwenkbaren Bauteils erkannt werden kann.
  • Gemäß einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Steuerung der erfindungsgemäßen Aktuatoranordnung wird bei einer Betätigung der zumindest einen Antriebseinheit sowie der zumindest einen Bremseinheit das schwenkbare Bauteil relativ zum ortsfesten Bauteil verschwenkt, wobei durch eine weitere Betätigung der zumindest einen Bremseinheit eine Schwenkbewegung des schwenkbaren Bauteils gegenüber dem ortsfesten Bauteil durch die zumindest eine Bremseinheit in einer beliebigen Öffnungsposition arretiert wird. Unter einer „Betätigung“ der zumindest einen Antriebseinheit sowie der zumindest einen Bremseinheit ist ein Bestromen oder ein Aktivieren der zumindest einen Antriebseinheit bzw. der zumindest einen Bremseinheit zu verstehen. Durch eine weitere Betätigung der zumindest einen Bremseinheit wird die zumindest eine Bremseinheit nicht mehr bestromt und somit deaktiviert.
  • Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung zwei bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der drei Figuren näher dargestellt. Dabei zeigt
    • 1 eine schematische Perspektivdarstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus einer erfindungsgemäßen Aktuatoranordnung gemäß einer ersten Ausführungsform,
    • 2 eine schematische Perspektivdarstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus der erfindungsgemäßen Aktuatoranordnung gemäß einer zweiten Ausführungsform, und
    • 3 eine Detaillschnittdarstellung einer Bremseinheit der erfindungsgemäßen Aktuatoranordnung gemäß den 1 und 2.
  • Die 1 und 2 zeigen eine jeweilige bevorzugte Ausführungsform einer Aktuatoranordnung. Die beiden Ausführungsformen haben gemeinsam, dass die Aktuatoranordnung zur Betätigung oder Verschwenkung eines schwenkbaren Bauteils 1b gegenüber einem ortsfesten Bauteil 1a vorgesehen ist. Vorliegend ist das schwenkbare Bauteil 1b eine Heckklappe eines Kraftfahrzeugs 16 und das ortsfeste Bauteil 1a ist die Fahrzeugkarosserie des Kraftfahrzeugs 16.
  • Das schwenkbare Bauteil 1b ist über zwei Scharniere 2a, 2b gelenkig am ortsfesten Bauteil 1a gelagert. Zwischen den beiden Bauteilen 1a, 1b sind zwei Antriebseinheiten 3a, 3b angeordnet, die als Linearmotoren ausgebildet sind und jeweils einen - hier nicht dargestellten - Stator mit einem axial dazu verschiebbaren Läufer aufweisen. Die Antriebseinheiten 3a, 3b sind seitlich an der Fahrzeugkarosserie 1a angeordnet und einerseits gelenkig mit dem schwenkbaren Bauteil 1b und andererseits gelenkig mit dem ortsfesten Bauteil 1a verbunden. Durch eine Betätigung der Antriebseinheiten 3a, 3b erfolgt ein Verschwenken des schwenkbaren Bauteils 1b gegenüber dem ortsfesten Bauteil 1a um eine Schwenkachse A in eine beliebige Öffnungsposition.
  • Die Scharniere 2a, 2b umfassen eine jeweilige Bremseinheit 4a, 4b, um eine Schwenkbewegung des schwenkbaren Bauteils 1b gegenüber dem ortsfesten Bauteil 1a in der gewählten Öffnungsposition zu arretieren.
  • Nach 2 ist gemäß der zweiten Ausführungsform ferner ein Steuergerät 13 in der Aktuatoranordnung vorgesehen, das über jeweilige Kabel 17 mit den Antriebseinheiten 3a, 3b und den Bremseinheiten 4a, 4b verbunden ist. Die Kabel 17 sind hier nur beispielhaft dargestellt. Das Steuergerät 13 sowie die Kabel 17 sind im Kraftfahrzeug 16 ordentlich angeordnet bzw. verlegt. Mittels des Steuergeräts 13 werden die Antriebseinheiten 3a, 3b und die Bremseinheiten 2a, 2b gemäß einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Steuerung der Aktuatoranordnung angesteuert. Dabei wird bei einer Betätigung der Antriebseinheiten 3a, 3b sowie der Bremseinheiten 4a, 4b das schwenkbare Bauteil 1b relativ zum ortsfesten Bauteil 1a verschwenkt, wobei eine Schwenkbewegung des schwenkbaren Bauteils 1b gegenüber dem ortsfesten Bauteil 1a durch eine Deaktivierung der zumindest einen Bremseinheit 4a, 4b in der beliebigen Öffnungsposition arretiert wird.
  • In 3 ist das erste Scharnier 2a zwischen dem ortsfesten und schwenkbaren Bauteil 1a, 1b dargestellt, wobei das zweite Scharnier 2b identisch zum ersten Scharnier 2a ausgebildet ist. Alternativ kann das zweite Scharnier 2b spiegelverkehrt zum ersten Scharnier 2a ausgebildet sein. Ferner alternativ kann das zweite Scharnier 2b ohne Bremseinheit ausgebildet sein, wobei in diesem Fall lediglich eines der beiden Scharniere 2a, 2b eine Bremseinheit aufweist.
  • Das erste Scharnier 2a umfasst zwei relativ zueinander verschwenkbare Scharnierbauteile 5a, 5b, wobei das erste Scharnierbauteil 5a fest mit dem ortsfesten Bauteil 1a und das zweite Scharnierbauteil 5b fest mit dem schwenkbaren Bauteil 1b verbunden ist.
  • Die Bremseinheit 4a ist am ersten Scharnierbauteil 5a angeordnet und umfasst eine Reibkupplung 6 mit radial zwischen einem Außenring 7 des ersten Scharnierbauteils 5a und einem Innenzylinderstab 8 des zweiten Scharnierbauteils 5b angeordneten Reiblamellen 9a, 9b, 10a, 10b. Der Außenring 7 mit den drehfest daran angeordneten Reiblamellen 9a, 9b nimmt den Innenzylinderstab 8 mit den drehfest daran angeordneten Reiblamellen 10a, 10b teilweise auf, wobei der Innenzylinderstab 8 vorliegend drehbar am zweiten Scharnierbauteil 5b gelagert ist. Die Reiblamellen 9a, 9b des ersten Scharnierbauteils 5a und die Reiblamellen 10a, 10b des zweiten Scharnierbauteils 5b sind in axialer Richtung axial abwechselnd innerhalb der Reibkupplung 6 angeordnet und bilden dadurch Reiblamellenpaare.
  • In einem unbestromten Zustand der Bremseinheit, also wenn die Bremseinheit 4a nicht mit elektrischer Energie versorgt wird, werden die Reiblamellen 9a, 9b, 10a, 10b durch einen Hubaktuator 12 mit einer Axialkraft beaufschlagt, wobei der Hubaktuator 12 einen Kolben 14 aufweist, der mittels zwei Federelementen 11 axial gegen die Reiblamellen 9a, 9b, 10a, 10b gedrückt wird und diese zusammenpresst. Mithin wird die Axialkraft durch die vorgespannten Federelemente 11 aufgebracht, wobei sich die Federelemente 11 axial gegen ein Gehäuse 15 des Hubaktuators 12 abstützen.
  • Durch die axiale Druckbeaufschlagung der Reiblamellen 9a, 9b, 10a, 10b wird an ihren Stirnflächen ein Reibmoment erzeugt, welches die Schwenkbewegung des schwenkbaren Bauteils 1b gegenüber dem ortsfesten Bauteil 1a in einer beliebigen Öffnungsposition arretiert. Mithin liegt zwischen den beiden Scharnierbauteilen 5a, 5b eine kraftschlüssige Verbindung vor. Darüber hinaus sind axial zwischen den Reiblamellen 9a, 9b, 10a, 10b weitere - hier nicht dargestellte - Federelemente angeordnet, um bei einer Betätigung der Bremseinheit 4a eine Trennung der reibschlüssigen Verbindung zwischen den Reiblamellen 9a, 9b, 10a, 10b zu ermöglichen.
  • Grundsätzlich liegt die Aktuatoranordnung in einem unbestromten Zustand vor. Das bedeutet, dass sowohl die Antriebseinheiten 3a, 3b als auch die Bremseinheiten 4a, 4b inaktiv und nicht mit elektrischer Energie versorgt sind. Zur Verschwenkung des schwenkbaren Bauteils 1b werden zunächst die Antriebseinheiten 3a, 3b bestromt, sodass die benötigte Stellkraft zur Verschwenkung des schwenkbaren Bauteils 1b aufgebracht wird. Nachfolgend werden die Bremseinheiten 4a, 4b mit elektrischer Energie versorgt, mithin aktiviert, sodass die kraftschlüssige Verbindung zwischen den beiden Scharnierbauteilen 5a, 5b gelöst wird. Dabei wirkt eine erzeugte axiale Rückstellkraft innerhalb des Hubaktuators 12 der Federkraft der Federelemente 11 entgegen, wobei der Kolben 14 in Richtung der Federelemente 11 verlagert wird. Somit ist das erste Scharnierbauteil 5a um eine Drehachse 17 des jeweiligen Scharniers 2a, 2b frei drehbar und das schwenkbare Bauteil 1b kann in die gewünschte Öffnungsposition verlagert werden.
  • Ist die gewünschte Öffnungsposition erreicht, werden zunächst die Bremseinheiten 4a, 4b nicht mehr bestromt, sodass die kraftschlüssige Verbindung zwischen den beiden Scharnierbauteilen 5a, 5b erneut erzeugt wird. Die Bremseinheiten 4a, 4b werden somit deaktiviert. Anders gesagt wird das schwenkbare Bauteil 1a durch eine Deaktivierung der Bremseinheiten 4a, 4b in einer beliebigen Öffnungsposition arretiert. Nach der Arretierung werden die Antriebseinheiten 4a, 4b deaktiviert, wobei die Gewichtskraft des schwenkbaren Bauteils 1b über die Scharniere 2a, 2b in das ortsfeste Bauteil 1a eingeleitet wird.
  • Bezugszeichenliste
  • 1a, 1b
    Bauteil
    2a, 2b
    Gewindespindel
    3a, 3b
    Antriebseinheit
    4a, 4b
    Bremseinheit
    5a, 5b
    Scharnierbauteile
    6
    Reibkupplung
    7
    Außenring
    8
    Innenzylinderstab
    9a, 9b
    Reiblamellen
    10a, 10b
    Reiblamellen
    11
    Federelement
    12
    Hubaktuator
    13
    Steuergerät
    14
    Kolben
    15
    Gehäuse
    16
    Kraftfahrzeug
    17
    Kabel
    A
    Schwenkachse
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • EP 1881235 A2 [0002]

Claims (10)

  1. Aktuatoranordnung zur Betätigung eines schwenkbaren Bauteils (1b) gegenüber einem ortsfesten Bauteil (1a), wobei das schwenkbare Bauteil (1b) über zumindest ein Scharnier (2a) gelenkig am ortsfesten Bauteil (1a) gelagert ist, wobei zwischen den beiden Bauteilen (1a, 1b) zumindest eine Antriebseinheit (3a) angeordnet ist, die einerseits mit dem schwenkbaren Bauteil (1b) und andererseits mit dem ortsfesten Bauteil (1a) verbunden ist, sodass das schwenkbare Bauteil (1b) durch eine Betätigung der zumindest einen Antriebseinheit (3a) relativ zum ortsfesten Bauteil (1a) verschwenkbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Scharnier (2a) eine jeweilige Bremseinheit (4a) umfasst, um eine Schwenkbewegung des schwenkbaren Bauteils (1b) gegenüber dem ortsfesten Bauteil (1a) in einer beliebigen Öffnungsposition zu arretieren.
  2. Aktuatoranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Scharnier (2a) zwei relativ zueinander verschwenkbare Scharnierbauteile (5a, 5b) umfasst, wobei das erste Scharnierbauteil (5a) fest mit dem ortsfesten Bauteil (1a) und das zweite Scharnierbauteil (5b) fest mit dem schwenkbaren Bauteil (1b) verbunden ist, wobei die zumindest eine Bremseinheit (4a) zur Arretierung der Schwenkbewegung die beiden Scharnierbauteile (5a, 5b) zumindest mittelbar form- und/oder kraftschlüssig miteinander verbindet.
  3. Aktuatoranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Bremseinheit (4a) am ersten Scharnierbauteil (5a) angeordnet ist und eine Reibkupplung (6) mit radial zwischen einem Außenring (7) des ersten Scharnierbauteils (5a) und einem Innenzylinderstab (8) des zweiten Scharnierbauteils (5b) angeordneten Reiblamellen (9a, 9b, 10a, 10b) umfasst, wobei die Reiblamellen (9a, 9b, 10a, 10b) mit einer Axialkraft beaufschlagbar sind, um an ihren Stirnflächen ein Reibmoment zu erzeugen, das die Schwenkbewegung des schwenkbaren Bauteils (1b) gegenüber dem ortsfesten Bauteil (1a) in einer beliebigen Öffnungsposition arretiert.
  4. Aktuatoranordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Reiblamellen (9a, 9b, 10a, 10b) zumindest mittelbar mit einem Hubaktuator (12) betätigbar sind, wobei der Hubaktuator (12) einen Kolben (14) aufweist, der mittels zumindest einem Federelement (11) mit einer Axialkraft beaufschlagbar ist, wobei das zumindest eine Federelement (11) gegen ein Gehäuse (15) des Hubaktuators (12) abgestützt ist.
  5. Aktuatoranordnung nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass axial zwischen den Reiblamellen (9a, 9b, 10a, 10b) weitere Federelemente angeordnet sind, um eine Trennung der reibschlüssigen Verbindung zwischen den Reiblamellen (9a, 9b, 10a, 10b) zu ermöglichen.
  6. Aktuatoranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Antriebseinheit (3a) als Linearmotor mit einem Stator und einem axial dazu verschiebbaren Läufer ausgebildet ist.
  7. Aktuatoranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Antriebseinheiten (3a, 3b) sowie zwei Scharniere (2a, 2b) mit jeweiligen Bremseinheiten (4a, 4b) zum Verschwenken des schwenkbaren Bauteils (1b) gegenüber dem ortsfesten Bauteil (1a) vorgesehen sind.
  8. Aktuatoranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Steuergerät (13) zum Steuern der zumindest einen Antriebseinheit (3a, 3b) und der zumindest einen Bremseinheit (2a, 2b) vorgesehen ist.
  9. Verfahren zur Steuerung einer Aktuatoranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei durch eine Betätigung der zumindest einen Antriebseinheit (3a) sowie der zumindest einen Bremseinheit (4a) das schwenkbare Bauteil (1b) relativ zum ortsfesten Bauteil (1a) verschwenkt wird, wobei durch eine weitere Betätigung der zumindest einen Bremseinheit (4a) eine Schwenkbewegung des schwenkbaren Bauteils (1b) gegenüber dem ortsfesten Bauteil (1a) in einer beliebigen Öffnungsposition arretiert wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Antriebseinheit (3a) nach der Arretierung deaktiviert wird.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1881235A2 (de) 2006-07-22 2008-01-23 Stabilus GmbH Von einem Antrieb antreibbarer Spindelantrieb für ein bewegbares Bauteil
DE102009014404A1 (de) * 2009-03-26 2010-09-30 Kiekert Ag Verfahren und Vorrichtung zur Betätigung einer Kraftfahrzeug-Schließeinrichtung

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