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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Spindelantrieb für ein Verschlusselement eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 sowie eine Verschlusselementanordnung eines Kraftfahrzeugs mit einem Verschlusselement gemäß Anspruch 12.
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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.
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Der bekannte Spindelantrieb (
DE 20 2010 009 334 U1 ), von dem die Erfindung ausgeht, dient zur motorischen Verstellung einer Heckklappe eines Fahrzeugs. Der Spindelantrieb weist eine elektrische Antriebseinheit und ein der elektrischen Antriebseinheit antriebstechnisch nachgeschaltetes Spindel-Spindelmuttergetriebe auf, mit dem lineare Antriebsbewegungen eines spindelseitigen Antriebsanschlusses relativ zu einem spindelmutterseitigen Antriebsanschluss des Spindelantriebs zum Öffnen und Schließen des Verschlusselements erzeugt werden. In der Offenstellung des Verschlusselements befindet sich der Spindelantrieb entsprechend in einer Ausfahrstellung, wohingegen sich der Spindelantrieb in einer Schließstellung des Verschlusselements in einer Einfahrstellung befindet.
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Der Spindelantrieb weist ein mit dem spindelmutterseitigen Antriebsanschluss axialfest gekoppeltes Abtriebsrohr und ein darin teleskopartig geführtes, mit dem spindelseitigen Antriebsanschluss axialfest gekoppeltes Antriebsrohr auf. Der spindelmutterseitige Antriebsanschluss, der als Kugelpfanne ausgeführt ist, weist dabei einen Führungszapfen auf, der in einer mit dem Abtriebsrohr axialfest gekoppelten Führungshülse axialfest und drehbar gelagert ist. Der spindelmutterseitige Antriebsanschluss weist dabei in seinem Führungszapfen eine Sollbruchstelle auf, die bei einer über die Antriebsanschlüsse auf den Spindelantrieb einwirkenden axialen Grenzlast, hier einer Zugbelastung, gezielt bricht, um den Spindelantrieb im Übrigen vor Beschädigungen zu schützen. Eine axiale Grenzlast kann beispielsweise dann erreicht werden, wenn ein Panikeingriff durch den Nutzer entgegen der elektrischen Schließbewegung der Heckklappe erfolgt oder der Nutzer die Heckklappe über den mechanischen Anschlag hinaus nach oben bewegt.
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Besonders vorteilhaft bei dem bekannten Spindelantrieb ist die Tatsache, dass auch nach einem Abreißen des Spindelantriebs von der Heckklappe oder Karosserie des Kraftfahrzeugs das Gehäuse und die vom Gehäuse umgebenen Komponenten des Spindelantriebs intakt bleiben. Es besteht so nicht die Gefahr, dass eine Druckfeder einer Federanordnung des Spindelantriebs, die den spindelseitigen Antriebsanschluss und den spindelmutterseitigen Antriebsanschluss gegeneinander in die Ausfahrstellung vorspannt, schlagartig entspannt und freikommt, was zu einer Verletzungsgefahr für den Nutzer führen kann. Jedoch ist nach einem Abreißen des Spindelantriebs die Haltefunktion nicht mehr gegeben. Weiterhin steht das Vorsehen einer Sollbruchstelle im Bereich eines Antriebsanschlusses einer hohen Robustheit des Antriebsanschlusses entgegen, die speziell bei Aktiv/Passiv-Systemen notwendig ist, da die Aktivseite, das heißt der Spindelantrieb mit der Antriebseinheit, auch die Federkraft der Passivseite, das heißt einer antriebslosen Gasdruckfeder, aufnehmen muss, was zu einer erhöhten Zugbelastung auf die Antriebsanschlüsse der Aktivseite führt. Eine Sollbruchstelle auf der Aktivseite kann also auch die Sicherheit beeinträchtigen.
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Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, den bekannten Spindelantrieb derart auszugestalten und weiterzubilden, dass die Sicherheit in Bezug auf die Haltefunktion erhöht wird.
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Wesentlich ist die grundsätzliche Überlegung, eine Sollbruchstelle im Antriebsstrang vorzusehen, die von den Antriebsanschlüssen beabstandet innerhalb des Spindelantriebs liegt, um dort zu einer Unterbrechung des Kraftflusses zu führen, wenn die axiale Grenzlast erreicht wird. Die Antriebsanschlüsse bleiben damit unversehrt und die Anbindung an das Kraftfahrzeug bleibt erhalten. Gleichzeitig ist die Sollbruchstelle vorschlagsgemäß an einer Stelle angeordnet, die bei Erreichen der axialen Grenzlast keine, jedenfalls keine nennenswerten, Beschädigungen an den die linearen Antriebsbewegungen bewirkenden Antriebskomponenten, das heißt an den Komponenten der, insbesondere elektrischen, Antriebseinheit einerseits und an den Komponenten des nachgeschalteten Spindel-Spindelmuttergetriebes andererseits, hervorruft. Trotz eines Auftrennens des Antriebsstrangs im Grenzlastfall bleibt also die Antriebseinheit einerseits und das Spindel-Spindelmuttergetriebe andererseits zumindest im Wesentlichen unversehrt. Darüber hinaus ist die Sollbruchstelle im Falle eines teleskopartigen Gehäuses so angeordnet, dass im Grenzlastfall, und zwar auch noch bei in der Ausfahrstellung befindlichem Spindelantrieb, trotz einer Auftrennung des Antriebsstrangs das Antriebsrohr weiterhin gegenüber dem Abtriebsrohr axial geführt ist und so das Gehäuse auch weiterhin die Antriebskomponenten über die teleskopartige Verbindung im Innern des Spindelantriebs hält. Der Spindelantrieb bricht also nicht, jedenfalls nicht unmittelbar beim Auftreten des Grenzlastfalls, in zwei voneinander getrennte Teile auseinander, sondern bildet weiterhin eine Einheit, die die Haltefunktion und eine manuelle Bedienung des Verschlusselementes, beispielsweise einer Heckklappe, weiterhin sicherstellt. Auch wird die Robustheit eines Antriebsanschlusses gegenüber einem solchen mit einer Sollbruchstelle erheblich gesteigert, was in Hinsicht auf Aktiv/Passiv-Systeme vorteilhaft ist.
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Im Einzelnen wird vorgeschlagen, dass der Antriebsstrang über die Sollbruchstelle zwischen der Antriebseinheit und dem Spindel-Spindelmuttergetriebe aufgetrennt wird. Die Sollbruchstelle ist also so angeordnet, dass der Kraftfluss, insbesondere die Drehmomentübertragung, zwischen der Antriebseinheit und dem Spindel-Spindelmuttergetriebe im Grenzlastfall unterbrochen wird. Die Antriebsanschlüsse bleiben dabei intakt und der Spindelantrieb wird nicht vom Kraftfahrzeug, insbesondere dem Verschlusselement oder der Karosserie, abgerissen und behält damit noch mit Einschränkungen seine Funktion.
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Mit dem Begriff „Sollbruchstelle“ ist im vorschlagsgemäßen Sinne ganz allgemein eine gezielte Schwachstelle innerhalb eines Bauteils oder einer Verbindung zweier Bauteile miteinander gemeint. Eine an dieser Stelle im Grenzlastfall auftretende Separierung, also Trennung in zwei Teile, wird dabei nicht zwangsläufig durch einen Bruch des Materials hervorgerufen, sondern kann auch durch Lösen eines Formschlusses und/oder Kraftschlusses und/oder Stoffschlusses hervorgerufen werden. Insbesondere wird unter einer Sollbruchstelle auch eine Vercrimpung (Verprägung) zweier Bauteile miteinander verstanden, die bezogen auf eine axiale Belastung, insbesondere Zugbelastung, schwächer ausgelegt ist als alle übrigen dieselbe Last aufnehmenden Komponenten und Verbindungsstellen. Insoweit ist der Begriff „Sollbruchstelle“ vorliegend weit zu verstehen.
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Nach der Ausgestaltung gemäß Anspruch 2 weist der Spindelantrieb ein Gehäuse mit einem Antriebsrohr und einem Abtriebsrohr auf, die teleskopartig miteinander zusammenwirken. Dabei bildet vorzugsweise das Antriebsrohr oder das Abtriebsrohr das in dem jeweils anderen rohrförmigen Gehäuseteil geführte Innenrohr. Durch die Überlappung der beiden rohrförmigen Gehäuseteile in Axialrichtung wird im Grenzlastfall sichergestellt, dass bei einer Auftrennung des Antriebsstranges zwischen Antriebseinheit und Spindel-Spindelmuttergetriebe die jeweiligen Antriebskomponenten im Gehäuse gehalten werden. Es wird also vorzugsweise durch Auftrennen des Antriebsstranges im Grenzlastfall eine erste Bauteileinheit und eine zweite Bauteileinheit gebildet, die weiterhin relativ zueinander in axialer Richtung in gewissen Grenzen, nämlich solange eine Überlappung zwischen den rohrförmigen Gehäuseteilen gegeben ist, beweglich sind (Anspruch 3).
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Der Spindelantrieb weist nach der Ausgestaltung gemäß Anspruch 4 eine Federanordnung auf, die im regulären Betrieb den spindelseitigen Antriebsanschluss und den spindelmutterseitigen Antriebsanschluss und somit auch die Spindel und die Spindelmutter gegeneinander in die Ausfahrstellung des Spindelantriebs vorspannt. Vorzugsweise weist die Federanordnung ein Federelement, insbesondere eine Druckfeder, beispielsweise Schraubendruckfeder, auf, die im Spindelantrieb vorgespannt ist. Vorzugsweise ist das Federelement bei Auftrennung des Antriebsstrangs im Grenzlastfall Bestandteil der zweiten Bauteileinheit. Besonders bevorzugt sind auch die Federlager der Federanordnung, an denen das Federelement unter Vorspannung anliegt, und/oder ein Federführungsrohr Bestandteil der zweiten Bauteileinheit. Auch bei einem Lösen der ersten Bauteileinheit von der zweiten Bauteileinheit im Grenzlastfall kann das Federelement auf diese Weise innerhalb der zweiten Bauteileinheit gehalten werden und kommt nicht schlagartig frei.
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Besonders bevorzugte Ausgestaltungen der Sollbruchstelle sind in den Ansprüchen 5 bis 10 definiert. Vorzugsweise ist die Sollbruchstelle durch eine, insbesondere radiale, Verbindungsstelle zwischen zwei Bauteilen gebildet, von denen das erste Bauteil ein, insbesondere ring- oder hülsenförmiges, Fixierelement, insbesondere ein Crimpring, sein kann (Anspruch 7) und von denen das zweite Bauteil ein rohrförmiges Gehäuseteil sein kann (Anspruch 8), wobei letzteres eines der das Gehäuse bildenden Rohre (Antriebsrohr oder Abtriebsrohr) und/oder eine Antriebspatrone zur Aufnahme der Antriebseinheitskomponenten sein kann.
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Nach Anspruch 11 stellt der jeweilige Antriebsanschluss eine Kugelpfanne oder aber eine Kugel für eine Kugel-Kugelpfanne-Kopplung des Spindelantriebs mit der Karosserie oder dem Verstellelement bereit. Die Kugelpfanne oder Kugel des jeweiligen Antriebsanschlusses, insbesondere ein Führungszapfen der Kugelpfanne bzw. Kugel zur Verbindung des Antriebsanschlusses mit dem Gehäuse, ist dabei insbesondere ohne eine Sollbruchstelle ausgeführt.
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Darüber hinaus wird das vorstehend beschriebene Problem durch eine Verschlusselementanordnung eines Kraftfahrzeuges gemäß Anspruch 12 gelöst. Dieser weiteren Lehre kommt eigenständige Bedeutung zu. Bei der vorschlagsgemäßen Verschlusselementanordnung werden dieselben Vorteile wie vorstehen im Zusammenhang mit dem vorschlagsgemäßen Spindelantrieb erreicht. Auf alle Ausführungen zum vorschlagsgemäßen Spindelantrieb darf insoweit verwiesen werden.
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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 eine Detailansicht eines Ausführungsbeispiels des Spindelantriebs gemäß 1 im bestimmungsgemäß eingefahrenen Zustand,
- 3 eine Detailansicht des Spindelantriebs gemäß 2 im bestimmungsgemäß ausgefahrenen Zustand,
- 4 eine Detailansicht des Spindelantriebs gemäß 2 nach dem Auftreten eines Grenzlastfalls und
- 5 eine Detailansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels des Spindelantriebs gemäß 1 im bestimmungsgemäß eingefahrenen Zustand.
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Der vorschlagsgemäße Spindelantrieb 1 ist einer Verschlusselementanordnung 2, in 1 beispielsweise einer Heckklappenanordnung, zugeordnet, die wiederum mit einem Verschlusselement 3, hier einer Heckklappe, ausgestattet ist. Die Verschlusselementanordnung 2 ist einem Kraftfahrzeug 4 zugeordnet.
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Bei dem Verschlusselement 3 kann es sich wie eingangs erwähnt auch um ein anderes Verschlusselement eines Kraftfahrzeugs 4, insbesondere einen Heckdeckel, aber auch eine Schiebetür handeln. Alle Ausführungen gelten für andere Verschlusselemente entsprechend.
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1 zeigt, dass zum Öffnen und Schließen des Verschlusselements 3 der Spindelantrieb 1 der Verschlusselementanordnung 2 eines Kraftfahrzeugs 4 eine Antriebseinheit 5 aufweist. Die Antriebseinheit 5 umfasst, wie insbesondere die 2 bis 5 zeigen, eine Mehrzahl an Komponenten 6, 7, 8, die in axialer Richtung X hintereinander angeordnet sind und drehmomentübertragend miteinander verbunden sind. Diese Antriebseinheitskomponenten 6, 7, 8 sind in einem Antriebseinheitsgehäuse 9 der Antriebseinheit 5 axialfest gelagert. Das Antriebseinheitsgehäuse 9 ist dabei entweder ein separates Bauteil, das zur Aufnahme allein der Antriebseinheitskomponenten 6, 7, 8 dient und mit einem Gehäuseteil 10a, 10b des Gehäuses 10 des Spindelantriebs 1 axialfest und insbesondere drehfest gekoppelt ist, oder das Antriebseinheitsgehäuse 9 wird von einem Gehäuseteil 10a, 10b des Gehäuses 10 des Spindelantriebs 1 gebildet und ist insoweit mit dem jeweiligen Gehäuseteil 10a, 10b im Übrigen insbesondere einstückig ausgebildet.
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Der Antriebseinheit 5 antriebstechnisch nachgeschaltet ist ein Spindel-Spindelmuttergetriebe 11 mit in axialer Richtung X verlaufender geometrischer Spindelachse A zur Erzeugung linearer Antriebsbewegungen eines spindelseitigen Antriebsanschlusses 12a relativ zu einem spindelmutterseitigen Antriebsanschluss 12b des Spindelantriebs 1 zwischen einer Einfahrstellung und einer Ausfahrstellung des Spindelantriebs 1. Eine Antriebsbewegung in Richtung der Einfahrstellung entspricht dabei insbesondere einem Schließen des Verschlusselements 3 und eine Antriebsbewegung in Richtung der Ausfahrstellung entspricht insbesondere einem Öffnen des Verschlusselements 3.
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Das Spindel-Spindelmuttergetriebe 11 des Spindelantriebs 1 weist als Komponenten 11a, 11b in an sich üblicher Weise eine rotierende Spindel 11a und eine damit in kämmendem Eingriff stehende Spindelmutter 11b auf. Das Spindel-Spindelmuttergetriebe 11 ist insbesondere nicht-selbsthemmend ausgestaltet, kann aber auch selbsthemmend sein. Die Spindel 11a ist, hier über eine Kopplungsanordnung 13, vorzugsweise in Form einer Klauenkupplung, mit der Antriebseinheit 5 axialfest gekoppelt.
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Die Antriebseinheit 5 und das Spindel-Spindelmuttergetriebe 11 sind in einem Antriebsstrang 14 des Spindelantriebs 1 angeordnet, der sich von dem spindelseitigen Antriebsanschluss 12a zu dem spindelmutterseitigen Antriebsanschluss 12b erstreckt. Der spindelseitige Antriebsanschluss 12a ist hier und vorzugsweise axialfest und insbesondere drehfest mit dem Antriebseinheitsgehäuse 9 und/oder dem zugeordneten Gehäuseteil 10a des Gehäuses 10 des Spindelantriebs 1 verbunden, insbesondere vercrimpt.
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Die Spindel 11a, die über die Antriebseinheit 5 mit dem spindelseitigen Antriebsanschluss 12a, hier axialfest, gekoppelt ist, ist in einem Spindelführungsrohr 15 axialbeweglich geführt. Das Spindelführungsrohr 15 ist mit der Spindelmutter 11b, hier axialfest und drehfest, verbunden und mit dem spindelmutterseitigen Antriebsanschluss 12b, hier ebenfalls axialfest und drehfest, gekoppelt. Ferner ist ein Federführungsrohr 16 radial um die Spindel 11a und das Spindelführungsrohr 15 herum angeordnet und mit dem spindelmutterseitigen Antriebsanschluss 12b, hier drehfest und axialfest, gekoppelt ist. Da die Spindelmutter 11b hier über die Antriebsanschlüsse 12a, 12b drehfest gehalten wird, wird eine Rotationsbewegung der Spindel 11a über die Spindelmutter 11b in eine Translationsbewegung des mit der Spindelmutter 11b drehfest gekoppelten Spindelführungsrohrs 15 umgewandelt. Entsprechend lassen sich die beiden Antriebsanschlüsse 12a, 12b in axialer Richtung X, das heißt entlang der Spindelachse A, relativ zueinander verstellen.
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Der Spindelantrieb 1 weist ferner ein hier und vorzugsweise zweiteiliges Gehäuse 10 mit einem Antriebsrohr 10a und einem dazu teleskopartig geführten Abtriebsrohr 10b auf, wobei das Antriebsrohr 10a mit dem spindelseitigen Antriebsanschluss 12a und das Abtriebsrohr 10b mit dem spindelmutterseitigen Antriebsanschluss 12b jeweils axialfest und insbesondere drehfest gekoppelt ist. Dabei bildet in dem Ausführungsbeispiel gemäß der 2 bis 4 das Abtriebsrohr 10b ein Außenrohr, wobei das Antriebsrohr 10a in diesem als Innenrohr teleskopartig geführt ist. Bei dem Ausführungsbeispiel in 5 ist dagegen das Antriebsrohr 10a ein Außenrohr, in dem das Abtriebsrohr als Innenrohr teleskopartig geführt ist.
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Das Antriebseinheitsgehäuse 9, das gemäß dem Ausführungsbeispiel in den 2 bis 4 von dem Antriebsrohr 10a gebildet wird und gemäß dem Ausführungsbeispiel in 5 ein separates Bauteil darstellt, das mit dem Antriebsrohr 10a axialfest und insbesondere drehfest gekoppelt ist, dient hier und vorzugsweise zur Aufnahme eines Antriebsmotors 6, eines diesem antriebstechnisch nachgeschalteten und mit diesem drehmomentübertragend gekoppelten Zwischengetriebes 7 sowie einer diesem wiederum antriebtechnisch nachgeschalteten und mit diesem drehmomentübertragend gekoppelten Zusatzkomponente 8. Bei der Zusatzkomponente 8 handelt es sich hier und vorzugsweise um eine Überlastkupplung, mit der der Antriebsstrang 14 innerhalb der Antriebseinheit 5 bei Überschreiten eines bestimmten Drehmoments ausgekuppelt wird, und/oder um eine Bremse, mit der der Antriebsstrang 14 innerhalb der Antriebseinheit 5 gebremst wird. Grundsätzlich kann die Antriebseinheit 5 auch nur eine oder zwei der genannten Komponenten oder auch mehr Komponenten aufweisen.
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Bei dem vorschlagsgemäßen Spindelantrieb 1 ist ferner im Antriebsstrang 14 eine Sollbruchstelle 17 vorgesehen, also ganz allgemein eine gezielte Schwachstelle, die bei einer vorbestimmten, über die Antriebsanschlüsse 12a, 12b auf den Spindelantrieb 1 einwirkenden axialen Grenzlast den Antriebsstrang 14 auftrennt, was im Weiteren auch als Grenzlastfall bezeichnet wird. Mit einer axialen Grenzlast ist eine in axialer Richtung wirkende Belastung, insbesondere Zugbelastung gemeint. Insbesondere tritt der Grenzlastfall bei Erreichen einer vorbestimmten Zugkraft, die in Richtung der Ausfahrstellung des Spindelantriebs 1 wirkt, auf. Ein Grenzlastfall kann auch unter zusätzlicher Einwirkung anderer Kräfte und/oder Momente, die auf den Antriebsstrang 14 wirken, hervorgerufen werden, wobei aber die axiale Belastung, insbesondere die Zugbelastung, dann den maßgeblichen Anteil am Auftreten des Grenzlastfalls hat.
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Das Vorsehen einer solchen Sollbruchstelle 17 hat den Vorteil, dass in einem Grenzlastfall, beispielsweise bei einem Panikeingriff durch den Nutzer entgegen der elektrischen Schließbewegung der Heckklappe oder bei einem manuellen Aufdrücken der Heckklappe durch den Nutzer über den mechanischen Anschlag hinaus, der Antriebsstrang 14 zwar aufgetrennt wird, der Spindelantrieb 1 im Übrigen aber, zumindest weitestgehend, unbeschädigt bleibt.
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Wesentlich ist nun, dass der Antriebsstrang 14 in einem Grenzlastfall über die Sollbruchstelle 17 zwischen der Antriebseinheit 5 und der Spindel-Spindelmuttergetriebe 11 aufgetrennt wird. Die Sollbruchstelle 17 ist also vorschlagsgemäß derart angeordnet, dass der Kraftfluss, insbesondere die Drehmomentübertragung, im Grenzlastfall zwischen der Antriebseinheit 5 und dem Spindel-Spindelmuttergetriebe 11 unterbrochen wird, und zwar maßgeblich durch Einwirken einer axialen Last.
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Das Vorsehen einer Sollbruchstelle 17, vorzugsweise der einzigen Sollbruchstelle 17 im Antriebsstrang 14, zwischen der Antriebseinheit 5 und dem Spindel-Spindelmuttergetriebe 11, insbesondere der Spindel 11a, hat den Vorteil, dass die die Antriebsbewegungen bewirkenden Komponenten, insbesondere die Komponenten 6, 7, 8 der Antriebseinheit 5 einerseits und die Komponenten 11a, 11b des Spindel-Spindelmuttergetriebes 11 andererseits, im Gehäuse 10 verbleiben und nicht freikommen, jedenfalls nicht unmittelbar beim Auftreten des Grenzlastfalls, und der Spindelantrieb 1 auch nicht vom Kraftfahrzeug 4, insbesondere verschlusselementseitig oder karosserieseitig, abreißt. Auf diese Weise kann der Spindelantrieb 1 auch nach Auftreten des Grenzlastfalls zumindest in einem gewissen Grad noch eine Haltefunktion sicherstellt und auch eine manuelle Bedienung des Verschlusselements 3, hier der Heckklappe, jedenfalls in Richtung der Schließstellung ermöglichen. Ein weiterer Vorteil ist, dass die Robustheit der Antriebsanschlüsse 12a, 12b nicht beeinträchtigt ist, da diese hier keine Sollbruchstelle aufweisen, was wie erläutert besonders vorteilhaft bei Aktiv/Passiv-Systemen ist.
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Wie bereits zuvor beschrieben, weist das Gehäuse 10 des Spindelantriebs 1 hier und vorzugsweise ein Antriebsrohr 10a und ein Abtriebsrohr 10b auf, die teleskopartig miteinander zusammenwirken. Dadurch kann das Antriebsrohr 10a gegenüber dem Abtriebsrohr 10b bis zu einem gewissen Grad axial verlagert werden. Es besteht also eine axiale Überlappung der beiden teleskopartige geführten Gehäuseteile 10a, 10b, und zwar sowohl in der Einfahrstellung als auch in der Ausfahrstellung des Spindelantriebs. Die Größe der axialen Überlappung in der Ausfahrstellung des Spindelantriebs, im Folgenden auch als axiale Länge L bezeichnet, ist maßgeblich dafür, nach welcher axialen Auslenkung des Antriebsrohrs 10a gegenüber dem Abtriebsrohr 10b der Spindelantrieb 1 im ungünstigsten Fall, wenn sich dieser nämlich in der Ausfahrstellung mit der geringsten Überlappung befindet, in zwei nicht mehr miteinander verbundene Teile auseinanderbricht. Bis zum Überschreiten der axialen Länge L überlappen das Antriebsrohr 10a und das Abtriebsrohr 10b, wodurch der Spindelantrieb 1 noch zusammengehalten wird und noch eingeschränkt funktioniert. Es ist deshalb besonders bevorzugt, wenn die besagt axiale Länge L, über die die teleskopartig miteinander zusammenwirkenden Gehäuseteile 10a, 10b axial ineinander geführt sind, möglichst groß ist.
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So ist es hier und vorzugsweise so, dass durch Auftrennen des Antriebsstrangs 14 über die Sollbruchstelle 17 eine erste Bauteileinheit 18 von insbesondere zueinander axialfesten Bauteilen, die als Bauteile zumindest die Antriebseinheit 5, den spindelseitigen Antriebanschluss 12a und das Antriebsrohr 10a aufweist, sowie eine zweite Bauteileinheit 19 von insbesondere zueinander axialfesten Bauteilen, die als Bauteile zumindest das Spindel-Spindelmuttergetriebe 11, den spindelmutterseitigen Antriebsanschluss 12b und das Abtriebsrohr 10b aufweist, gebildet wird. Bei im Grenzlastfall über die Sollbruchstelle 17 aufgetrenntem Antriebsstrang 14 sind dann die erste Bauteileinheit 18 und die zweite Bauteileinheit 19 relativ zueinander in axialer Richtung X beweglich, und zwar innerhalb der zuvor genannten, durch die Überlappung definierten Grenzen. Vorzugsweise ist die erste Bauteileinheit 18 relativ zur zweiten Bauteileinheit 19 über die teleskopartig miteinander zusammenwirkenden Gehäuseteile 10a, 10b des Gehäuses 10 axial geführt, und zwar hier und vorzugsweise über eine axiale Länge L von mindestens 40 mm, bevorzugt von mindestens 60 mm, besonders bevorzugt von mindestens 80 mm.
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Hier und vorzugsweise weist der Spindelantrieb 1 ferner eine Federanordnung 20 auf, die im normalen Betrieb den spindelseitigen Antriebsanschluss 12a und den spindelmutterseitigen Antriebsanschluss 12b und entsprechend die Spindel 11a und die Spindelmutter 11b gegeneinander in die Ausfahrstellung des Spindelantriebs 1 vorspannt. Die Federanordnung 20 weist dazu ein Federelement 21 auf, das hier und vorzugsweise als Druckfeder, insbesondere als Schraubendruckfeder, ausgebildet ist. Das Federelement 21 ist dabei im Grenzlastfall, wenn der Antriebsstrang 14 also über die Sollbruchstelle 17 aufgetrennt ist, Bestandteil der zweiten Bauteileinheit 19, die auch das Spindel-Spindelmuttergetriebe 11, den spindelmutterseitigen Antriebsanschluss 12b und das Abtriebsrohr 10b aufweist. Im aufgetrennten Zustand des Antriebsstrangs 14 ist das Federelement 21 insbesondere axialfest zu den übrigen Bauteilen der zweiten Bauteileinheit 19. „Axialfest“ bedeutet im Hinblick auf das Federelement 21, dass dieses ggf. noch in Richtung der Vorspannung expandieren kann, wenn sich nämlich nach dem Auftrennen des Antriebsstrangs 14 das Spindel-Spindelmuttergetriebe 11 noch nicht in seiner der Ausfahrstellung entsprechenden Endstellung befindet, aber das Federelement 21 insgesamt kann sich nicht aus der zweiten Bauteileinheit 19 lösen und somit schlagartig freikommen. Besonders bevorzugt weist die zweite Bauteileinheit 19 auch die Federlager 22a und 22b auf, an denen sich das Federelement 21 axial abstützt. Auch das Federführungsrohr 16 ist insbesondere Bestandteil der zweiten Bauteileinheit 19. Auch die Federlager 22a, 22b und/oder das Federführungsrohr 16 sind insbesondere axialfest zu den übrigen Bauteilen der zweiten Bauteileinheit 19 angeordnet.
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Die bei dem vorschlagsgemäßen Spindelantrieb 1 vorgesehene Sollbruchstelle 17 wird hier durch eine Verbindungstelle 23, insbesondere eine radiale Verbindungstelle 23, gebildet, an der ein ersten Bauteil und ein zweites Bauteil des Spindelantriebs 1 formschlüssig und/oder kraftschlüssig und/oder stopfschlüssig miteinander verbunden sind, insbesondere miteinander vercrimpt sind. Bei Erreichen der das Auftrennen des Antriebsstrangs 14 verursachenden Grenzlast, also im Grenzlastfall, wird dann die Verbindung an der Verbindungsstelle 23 gelöst und dadurch der Antriebsstrang 14 aufgetrennt. Insbesondere wird im Grenzlastfall eine formschlüssige und/oder kraftschlüssige und/oder stoffschlüssige Verbindung, insbesondere eine Crimpverbindung, gelöst.
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Um das Auftrennen des Antriebsstrangs 14 über die Sollbruchstelle 17 möglichst reproduzierbar sicherstellen zu können, ist es vorzugsweise vorgesehen, dass die Sollbruchstelle 17 im Hinblick auf eine obige Belastung, insbesondere Zugbelastung, um mindestens 5 %, bevorzugt um mindestens 10 %, besonders bevorzugt um mindestens 15 %, schwächer aufgelegt ist als alle übrigen diese Belastung, insbesondere Zugbelastung, aufnehmenden Komponenten und Verbindungsstellen des Antriebsstrang 14 des Spindelantriebs 1. Dies bedeutet zwangsläufig, dass im Falle einer Grenzlast, beispielsweise bei einer übermäßigen Zugkraft, ausschließlich die Sollbruchstelle 17 „bricht“, das heißt eine Separierung des Spindelantriebs 1 in zwei Teile erfolgt. Insbesondere wird ausschließlich die Verbindung an der besagten Verbindungsstelle 23 gelöst. Hier und vorzugsweise liegt die axiale Grenzlast, deren Erreichen zu dem Auftrennen des Antriebsstrangs 14 über die Sollbruchstelle 17 führt, zwischen 5.000 und 15.000 N, bevorzugt zwischen 5.000 und 10.000 N, besonders bevorzugt zwischen 6.000 und 9.000 N.
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Das erste Bauteil der Verbindungstelle 23 ist vorzugsweise ein, insbesondere ringförmiges oder hülsenförmiges, Fixierelement 24, das eingerichtet ist, die Spindel 11a axial in von der Antriebseinheit 5 wegweisender Richtung relativ zur Antriebseinheit 5 zu fixieren. Das Fixierelement 24 ist insbesondere ein Crimpring 25, das heißt ein ringförmiges, mit einem anderen Bauteil vercrimpbares Element. Der Crimpring 25 dient hier dazu, eine Lagerhülse 26 zur Aufnahme eines Spindellagers 27, hier und vorzugsweise eines Kugellagers, axial in von der Antriebseinheit 5 wegweisender Richtung zu fixieren. Ein solches als Crimpring 25 gestaltetes Fixierelement 24 ist in dem Ausführungsbeispiel gemäß den 2 bis 4 vorgesehen. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 5 wird das Fixierelement 24 dagegen von der Lagerhülse 26 gebildet, die zur Aufnahme des Spindellagers 27, hier und vorzugsweise des Kugellagers, dient. Ein zusätzlicher Crimpring ist in letzterem Fall nicht zwingend vorgesehen.
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Das zweite Bauteil der Verbindungsstelle 23, das mit dem ersten Bauteil, insbesondere dem Fixierelement 24, im normalen Betrieb verbunden ist, ist hier und vorzugsweise eines der Gehäuseteile 10a, 10b des Gehäuses 10, besonders bevorzugt das das Antriebsrohr 10a bildende rohrförmige Gehäuseteil, das mit der Antriebseinheit 5 und insbesondere mit dem spindelseitigen Antriebsanschluss 12a axialfest gekoppelt ist. Das rohrförmige Gehäuseteil bzw. Antriebsrohr 10a nimmt demnach hier und vorzugsweise auch mindestens eine Antriebseinheitskomponente 6, 7, 8, insbesondere den Antriebsmotor 6 und/oder das Zwischengetriebe 7 und/oder die Zusatzkomponente 8, auf und dient insbesondere zur axialen Fixierung der jeweiligen Antriebseinheitskomponenten 6, 7, 8.
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Das erste Bauteil, hier und vorzugsweise das Fixierelement 24, das insbesondere einen Crimpring 25 oder eine Lagerhülse 26 bildet, ist hier und vorzugsweise radial innerhalb des zweiten Bauteils, hier des Antriebsrohrs 10a, angeordnet. Dabei liegt das erste Bauteil hier und vorzugsweise an der Verbindungsstelle 23 radial innenseitig an dem zweiten Bauteil an und ist insbesondere mit diesem vercrimpt.
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Für die Ausgestaltung der Antriebsanschlüsse 12a, 12b sind zahlreiche Varianten denkbar. Hier und vorzugsweise ist es so, dass die beiden Antriebsanschlüsse 12a, 12b jeweils eine Kugelpfanne für eine Kugel-Kugelpfanne-Kopplung des Spindelantriebs 1 mit einem karosserieseitigen oder verschlusselementseitigen Gegenstück, insbesondere einer Kugel, bereitstellen. Grundsätzlich ist hier auch der umgekehrte Fall denkbar, bei dem der jeweilige Antriebsanschluss 12a, 12b die Kugel bereitstellt, die mit einer entsprechenden karosserieseitig oder verschlusselementseitig vorgesehenen Kugelpfanne als Gegenstück zusammenwirkt. Hier und vorzugsweise weisen die Antriebsanschlüsse 12a, 12b selbst keine Sollbruchstelle auf. Die insbesondere einzige Sollbruchstelle 17 des Spindelantriebs 1 ist hier und vorzugsweise die zuvor im Detail beschriebene Sollbruchstelle 17.
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Gemäß einer weiteren Lehre ist eine Verschlusselementanordnung 2 eines Kraftfahrzeugs 4 beansprucht, welche ein mit der Karosserie des Kraftfahrzeugs 4 verstellbar gekoppeltes Verschlusselement 3 und mindestens einen Spindelantrieb 1 der zuvor beschriebenen Art aufweist. Vorzugsweise sind zwei Spindelantriebe 1 der zuvor beschriebenen Art vorgesehen, welche je auf einer Seite des Verschlusselements 3 angeordnet sind. Grundsätzlich ist es aber auch denkbar, den vorschlagsgemäßen Spindelantrieb 1 als einzigen Spindelantrieb vorzusehen, wobei die andere Seite des Verschlusselementes 3 als Passivseite, also insbesondere mit einer antriebslosen Gasdruckfeder, ausgestaltet sein kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 202010009334 U1 [0003]
