DE102019115965A1

DE102019115965A1 - Antriebsanordnung zur motorischen Verstellung einer Klappe eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102019115965A1
Application number: DE102019115965.2A
Authority: DE
Inventors: Lars Klimentew
Original assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Current assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Priority date: 2019-06-12
Filing date: 2019-06-12
Publication date: 2020-12-17

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Antriebsanordnung zur motorischen Verstellung einer Klappe (3), insbesondere einer Seitentür, eines Kraftfahrzeugs (2), wobei die Antriebsanordnung (1) eine Antriebseinheit (4) mit einem einen Antriebsmotor aufweisenden Antrieb (5) und einem dem Antrieb (5) antriebstechnisch nachgeschalteten Spindel-Spindelmuttergetriebe (7) aufweist, wobei das Spindel-Spindelmuttergetriebe (7) zur Erzeugung linearer Antriebsbewegungen entlang einer geometrischen Antriebsachse zwischen einer ersten Stellung und einer zweiten Stellung mindestens eine Spindel (8, 8a, 8b) und je eine mit der jeweiligen Spindel (8, 8a, 8b) in kämmendem Eingriff stehende Spindelmutter (9, 9a, 9b) aufweist, wobei eine Verstellung des Spindel-Spindelmuttergetriebes (7) in einer ersten Verstellrichtung zur ersten Stellung hin mit einem Verstellen der Klappe (3) in deren Offenstellung und eine Verstellung des Spindel-Spindelmuttergetriebes (7) in eine zweite Verstellrichtung zur zweiten Stellung hin mit einem Verstellen der Klappe (3) in deren Schließstellung einhergeht. Es wird vorgeschlagen, dass die mindestens eine Spindel (8, 8a, 8b) bei einer Verstellung des Spindel-Spindelmuttergetriebes (7) sowohl in die erste Verstellrichtung als auch in die zweite Verstellrichtung frei von Druckbelastungen ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebsanordnung zur motorischen Verstellung einer Klappe, insbesondere Seitentür, eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 sowie eine Klappenanordnung eines Kraftfahrzeugs gemäß Anspruch 15.
Die in Rede stehende Antriebsanordnung findet Anwendung im Rahmen der motorischen Verstellung jedweder Klappen eines Kraftfahrzeugs. Bei solchen Klappen kann es sich um Seitentüren, Heckklappen, Heckdeckel, Motorhauben, Laderaumböden oder dergleichen eines Kraftfahrzeugs handeln. Insoweit ist der Begriff „Klappe“ vorliegend weit zu verstehen.
Die bekannte Antriebsanordnung ( EP 1 795 685 A1 ), von der die Erfindung ausgeht, dient der motorischen Verstellung einer Seitentür eines Kraftfahrzeugs. Hierfür weist die Antriebsanordnung eine Antriebseinheit mit einem Antrieb und einem dem Antrieb antriebstechnisch nachgeschalteten Vorschubgetriebe auf. Der Antrieb weist einen Antriebsmotor und ein Zwischengetriebe auf. Das Vorschubgetriebe ist als Spindel-Spindelmuttergetriebe mit einer Spindel und einer damit in kämmendem Eingriff stehenden Spindelmutter ausgestaltet. Die Antriebseinheit ist über einen ersten Antriebsanschluss mit der Kraftfahrzeugkarosserie und über einen zweiten Antriebsanschluss mit der Klappe, hier der Seitentür, gekoppelt, so dass eine Verstellung des Spindel-Spindelmuttergetriebes in einer ersten Verstellrichtung mit einem Verstellen der Klappe in deren Offenstellung und eine Verstellung des Spindel-Spindelmuttergetriebes in eine zweite Verstellrichtung mit einem Verstellen der Klappe in deren Schließstellung einhergeht.
Während die bekannte Antriebsanordnung zum motorischen Verstellen der Klappe gut geeignet ist, ist es eine Herausforderung, die Spindel des Spindel-Spindelmuttergetriebes mit einer optimalen Knicksteifigkeit zu versehen, da hier mitunter, speziell beim Verstellen der Klappe in ihre Offenstellung, vergleichsweise hohe Druckbelastungen auf die Spindel wirken. Dies kann zu einem Verbiegen der Spindel führen.
Der Erfindung liegt das Problem zu Grunde, die bekannte Antriebsanordnung derart auszugestalten und weiterzubilden, dass das Risiko einer Verformung, insbesondere eines Verbiegens, der Spindel durch die im Betrieb auf sie einwirkenden Belastungen verringert wird.
Das obige Problem wird bei einer Antriebsanordnung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils von Anspruch 1 gelöst.
Der vorschlagsgemäßen Lösung liegt zunächst die Überlegung zu Grunde, zur Vermeidung einer Verformung der Spindel im Betrieb nicht ihre Knicksteifigkeit zu vergrößern, sondern Belastungen, die ein Verbiegen der Spindel hervorrufen könnten, zu vermeiden. So sind die Belastungen, die ein Verbiegen der Spindel hervorrufen können, Druckbelastungen. Entsprechend werden bei der vorschlagsgemäßen Antriebsanordnung auf die Spindel keine Druckbelastungen ausgeübt, sondern lediglich Zugbelastungen, wie im Weiteren noch näher erläutert wird.
Indem auf die Spindel nur Zugbelastungen wirken, kann diese gegenüber einer herkömmlichen Antriebseinheit auch ohne Weiteres mit einem geringeren Durchmesser ausgeführt werden. Ein geringerer Durchmesser bietet einem reduzierten Platzbedarf auch Vorteile hinsichtlich der Rücktreibbarkeit der Antriebseinheit, hier des Spindelantriebs, und der Ausnutzung der Motorleistung des Antriebsmotors. So ist allgemein ein Spindel-Spindelmuttergetriebe mit geringem Kraftaufwand rücktreibbar, wenn die Gewindesteigung der Spindel und Spindelmutter vergleichsweise hoch ist. Bei einer auch auf Druck belasteten Spindel, die aus Gründen der Knicksteifigkeit einen vergleichsweise großen Durchmesser aufweisen muss, führt dies allerdings dazu, dass mit jeder Umdrehung ein entsprechend großer axialer Hub ausgeführt wird, weshalb der Antriebsmotor zur Erzeugung der Antriebsbewegungen mit einer vergleichsweise geringen Drehzahl und in einem dadurch ungünstigen Leistungsbereich betrieben werden müsste, jedenfalls wenn kein Zwischengetriebe vorgesehen ist. Umgekehrt kann bei einer solchen dicken Spindel, wenn die Gewindesteigung der Spindel und Spindelmutter vergleichsweise gering ist, der Antriebsmotor bei gleicher Hubgeschwindigkeit zwar mit einer vergleichsweise hohen Drehzahl und in einem dadurch günstigeren Leistungsbereich betrieben werden. In diesem Fall wäre aber der Spindelantrieb nur mit einem entsprechend hohen Kraftaufwand oder, wenn eine Selbsthemmung auftritt, überhaupt nicht mehr rücktreibbar. Bei der vorschlagsgemäßen Lösung kann, da die Spindel nur auf Zug belastet wird, diese dünner als bei einer herkömmlichen Antriebseinheit ausgestaltet werden, wodurch auch bei einer vergleichsweise großen Gewindesteigung der Antriebsmotor mit einer vergleichsweise hohen Drehzahl und in einem dadurch günstigen Leistungsbereich betrieben werden kann. Die vergleichsweise große Gewindesteigung gewährleistet auch eine Rücktreibbarkeit mit geringem Kraftaufwand.
Bei einer solchen Antriebseinheit mit einer dünneren Spindel kann dann auch auf ein Zwischengetriebe zwischen Antriebsmotor und Spindel verzichtet werden, da selbst dann, wenn die Spindel vom Antriebsmotor direkt angetrieben wird und eine entsprechend hohe Drehzahl hat, auf Grund ihres geringen Durchmessers auch die resultierende Hubgeschwindigkeit vergleichsweise klein ist.
Im Einzelnen wird nun vorgeschlagen, dass die mindestens eine Spindel bei einer Verstellung des Spindel-Spindelmuttergetriebes sowohl in die erste Verstellrichtung als auch in die zweite Verstellrichtung frei von Druckbelastungen ist.
Bei einem Spindel-Spindelmuttergetriebe mit mindesten einer Spindel, insbesondere genau einer Spindel, ist es bei der bevorzugten Ausgestaltung gemäß Anspruch 2 so, dass die Spindel in beiden Verstellrichtungen jeweils ausschließlich auf Zug belastet wird. Vorzugsweise wird dabei immer ein axialer Abschnitt der Spindel auf Zug belastet, wohingegen der andere Abschnitt der Spindel lastfrei ist.
Bei der bevorzugten Variante gemäß Anspruch 3 sind mindestens zwei Spindeln, insbesondere genau zwei Spindeln, vorgesehen, um die Antriebsbewegung in die erste Verstellrichtung und die Antriebsbewegung in die zweite Verstellrichtung zu erzeugen. Hierbei wird bei einer Verstellung in die erste Verstellrichtung eine erste Spindel ausschließlich auf Zug belastet, wohingegen die zweite Spindel lastfrei ist, und bei einer Verstellung in die zweite Verstellrichtung die zweite Spindel ausschließlich auf Zug belastet, wohingegen die erste Spindel lastfrei ist.
Nach der besonders bevorzugten Ausgestaltung gemäß Anspruch 4 ist die mindestens eine Spindel axial schwimmend gelagert. Die Spindel ist also über kein Festlager gelagert, sondern vollständig axial beweglich.
Besonders bevorzugte Möglichkeiten der Lagerung der mindestens einen Spindel sind in den Ansprüchen 5 bis 8 definiert.
Anspruch 9 betrifft ein Übertragungselement, insbesondere eine Koppelstange, die Zug- und Druckkräfte zwischen der Klappe und der Kraftfahrzeugkarosserie überträgt und die mit der Antriebseinheit, insbesondere mit der jeweiligen Spindelmutter, gekoppelt ist.
Die Ansprüche 10 und 11 betreffen besonders bevorzugte Möglichkeiten, die Spindel anzutreiben. Dies kann über ein Zwischengetriebe, das zwischen Antriebsmotor und Spindel geschaltet ist, oder unter Weglassung eines solchen Zwischengetriebes, also durch direkte antriebstechnische Kopplung zwischen Antriebsmotor und Spindel, erfolgen. Ein Zwischengetriebe ist insbesondere nur dann notwendig, wenn die Motorwelle gemäß einer Ausgestaltung nicht koaxial, sondern beispielsweise winkelig oder parallel zur Spindel, das heißt zu deren Rotationsachse, verläuft. Es ist aber auch eine Ausgestaltung denkbar, bei der die Motorwelle koaxial zur Spindel, das heißt zu deren Rotationsachse, verläuft. In diesem Fall kann ein Zwischengetriebe entfallen.
Anspruch 12 betrifft besonders bevorzugte Möglichkeiten der Befestigung der Antriebseinheit und/oder des oder der Loslager. Besonders bevorzugt ist die Antriebseinheit bzw. sind das oder die Loslager an der Klappe befestigt. In diesem Fall ist dann vorzugsweise das Übertragungselement, insbesondere die Koppelstange, mit ihrem von der Antriebseinheit abgewandten Endabschnitt mit der Kraftfahrzeugkarosserie gekoppelt. Grundsätzlich ist es aber auch denkbar, die Antriebseinheit bzw. das oder die Loslager an der Kraftfahrzeugkarosserie zu befestigen, wobei dann vorzugsweise das Übertragungselement, insbesondere die Koppelstange, mit ihrem von der Antriebseinheit abgewandten Endabschnitt mit der Klappe gekoppelt ist.
Bei der besonders bevorzugten Ausgestaltung gemäß Anspruch 13 ist die jeweilige Spindelmutter relativ zur Klappe verdrehgesichert.
Möglichkeiten, die Spindelmutter, insbesondere verdrehgesichert, anzubinden, sind Gegenstand von Anspruch 14.
Nach einer weiteren Lehre gemäß Anspruch 15, der eigenständige Bedeutung zukommt, wird eine Klappenanordnung eines Kraftfahrzeugs mit einer Klappe, insbesondere einer Seitentür, des Kraftfahrzeugs und einer vorschlagsgemäßen Antriebsanordnung beansprucht. Auf alle Ausführungen zu der vorschlagsgemäßen Antriebsanordnung darf verwiesen werden.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:

1 eine vorschlagsgemäße Klappenanordnung mit einer vorschlagsgemäßen Antriebsanordnung in einer Seitenansicht bei in der Offenstellung befindlicher Klappe,
2 die Klappenanordnung und die Antriebsanordnung gemäß 1 in einer Draufsicht a) bei in der Offenstellung befindlicher Klappe und b) bei in der Schließstellung befindlicher Klappe,
3 die Antriebsanordnung gemäß 1 in zwei Schnittansichten im lastfreien Zustand,
4 die Antriebsanordnung gemäß 1 in einer Schnittansicht a) bei einer Verstellung in die erste Verstellrichtung und b) bei einer Verstellung in die zweite Verstellrichtung,
5 eine rein schematische Darstellung einer vorschlagsgemäßen Antriebsanordnung a) gemäß dem Ausführungsbeispiel in den 1 bis 4 und b) gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel und
6 eine rein schematische Darstellung einer vorschlagsgemäßen Antriebsanordnung gemäß noch einem weiteren Ausführungsbeispiel.

Die in 1 dargestellte Antriebsanordnung 1 eines Kraftfahrzeugs 2 dient zur motorischen Verstellung einer Klappe 3 des Kraftfahrzeugs 2. Eine Klappe 3 ist dabei ganz allgemein ein Bauteil eines Kraftfahrzeugs 2, das eine Öffnung des Kraftfahrzeugs 2 freigeben und verschließen kann. Die Klappe 3 ist hier und vorzugsweise eine Seitentür des Kraftfahrzeugs 2. Für weitere Beispiele von Klappen sein auf den einleitenden Teil der Beschreibung verwiesen.
Die dargestellte Klappe 3, die um eine Klappenachse 3a zwischen einer nicht dargestellten Schließstellung und einer in 1 dargestellten Offenstellung schwenkbar ist, kann prinzipiell motorisch, aber auch manuell verstellt werden. Zur motorischen Verstellung der Klappe 3 weist die Antriebsanordnung 1 eine Antriebseinheit 4, hier in Form eines Spindelantriebs, auf. Die Antriebseinheit 4 weist wiederum einen Antrieb 5 mit einem Antriebsmotor 6 und ein dem Antrieb 5 antriebstechnisch nachgeschaltetes Spindel-Spindelmuttergetriebe 7 auf. Bei dem Antriebsmotor 6 handelt es sich hier um einen Elektromotor, vorzugsweise einen bürstenbehafteten Gleichstrommotor.
Zur Erzeugung linearer Antriebsbewegungen entlang einer geometrischen Antriebsachse zwischen einer ersten Stellung und einer zweiten Stellung weist das Spindel-Spindelmuttergetriebe 7 mindestens eine Spindel 8, 8a, 8b und je eine mit der jeweiligen Spindel 8, 8a, 8b in kämmendem Eingriff stehende Spindelmutter 9, 9a, 9b auf. Das Spindel-Spindelmuttergetriebe 7, das hier und vorzugsweise nicht-selbsthemmend ausgestaltet ist, kann in einer ersten Verstellrichtung zur ersten Stellung hin und in einer zweiten Verstellrichtung zur zweiten Stellung hin verstellt werden. Eine Verstellung in die erste Verstellrichtung geht dabei mit einem Verstellen der Klappe 3 in deren Offenstellung und eine Verstellung in die zweite Verstellrichtung mit einem Verstellen der Klappe 3 in deren Schließstellung einher.
Wie die Ausführungsbeispiele in den 3, 5 und 6 zeigen, kann der Antrieb 5 in einer Ausführungsform ein Zwischengetriebe 10 aufweisen, das den Antriebsmotor 6 antriebstechnisch mit der mindestens einen Spindel 8, 8a, 8b verbindet. Grundsätzlich ist es aber auch denkbar, einen Antrieb 5 ohne Zwischengetriebe vorzusehen, bei dem der Antriebsmotor 6 die jeweilige Spindel 8, 8a, 8b direkt antreibt.
Wie im Weiteren noch näher beschrieben wird, kann das Spindel-Spindelmuttergetriebe 7 zur Erzeugung der linearen Antriebsbewegungen sowohl nur eine einzelne Spindel 8 oder mehrere, insbesondere genau zwei, Spindeln 8a, 8b aufweisen. Im Falle einer einzelnen Spindel 8 ist vorzugsweise nur ein einziger Antriebsmotor 6 vorgesehen. Entsprechendes gilt auch für den Fall des Vorhandenseins von zwei Spindeln 8a, 8b, wobei grundsätzlich aber auch für jede Spindel ein eigener Antriebsmotor vorgesehen sein könnte. In dem bevorzugten Fall, dass ein gemeinsamer Antriebsmotor 6 beide Spindeln 8a, 8b antreibt, dient das Zwischengetriebe 10 der Übertragung des motorseitig erzeugten Drehmoments auf beide Spindeln 8a, 8b, vorzugsweise zu gleichen Anteilen.
Das Vorsehen eines solchen Zwischengetriebes 10 hat auch den Vorteil, dass der Antriebsmotor 6 nicht zwingend in der axialen Verlängerung des Spindel-Spindelmuttergetriebes 7 und entsprechend koaxial zur Spindel 8 angeordnet sein muss, sondern auch, wie in den 3, 5 und 6 zum Spindel-Spindelmuttergetriebe 7 versetzt angeordnet werden kann. Besonders bevorzugt verläuft die Motorwelle 6a des Antriebsmotors 6 winkelig oder, wie hier, parallel zu der jeweiligen Spindel 8, 8a, 8b.
Zur Übertragung des motorseitig erzeugten Drehmoments auf die jeweilige Spindel 8, 8a, 8b mittels eines solchen Zwischengetriebes 10 weist das Zwischengetriebe 10 ein mit der Motorwelle 6a des Antriebsmotors 6 drehfest verbundenes Ritzel 11 und jeweils ein damit kämmendes, mit der jeweiligen Spindel 8, 8a, 8b drehfest verbundenes Stirnrad 12 auf. Dabei erlaubt das Zwischengetriebe 10 bis zu einem gewissen Grad eine axiale Verschiebung zwischen dem Ritzel 11 und dem jeweiligen Stirnrad 12, um Axialbewegungen der jeweiligen Spindel 8, 8a, 8b ausgleichen zu können. Entsprechend sind hier das Ritzel 11 und das jeweilige Stirnrad 12 relativ zueinander axialbeweglich, während sie miteinander kämmen.
Weiterhin ist hier und vorzugsweise ein Übertragungselement 13, insbesondere eine Koppelstange, vorgesehen. Das Übertragungselement 13 ist mit der Antriebseinheit 4, insbesondere mit der einzelnen Spindelmutter 9 (3 bis 5) oder den beiden Spindelmuttern 9a, 9b (6), über einen ersten Übertragungselement-Anschluss 14 gekoppelt. Ein zweiter Übertragungselement-Anschluss 15 dient zur karosserieseitigen Anbindung des Übertragungselements 13.
Wesentlich ist nun, dass die mindestens eine Spindel 8, 8a, 8b bei einer Verstellung des Spindel-Spindelmuttergetriebes 7 sowohl in die erste Verstellrichtung als auch in die zweite Verstellrichtung frei von Druckbelastungen ist. Keine der Spindeln 8, 8a, 8b ist also axial auf Druck belastet, weder bei einer Verstellung in die erste Verstellrichtung noch bei einer Verstellung in die zweite Verstellrichtung.
Dabei ist es in den Ausführungsbeispielen gemäß den 1 bis 5 so, dass das Spindel-Spindelmuttergetriebe 7 hier nur genau eine Spindel 8 aufweist, die entsprechend mit genau einer Spindelmutter 9 kämmt. Die einzige Spindel 8 wird dabei bei einer Verstellung des Spindel-Spindelmuttergetriebes 7 sowohl in die erste Verstellrichtung als auch in die zweite Verstellrichtung ausschließlich auf Zug belastet. Dies wird hier und vorzugsweise dadurch erreicht, dass die Spindel 8, wie im Weiteren noch erläutert wird, zu beiden Seiten der Spindelmutter 9 mit ihrem jeweiligen Endabschnitt in Richtung axial von der Spindelmutter 9 weg ausweichen kann. Insbesondere nur in Richtung axial zur Spindelmutter 9 hin wird der jeweilige Endabschnitt der Spindel 8 formschlüssig gehalten.
Wird die Klappe 3 nun motorisch in ihre Offenstellung verstellt (4a)) kann die Spindel 8 in die eine Richtung, in 4a) nach unten, ausweichen, bis der eine Endabschnitt der Spindel 8, in 4a) der obere Endabschnitt, axial formschlüssig zur Anlage kommt. Bei dieser Verstellbewegung ist es dann so, dass ein erster Spindelabschnitt A₁ , in 4a) der obere Spindelabschnitt A₁ zwischen Spindelmutter 9 und dem hier oberen Spindelende, auf Zug belastet wird und ein zweiter Spindelabschnitt A₂ , in 4a) der untere Spindelabschnitt A₂ zwischen Spindelmutter 9 und dem hier unteren Spindelende, lastfrei ist. Beim Verstellen der Klappe 3 in ihre Schließrichtung tritt dagegen der umgekehrte Fall ein. Wird die Klappe 3 nämlich motorisch in ihre Schließstellung verstellt (4b)) kann die Spindel 8 in die andere Richtung, in 4b) nach oben, ausweichen, bis der eine Endabschnitt der Spindel 8, in 4b) der untere Endabschnitt, axial formschlüssig zur Anlage kommt. Bei dieser Verstellbewegung ist es dann so, dass der zweite Spindelabschnitt A₂ , in 4b) der untere Spindelabschnitt A₂ zwischen Spindelmutter 9 und dem hier unteren Spindelende, auf Zug belastet wird und der erste Spindelabschnitt A₁ , in 4b) der obere Spindelabschnitt A₁ zwischen Spindelmutter 9 und dem hier oberen Spindelende, lastfrei ist.
Es ist hier und vorzugsweise also so, dass bei einer Verstellung des Spindel-Spindelmuttergetriebes 7 in die erste Verstellrichtung ein erster Spindelabschnitt A₁ ausschließlich auf Zug belastet wird und ein zweiter Spindelabschnitt A₂ lastfrei ist und dass bei einer Verstellung des Spindel-Spindelmuttergetriebes 7 in die zweite Verstellrichtung der erste Spindelabschnitt A₁ lastfrei ist und der zweite Spindelabschnitt A₂ ausschließlich auf Zug belastet wird.
Dasselbe Grundprinzip liegt auch dem Ausführungsbeispiel in 6 zu Grunde. Im Unterschied zu den Ausführungsbeispielen in den 1 bis 5 ist es hier jedoch so, dass das Spindel-Spindelmuttergetriebe 7 mindestens zwei Spindeln 8a, 8b, hier genau zwei Spindeln 8a, 8b, aufweist. Wird nun über den Antriebsmotor 6 eine Verstellung des Spindel-Spindelmuttergetriebes 7 in die erste Verstellrichtung ausgeführt, wird eine erste der Spindeln, hier die Spindel 8a, ausschließlich auf Zug belastet, jedenfalls in ihrem in 6 oberen, von der Spindelmutter 9a zu ihrem oberen Spindelende verlaufenden Abschnitt, während die zweite der Spindeln, hier die Spindel 8b, über ihre gesamte Länge lastfrei ist. Wird über den Antriebsmotor 6 eine Verstellung des Spindel-Spindelmuttergetriebes 7 in die zweite Verstellrichtung ausgeführt, wird die zweite Spindel, hier die Spindel 8b, ausschließlich auf Zug belastet, jedenfalls in ihrem in 6 unteren, von der Spindelmutter 9b zu ihrem unteren Spindelende verlaufenden Abschnitt, während die erste Spindel, hier die Spindel 8a, ebenfalls über ihre gesamte Länge lastfrei ist.
Um die ausschließliche Belastung auf Zug zu erreichen, ist bzw. sind die genau eine Spindel 8 (1 bis 5) oder die mindestens zwei oder genau zwei Spindeln 8a, 8b (6) axial schwimmend gelagert. Schwimmend gelagert bedeutet, dass sich das oder die Lager, über die die jeweilige Spindel 8, 8a, 8b in einer zugeordneten Aufnahme gelagert ist, axial mitbewegen kann bzw. können. Es handelt sich also bei den Lagern um keine Festlager, sondern ausschließlich um Loslager 16. Dabei kann, wie 4 zeigt, das jeweilige Loslager 16 in eine Richtung axial zur Spindelmutter 9, 9a, 9b hin nur begrenzt bewegt werden, bis hier ein axialer Formschluss zwischen dem Loslager 16 und dessen zugeordneter Aufnahme gebildet wird, wohingegen das andere Loslager 16 in axialer Richtung von der Spindelmutter 9, 9a, 9b weg frei bewegbar ist, die Bewegung also nicht axial begrenzt wird. Entsprechend ist hier und vorzugsweise, wie die Ausführungsbeispiele in den 1 bis 5 zeigen, vorgesehen, dass die Spindel 8 an ihren beiden voneinander axial beabstandeten Spindel-Endabschnitten über ein Loslager 16 gelagert ist. Bei dem Ausführungsbeispiel in 6 ist es so, dass die mindestens zwei oder genau zwei Spindeln 8a, 8b an einem ihrer beiden voneinander axial beabstandeten Spindel-Endabschnitte über ein Loslager 16 und an dem anderen ihrer beiden voneinander axial beabstandeten Spindel-Endabschnitte axial geführt und insbesondere radial in alle Richtungen abgestützt sind.
Weiter ist bzw. sind hier und vorzugsweise das oder die Loslager 16 axial federnd gelagert. Dies hat den Vorteil, dass axiales Spiel vermieden wird. Hier und vorzugsweise sind dazu Druckfedern 17 axial zwischen dem jeweiligen Loslager 16 und der spindelmutterseitigen Seite der dem jeweiligen Loslager 16 zugeordneten Aufnahme angeordnet. Im unbelasteten Zustand wird durch die Druchfedern 17, wie 3 beispielhaft zeigt, die Spindel 8 in einer Mittellage gehalten. Aus dieser Mittellage kann die Spindel 8 dann entweder in die eine Richtung (4a)) oder in die entgegengesetzte Richtung (4b)) ausgelenkt werden.
Auf eine federnde Lagerung der Loslager 16 kann aber auch verzichtet werden. Bei dem Ausführungsbeispiel in 6 ist keine federnde Lagerung vorgesehen.
In dem Spindelabschnitt, der axial zwischen den beiden Spindel-Endabschnitten der jeweiligen Spindel 8, 8a, 8b liegt, steht die Spindelmutter 9, 9a, 9b mit der Spindel 8, 8a, 8b in kämmendem Eingriff. In diesem mittleren Spindelabschnitt bewegt sich die jeweilige Spindelmutter 9, 9a, 9b dann relativ zur Spindel 8, 8a, 8b bei einer Rotation der Spindel 8, 8a, 8b.
Das bereits erwähnte Übertragungselement 13 überträgt dann die Relativbewegung zwischen der jeweiligen Spindel 8, 8a, 8b und der zugeordneten Spindelmutter 9, 9a, 9b auf den zweiten Übertragungselement-Anschluss 15, so dass das Übertragungselement 13 Zug- und Druckkräfte zwischen der Klappe 3 und der Kraftfahrzeugkarosserie 18 übertragen kann. Hier und vorzugsweise ist der zweite Übertragungselement-Anschluss 15 mit der Kraftfahrzeugkarosserie 18 gekoppelt. Dabei ist es hier und vorzugsweise so, dass der erste Übertragungselement-Anschluss 14 und der zweite Übertragungselement-Anschluss 15 des Übertragungselements 13 jeweils schwenkbar gelagert ist. Das Übertragungselement 13 kann also eine Schwenkbewegung ausführen, wenn das Spindel-Spindelmuttergetriebe 7 lineare Antriebsbewegungen ausführt. Es werden also lineare Antriebsbewegungen der Spindelmutter 9, 9a, 9b relativ zur Spindel 8, 8a, 8b über das Übertragungselement 13 in eine Verstellbewegung, insbesondere Schwenkbewegung, der Klappe 3 um die Klappenachse 3a umgesetzt.
Die Antriebseinheit 4 und/oder das bzw. die Loslager 16 ist bzw. sind hier und vorzugsweise an der Klappe 3 befestigt. Dabei kann die Antriebseinheit 4 und/oder das jeweilige Loslager 16 unmittelbar an einem Strukturelement 19 der Klappe 3 befestigt sein. Hier und vorzugsweise ist es jedoch so, dass die Antriebseinheit 4 und/oder das oder die Loslager 16 unmittelbar an einem mit einem Strukturelement 19 der Klappe 3 verbundenen Träger 20 befestigt ist bzw. sind, insbesondere einem Träger 20 in Form eines Käfigs, eines Gehäuses oder einer Trägerplatte. Der Träger 20, beispielsweise das hier dargestellte Gehäuse, kann, wie die 5 und 6 beispielhaft zeigen, Öffnungen 21 aufweisen, durch die sich das Übertragungselement 13 von seinem ersten Übertragungselement-Anschluss 14 zu seinem zweiten Übertragungselement-Anschluss 15 erstreckt. Die Öffnungen 21 können rund, aber auch schlitzförmig ausgeführt sein, um, jedenfalls zu einem gewissen Grad, eine Schwenkbewegung des Übertragungselements 13 zuzulassen. Grundsätzlich ist es aber auch denkbar, dass das Übertragungselement 13 relativ zu dem Strukturelement 19 und/oder zu dem Träger 20 nicht schwenkbar ist.
Der Träger 20 kann unbeweglich mit dem Strukturelement 19 der Klappe 3 verbunden sein, wie dies beispielhaft für die Ausführungsbeispiele in den 1 bis 4 gezeigt ist. Der Träger 20 kann aber auch schwenkbar mit dem Strukturelement 19 verbunden sein, wie dies beispielhaft für die Ausführungsbeispiele in den 5 und 6 gezeigt ist.
Weiter ist hier und vorzugsweise die jeweilige Spindelmutter 9, 9a, 9b relativ zur Klappe 3, insbesondere relativ zum Strukturelement 19 und/oder Träger 20, verdrehgesichert. Die Spindelmutter 9, 9a, 9b wird dadurch gehindert, der Rotationsbewegung der Spindel 8, 8a, 8b zu folgen, wodurch die Axialbewegung der Spindelmutter 9, 9a, 9b relativ zur jeweiligen Spindel 8, 8a, 8b bewirkt wird.
Wie die 3 und 5a) zeigen, ist die Spindelmutter 9, hier die Spindelmutter 9 der genau einen Spindel 8, unmittelbar über eine axiale Führung 22, insbesondere eine axiale Führung 22 am Strukturelement 19 oder Träger 20, verdrehgesichert. Die axiale Führung 22 ist beispielsweise als Gleitschiene ausgestaltet, an der dann ein Gegenstück der Spindelmutter 9, beispielsweise ein Gleitschuh, axial, also in Richtung der geometrischen Antriebsachse, entlangführbar ist.
Zusätzlich oder alternativ ist die Spindelmutter 9, 9a, 9b in allen Ausführungsbeispielen über das Übertragungselement 13 verdrehgesichert. Bei dem Ausführungsbeispiel in 5b) ist das Übertragungselement 13 gabelförmig ausgestaltet, weist also zwei insbesondere parallele Arme auf, die jeweils durch eine der Öffnungen 21 geführt sind, wodurch das Übertragungselement 13 selbst verdrehgesichert ist. Die Spindelmutter 9 ist dann mit jedem der beiden Arme des gabelförmigen Übertragungselements 13 verbunden und dadurch verdrehgesichert.
Bei dem Ausführungsbeispiel in 6 sind die beiden Spindelmuttern 9a, 9b der Spindeln 8a, 8b miteinander drehfest und insbesondere axialfest verbunden. Durch diese Verbindung kann ebenfalls eine Verdrehsicherung bereitgestellt werden.
Nach einer weiteren Lehre, der eigenständige Bedeutung zukommt, wird eine Klappenanordnung eines Kraftfahrzeugs 2 mit einer Klappe 3, insbesondere einer Seitentür, des Kraftfahrzeugs 2 und einer vorschlagsgemäßen Antriebsanordnung 1 beansprucht. Auf alle Ausführungen zu der vorschlagsgemäßen Antriebsanordnung 1 darf verwiesen werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 1795685 A1 [0003]

Claims

Antriebsanordnung zur motorischen Verstellung einer Klappe (3), insbesondere einer Seitentür, eines Kraftfahrzeugs (2), wobei die Antriebsanordnung (1) eine Antriebseinheit (4) mit einem einen Antriebsmotor aufweisenden Antrieb (5) und einem dem Antrieb (5) antriebstechnisch nachgeschalteten Spindel-Spindelmuttergetriebe (7) aufweist, wobei das Spindel-Spindelmuttergetriebe (7) zur Erzeugung linearer Antriebsbewegungen entlang einer geometrischen Antriebsachse zwischen einer ersten Stellung und einer zweiten Stellung mindestens eine Spindel (8, 8a, 8b) und je eine mit der jeweiligen Spindel (8, 8a, 8b) in kämmendem Eingriff stehende Spindelmutter (9, 9a, 9b) aufweist, wobei eine Verstellung des Spindel-Spindelmuttergetriebes (7) in einer ersten Verstellrichtung zur ersten Stellung hin mit einem Verstellen der Klappe (3) in deren Offenstellung und eine Verstellung des Spindel-Spindelmuttergetriebes (7) in eine zweite Verstellrichtung zur zweiten Stellung hin mit einem Verstellen der Klappe (3) in deren Schließstellung einhergeht, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Spindel (8, 8a, 8b) bei einer Verstellung des Spindel-Spindelmuttergetriebes (7) sowohl in die erste Verstellrichtung als auch in die zweite Verstellrichtung frei von Druckbelastungen ist.
Antriebsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Spindel-Spindelmuttergetriebe (7) mindestens eine Spindel (8), insbesondere genau eine Spindel (8), aufweist und dass die Spindel (8) bei einer Verstellung des Spindel-Spindelmuttergetriebes (7) sowohl in die erste Verstellrichtung als auch in die zweite Verstellrichtung ausschließlich auf Zug belastet wird, vorzugsweise, dass bei einer Verstellung des Spindel-Spindelmuttergetriebes (7) in die erste Verstellrichtung ein erster Abschnitt (A₁) der Spindel (8) ausschließlich auf Zug belastet wird und ein zweiter Abschnitt (A₂) der Spindel (8) lastfrei ist und dass bei einer Verstellung des Spindel-Spindelmuttergetriebes (7) in die zweite Verstellrichtung der erste Abschnitt (A₁) der Spindel (8) lastfrei ist und der zweite Abschnitt (A₂) der Spindel (8) ausschließlich auf Zug belastet wird.
Antriebsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Spindel-Spindelmuttergetriebe (7) mindestens zwei Spindeln (8a, 8b), insbesondere genau zwei Spindeln (8a, 8b), aufweist, dass bei einer Verstellung des Spindel-Spindelmuttergetriebes (7) in die erste Verstellrichtung eine erste der Spindeln (8a, 8b) ausschließlich auf Zug belastet wird und eine zweite der Spindeln (8a, 8b) lastfrei ist und dass bei einer Verstellung des Spindel-Spindelmuttergetriebes (7) in die zweite Verstellungrichtung die erste der Spindeln (8a, 8b) lastfrei ist und die zweite der Spindeln (8a, 8b) ausschließlich auf Zug belastet wird.
Antriebsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Spindel (8, 8a, 8b), insbesondere die genau eine Spindel (8) oder die mindestens zwei Spindeln (8a, 8b) oder genau zwei Spindeln (8a, 8b), axial schwimmend gelagert ist/sind.
Antriebsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Spindel (8), insbesondere die genau eine Spindel (8), an ihren beiden voneinander axial beabstandeten Spindel-Endabschnitten über ein Loslager (16) gelagert ist.
Antriebsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Spindeln (8a, 8b) oder genau zwei Spindeln (8a, 8b) an einem ihrer beiden voneinander axial beabstandeten Spindel-Endabschnitte über ein Loslager (16) und an dem anderen ihrer beiden voneinander axial beabstandeten Spindel-Endabschnitte axial geführt und insbesondere radial in alle Richtungen abgestützt sind.
Antriebsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Spindelabschnitt, der axial zwischen den beiden Spindel-Endabschnitten der jeweiligen Spindel (8, 8a, 8b) liegt, die Spindelmutter (9, 9a, 9b) mit der Spindel (8, 8a, 8b) in kämmendem Eingriff steht.
Antriebsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das oder die Loslager (16) axial federnd gelagert ist/sind.
Antriebsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Übertragungselement (13), insbesondere eine Koppelstange, vorgesehen ist, das mit der Antriebseinheit (4), insbesondere mit der jeweiligen Spindelmutter (9, 9a, 9b), über einen ersten Übertragungselement-Anschluss (14) gekoppelt ist und das Zug- und Druckkräfte zwischen der Klappe (3) und der Kraftfahrzeugkarosserie (18) überträgt, vorzugsweise, dass das Übertragungselement (13) über einen zweiten Übertragungselement-Anschluss (15) mit der Kraftfahrzeugkarosserie (18) gekoppelt ist.
Antriebsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb (5) ein Zwischengetriebe (10) aufweist, das den Antriebsmotor (6) antriebstechnisch mit der mindestens einen Spindel (8, 8a, 8b) verbindet, vorzugsweise, dass der Antriebsmotor (6) über das Zwischengetriebe (10) die genau eine Spindel (8) oder die mindestens zwei Spindeln (8a, 8b) oder genau zwei Spindeln (8a, 8b) antriebt.
Antriebsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Motorwelle (6a) des Antriebsmotors (6) koaxial zu der genau einen Spindel (8) verläuft, oder, dass das Zwischengetriebe (10) ein mit der Motorwelle (6a) des Antriebsmotors (6) drehfest verbundenes Ritzel (11) und jeweils ein damit kämmendes, mit der jeweiligen Spindel (8, 8a, 8b) drehfest verbundenes Stirnrad (12) aufweist, vorzugsweise, dass das Ritzel (11) und das jeweilige Stirnrad (12) relativ zueinander axialbeweglich sind, während sie miteinander kämmen.
Antriebsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit (4) und/oder das oder die Loslager (16) an der Klappe (3) befestigt ist/sind, vorzugsweise, dass die Antriebseinheit (4) und/oder das oder die Loslager (16) unmittelbar an einem Strukturelement (19) der Klappe (3) oder an einem Träger (20), insbesondere in Form eines Käfigs, eines Gehäuses oder einer Trägerplatte, der mit einem Strukturelement (19) der Klappe (3) verbunden ist, befestigt ist/sind, weiter vorzugsweise, dass der Träger (20) unbeweglich oder schwenkbar mit dem Strukturelement (19) verbunden ist.
Antriebsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Spindelmutter (9, 9a, 9b) relativ zur Klappe (3), insbesondere relativ zum Strukturelement (19) und/oder Träger (20), verdrehgesichert ist.
Antriebsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindelmutter (9), insbesondere die Spindelmutter (9) der genau einen Spindel (8), unmittelbar über eine axiale Führung (22), insbesondere eine axiale Führung (22) an dem Strukturelement (19) oder Träger (20), verdrehgesichert ist, und/oder, dass die Spindelmutter (9), insbesondere die Spindelmutter (9) der genau einen Spindel (8), über das Übertragungselement (13) verdrehgesichert ist, oder, dass die Spindelmuttern (9a, 9b) der mindestens zwei Spindeln (8a, 8b) oder genau zwei Spindeln (8a, 8b) miteinander drehfest und insbesondere axialfest verbunden sind.
Klappenanordnung eines Kraftfahrzeugs (2) mit einer Klappe (3), insbesondere einer Seitentür, des Kraftfahrzeugs (2) und einer Antriebsanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.