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Die Erfindung betrifft einen Stellantrieb für kraftfahrzeugtechnische Anwendungen, insbesondere für Kraftfahrzeugschließeinrichtungen, aufweisend einen Elektromotor, ein über einen Antriebsstrang mittelbar oder unmittelbar beaufschlagtes Stellelement und ein auf einer Abtriebswelle des Elektromotors mit einer Evoloidverzahnung ausgestattetes Antriebsrad.
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Stellantriebe für kraftfahrzeugtechnische Anwendungen werden beispielsweise dazu genutzt, einen Außenspiegel zu verstellen, für eine Sitzverstellung zu sorgen, eine Scheinwerferverstellung vorzunehmen oder auch eine Einstellung oder Verstellung der Scheibenwischer. Außerdem lassen sich mithilfe solcher Stellantriebe grundsätzlich auch Klappenelemente beaufschlagen, wie beispielsweise eine Heckklappe, ein Heckdeckel, eine Kraftfahrzeugtür, eine Motorhaube oder dergleichen.
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Neben diesen allgemeinen kraftfahrzeugtechnischen Anwendungen für Stellantriebe werden diese auch in Verbindung mit Kraftfahrzeug-Schließeinrichtungen genutzt und in der Praxis eingesetzt. Bei solchen Kraftfahrzeug-Schließeinrichtungen handelt es sich beispielsweise um einen Zuziehantrieb für eine Kraftfahrzeugtür oder eine Heckklappe. Außerdem lassen sich mit solchen Stellantrieben auch sogenannte Servoschlosshalter verfahren, um ebenfalls eine Kraftfahrzeugtür zuzuziehen. Daneben sind Anwendungen im Innern eines Kraftfahrzeugtürschlosses denkbar, beispielsweise derart, dass einzelne Schlosselemente beaufschlagt werden, beispielsweise ein Verriegelungselement oder Zentralverriegelungselement. Darüber hinaus lassen sich mithilfe des Stellantriebs unter anderem auch Tankklappen oder Ladedosen bei Elektromobilen verriegeln.
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Die sämtlichen aus der Praxis bekannten Anwendungsgebiete für solche Stellantriebe erfordern oftmals einen kompakten Aufbau des Stellantriebes, weil die Einbauverhältnisse beengt sind. So wird im Rahmen der gattungsbildenden
DE 10 2010 003 044 A1 eine mehrstufige Getriebeeinrichtung zur Verstellung einer Baueinheit in einem Kraftfahrzeug beschrieben. Bei der Baueinheit kann es sich um eine Sitzverstellung, eine Außenspiegelverstellung oder auch eine Scheinwerferverstellung sowie grundsätzlich auch einen Fensterheber oder andere Elemente im oder am Kraftfahrzeug handeln. Die bekannte mehrstufige Getriebeeinrichtung arbeitet mit einer ersten Getriebestufe bestehend aus einer Schnecke und einem mit der Schnecke kämmenden Stirn- bzw. Schneckenrad. Außerdem ist eine zweite Getriebestufe realisiert.
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Die zweite Getriebestufe besteht aus einem Evoloidritzel und einem mit dem Evoloidritzel kämmenden Abtriebsrad. Das in die Schnecke eingreifende Stirn- bzw. Schneckenrad ist mit dem Evoloidritzel gekoppelt. Bei dem Evoloidritzel kann es sich um ein Kunststoffritzel handeln. Auf diese Weise wird eine kompaktbauende Getriebeeinrichtung zur Verfügung gestellt, mit der sich auch hohe Drehmomente übertragen lassen.
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Im weiteren Stand der Technik nach der
WO 2013/045104 A1 wird ein Spindelantrieb zur motorischen Verstellung eines Verstellelementes eines Kraftfahrzeuges beschrieben. In diesem Zusammenhang ist auch ein Planetengetriebe mit einem drehbaren Sonnenrad und koaxial dazu einem drehbaren Planetenradträger realisiert. Der Eingriff zwischen dem Sonnenrad und dem mindestens einem Planetenrad des Planetenradträgers ist als Evoloidverzahnung ausgestaltet. Auf diese Weise soll insgesamt der notwendige Bauraum in Richtung der Antriebslängsachse reduziert werden.
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Der schließlich noch relevante Stand der Technik nach der
EP 1 363 809 B1 betrifft einen Stellantrieb zur Kraftfahrzeug-Außenspiegelverstellung. Dazu ist ein Spiegeleinstellelement realisiert, das mit dem Elektromotor über den Antriebsstrang gekoppelt ist. Der Antriebsstrang weist ein Hauptzahnrad auf, welches im Antriebsstrang in der Nähe des Spiegeleinstellelementes vorgesehen ist. Das Hauptzahnrad ist über ein Ritzel mit einer Evoloidverzahnung verbunden.
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Aus der
DE 10 2017 125 819 A1 ist ein Stellantrieb für kraftfahrzeugtechnische Anwendungen bekannt geworden, wobei ein Elektromotor auf einen Antriebsstrang wirkt, der wiederum ein Stellelement bewegt. Im Antriebsstrang und bevorzugt auf der Antriebswelle des Elektromotors ist ein Evoloidritzel angeordnet, welches mit einem Abtriebsrad der ersten Getriebestufe eine Stirnradstufe bildet.
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Der Stand der Technik zeigt folglich ganz generell Stellantriebe für kraftfahrzeugtechnische Anwendungen, die in ihrem Antriebsstrang zumindest eine Evoloidverzahnung vorsehen. Die Evoloidverzahnung ist in diesem Zusammenhang mittig des Antriebstranges oder benachbart zum Stellelement realisiert, um am Ausgang des Antriebstranges mithilfe einer solchen Evoloidverzahnung in der Regel hoher Übersetzungsverhältnisse zur Verfügung zu stellen. Demgegenüber arbeitet der Antriebsstrang an seinem Eingang beim Stand der Technik typischerweise mit einem Schneckengetriebe. Hier setzt die Erfindung ein.
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Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, einen derartigen Stellantrieb für kraftfahrzeugtechnische Anwendungen zur Verfügung zu stellen, dass im Vergleich zum bisherigen Stand der Technik eine nochmals kompaktere Bauform erreicht wird und insbesondere hohe Übersetzungsverhältnisse auch bei nur einer einzigen Getriebestufe zur Verfügung gestellt werden.
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Ausgehend von dem bekannten Stand der Technik stellt sich die Aufgabe, einen verbesserten Stellantrieb für kraftfahrzeugtechnische Anwendungen bereitzustellen. Insbesondere stellt sich die Aufgabe, einen kompakt bauenden Stellantrieb bereitzustellen, der eine große Übersetzung bereitstellt, einen hohen Wirkungsgrad aufweist und der gleichzeitig rücktreibbar ist.
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Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Es wird darauf hingewiesen, dass die im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele nicht beschränkend sind, es sind vielmehr beliebige Variationsmöglichkeiten der in der Beschreibung und den Unteransprüchen sowie den Figuren beschriebenen Merkmale möglich.
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Gemäß dem Patentanspruch 1 wird die Aufgabe der Erfindung dadurch gelöst, dass ein Stellantrieb für kraftfahrzeugtechnische Anwendungen, insbesondere für Kraftfahrzeugschließeinrichtungen, bereitgestellt wird, aufweisend einen Elektromotor, ein über einen Antriebsstrang mittelbar oder unmittelbar beaufschlagtes Stellelement und ein auf einer Abtriebswelle des Elektromotors mit einer Evoloidverzahnung ausgestattetes Antriebsrad, wobei der Antriebsstrang zumindest eine Kronenradstufe aufweist. Durch den erfindungsgemäßen Aufbau des Stellantriebs ist nun die Möglichkeit geschaffen, einen sehr kompakten Stellantrieb bereitzustellen, der hohe Übersetzungsverhältnisse in einer Getriebestufe ermöglicht, wobei gleichzeitig ein hoher Wirkungsgrad der Getriebestufe realisierbar ist. Durch den Einsatz der Kronenradstufe kann eine Getriebestufe bereitgestellt werden, die mit einem Minimum an Bauraum auskommt. Insbesondere ist es möglich, die Mittelachse des Antriebsrads rechtwinkelig oder bevorzugt nahezu rechtwinkelig, in Bezug auf eine Mittelachse des Abtriebsrads auszubilden. Hierdurch besteht die Möglichkeit, das Abtriebsrad in eine Richtung einer Längserstreckung des Antriebsrads anzuordnen und somit eine Getriebestufe bereitzustellen, die im Wesentlichen durch eine Breite des elektrischen Antriebs begrenzbar ist. Es lässt sich somit in vorteilhafter Weise die Kompaktheit des Getriebes mit einer hohen Übersetzung und einem hohen Wirkungsgrad kombinieren. Darüber hinaus bietet eine Kronenradstufe die Möglichkeit einer Rückstellbarkeit, mit anderen Worten kann die Kronenradstufe bevorzugt manuell zurückstellen. Dies bietet wiederum einen Vorteil, der im Falle eines Ausfalls einer elektrischen Stromversorgung ein manuelles Zurückstellen des Stellelements ermöglicht.
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Die Erfindung geht dabei von der Überlegung aus, dass eine Kronenradstufe gegenüber einer Schraubradstufe einen besseren Wirkungsgrad aufweist. Während der Drehbewegung einer Kronenradstufe tritt zwischen dem Ritzel und dem Kronenrad keine oder bei einer Schrägverzahnung nur eine geringe Axialkraft auf. Zum anderen kann die Verzahnung des Kronenrads und des zum Antrieb des Kronenrads eingesetzten Ritzels vergleichsweise einfach hergestellt werden, wobei das Kronenrad bevorzugt als Kunststoffbauteil ausgebildet ist. Somit kann eine Kronenradstufe gegenüber einer Schraubradstufe günstiger hergestellt werden. Dabei verbessert eine wälzoptimierte Auslegung zusätzlich die Laufruhe des Antriebsstrangs.
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Darüber hinaus erkennt die Erfindung, dass die Abtriebswelle einer Kronenradstufe keine oder gegenüber einer Schraubradstufe geringe axiale Kräfte aufnehmen muss. Bei einem Stirnradritzel kann zudem das Ritzel ohne Einfluss auf das Tragbild oder das Zahnspiel in axialer Richtung frei über die Verzahnung des Kronenrads bewegt werden. Der Einsatz einer Kronenradstufe ermöglicht es daher, die Getriebestufe in axialer Richtung kürzer zu bauen.
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Der erfindungsgemäß beschriebene Stellantrieb kann für sämtliche zuvor angegebene kraftfahrzeugtechnische Anwendungen eingesetzt werden. Insbesondere werden jedoch Realisierungen im Zusammenhang mit Kraftfahrzeugschließeinrichtungen vorteilhaft umgesetzt. Hierbei kann es sich um einen Zuziehantrieb, einen Öffnungsantrieb, einen Servoschlosshalter oder dergleichen handeln. Darüber hinaus lassen sich mit Hilfe des beschriebenen Stellantriebs Klappenverriegelungen, wie beispielsweise eine Tankklappenverriegelung, oder auch eine Verriegelung an einer Ladedose bei einem Elektro- oder Hybridfahrzeug umsetzen.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltungsvariante wirkt das Antriebsrad unmittelbar mit einem als Kronenrad ausgebildeten Abtriebsrad zusammen. Durch den Einsatz der unmittelbar an den Motor angrenzenden Kronenradstufe ergeben sich gleich mehrere Vorteile. Einerseits ist es möglich, ohne Achsenabstand zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle zu arbeiten, das heißt es kann ein Achsabstand von 0 mm vorgesehen sein, bei der sich die Achsen kreuzen. Darüber hinaus bietet die Getriebestufe mit dem Kronenrad den Vorteil, eine Getriebestufe auszubilden, die einen sehr geringen Bauraum benötigt. So kann der Stellantrieb beispielsweise sehr flach ausgebildet sein, wodurch sich insgesamt ein flacher Antriebsstrang für das Stellelement erzielen lässt. Insbesondere durch die Kombination aus keinem oder lediglich geringem Achsabstand zwischen Rad und Ritzel und der Überdeckung zwischen dem Antriebsrad und dem Kronenrad lässt sich eine kompakte Bauform realisieren.
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Vorteilhaft kann es weiterhin sein und eine weitere Ausgestaltungsvariante der Erfindung darstellen, wenn sich die Achse des Antriebsrads und die Achse des Abtriebsrads sich kreuzen. Wird der Stellantrieb und insbesondere die erste Getriebestufe des Antriebsstrangs derart ausgebildet, dass das Antriebsritzel auf der Abtriebswelle des Motors unmittelbar in Richtung der Achse des Abtriebsrads ausgerichtet ist, so kann eine konstruktive Lösung bereitgestellt werden, die einen minimalen Bauraum erfordert. Das Antriebsrad auf der Motorwelle ist dabei als Evoloidzahnrad ausgebildet, wodurch sich wiederum positive Eingriffsverhältnisse zwischen Antriebsrad und Abtriebsrad realisieren lassen. Insbesondere lässt sich eine Getriebestufe realisieren, die sich durch eine große Laufruhe auszeichnet. Ein wesentlicher Vorteil der Kronenradstufe liegt aber darin, dass sich ein hoher Wirkungsgrad realisieren lässt. Geringer Bauraum, Laufruhe und hoher Wirkungsgrad sind Vorteile, die sich durch die erfindungsgemäße Anordnung im Stellantrieb kombinieren lassen.
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Weisen die Achsen des Antriebsrads und des Abtriebsrads einen Achsversatz auf, so ergibt sich eine weitere Ausgestaltungsvariante der Erfindung. Erfindungsgemäß ist es auch vorstellbar, dass sich zwischen dem treibenden und angetriebenen Zahnrad ein Achsversatz einstellen lässt. Hierdurch ergeben sich konstruktive Freiheiten, die individuelle Lösungen bezogen auf den vorhandenen Bauraum für den Stellantrieb ermöglichen. Insbesondere in automobilen Anwendungen ist der vorhandene Bauraum stets begrenzt. Konstruktive Freiheiten bei der Auslegung der Getriebestufen ermöglichen somit ein Höchstmaß an konstruktiver Freiheit, was sich wiederum positiv auf den benötigten Bauraum für den Stellantrieb auswirkt. Bei gleicher Leistung des Stellantriebs können die Abmessungen des Stellantriebs auf den vorhandenen Bauraum angepasst werden.
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In einer weiteren Ausgestaltungsvariante bilden das Antriebsrad und das Abtriebsrad eine Kronenradstufe, wobei die Kronenradstufe eine erste Getriebestufe des Antriebsstrangs bildet und die erste Getriebestufe zumindest eine zweite Getriebestufe antreibt. Durch das Antreiben mittels der Kronenradstufe einer weiteren Getriebestufe können hohe Übersetzungen im Stellantrieb realisiert werden. Hohe Übersetzungen ermöglichen dann die Bereitstellung der geforderten Stellkräfte für das Stellelement. In Kombination mit den zum Einsatz kommenden Elektromotoren mit hohen Drehzahlen können einerseits hohe Stellkräfte, aber auch kurze Stellzeiten für das Stellelement erzielt werden. Durch die Möglichkeit, hohe Übersetzungen in den Getriebestufen zu erzielen, können schwächere Motoren eingesetzt werden, was sich wiederum in positiver Weise auf die Kosten des Stellantriebs auswirkt. Schwache und/oder kleine Motoren, das heißt Motoren mit geringen Abmessungen, ermöglichen es darüber hinaus, den Bauraum des Stellantriebs weiter zu reduzieren. So addieren sich die Vorteile beim Einsatz einer Kronenradstufe in Bezug auf den Bauraum, die Kräfte und die Stellgeschwindigkeit des Stellelements.
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Weist die zweite oder eine weitere Getriebestufe eine Evoloidverzahnung auf, so ergibt sich eine weitere vorteilhafte Ausgestaltungsvariante der Erfindung. Das ergänzende Getriebe kann mit einer oder mehreren weiteren Evoloidverzahnungen ausgerüstet sein. Auch kann das ergänzende Getriebe zusätzlich zu oder anstelle von Evoloidverzahnungen Getriebestufen mit Stirnradverzahnungen oder Schrägverzahnungen aufweisen. Auf diese Weise wird generell eine besonders kompakte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stellantriebs zur Verfügung gestellt. Denn aufgrund der eingesetzten Evoloidverzahnung können eine oder mehrere Getriebestufen entfallen. Das führt ergänzend dazu, dass der erfindungsgemäße Stellantrieb über geringe Abmessungen verfügt oder verfügen kann. Außerdem kann hierdurch ein Gesamtgewicht des Stellantriebs verringert werden. Zudem weisen Evoloidverzahnungen eine bessere Akustik mit weniger Betriebsgeräuschen auf als Stirnräder mit Gradverzahnungen, so dass auch die Geräuschkulisse positiv beeinflusst wird. Ganz abgesehen davon sind solche Evoloidverzahnungen in der Regel nicht selbsthemmend ausgelegt, so dass sie bei Bedarf manuell bewegt werden und insbesondere manuell zurückgestellt werden können.
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Sind die Zahnräder der Getriebestufen parallel zueinander ausgebildet, so kann wiederum eine konstruktiv vorteilhafte Lösung bereitgestellt werden. Ist die Achse des Kronenrads der ersten Getriebestufe parallel zu einer zweiten Achse eines Mittels der kronenradgetriebenen zweiten Getriebestufe angeordnet, so kann auf kleinstem Bauraum ein Antriebsstrang für den Stellantrieb bereitgestellt werden.
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Die kompakte Bauform ist ein wesentlicher Vorteil der Anordnung des Antriebsstrangs und insbesondere der Verwendung zumindest einer Kronenradstufe. So kann der Stellantrieb beispielsweise zum Verriegeln von Tankklappen und/oder eines Ladesteckers verwendet werden. In Ladesteckern oder an Ladesteckerbuchsen oder im Bereich der Tankklappen steht generell ein geringer Bauraum zur Verfügung. Durch die Verwendung achsparalleler Getriebestufen kann der Bauraum auf ein Minimum reduziert werden, wobei gleichzeitig die an den Stellantrieb, zum Beispiel an die Stellkraft geforderten Anforderungen erfüllt werden können.
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Das Antriebsrad kann ein bis vier Zähne, vorzugsweise drei Zähne aufweisen. Bevorzugt weist das Antriebsrad bzw. das Evoloidritzel drei Zähne auf. Grundsätzlich sind jedoch auch abweichende Zahnanzahlen möglich, beispielsweise nur zwei oder gar nur ein einzelner Zahn oder vier oder sechs Zähne. Außerdem ist der sogenannte Normalmodul des Evoloidritzels bei 0,5 und mehr angesiedelt. Unter dem Modul eines Zahnrades ist allgemein ein Maß für die Größe der Zähne zu verstehen. Im Regelfall bezeichnet der Modul anschaulich das Verhältnis zwischen Durchmesser des betreffenden Zahnrads und Zähnezahl. Bei einem Evoloidritzel ist der Normalmodul definiert als der Modul im Normalschnitt, das heißt in einer zu den Flankenlinien senkrechten Fläche der Verzahnung. Hier greift die Erfindung auf einen verhältnismäßig kleinen Normalmodul von wenigstens 0,5 zurück. Dadurch lassen sich hohe Drehmomente übertragen und werden keine übermäßig großen Kraftspitzen im Evoloidritzel beobachtet, so dass an dieser Stelle zur Realisierung sogar auf Kunststoffe zurückgegriffen werden kann.
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Sind die Zahnräder der Getriebestufen zumindest teilweise aus Kunststoff gebildet, so ergeben sich wiederum Vorteile für die Erfindung. Das heißt, der Antriebsstrang kann zumindest teilweise aus Kunststoff-Zahnrädern zusammengesetzt sein. Gleiches gilt für das optional im Antriebsstrang vorgesehene Getriebe. Bevorzugt sind das Evoloidantriebsrad und das Kronenrad als Abtriebsrad aus Kunststoff ausgebildet. Aus Kunststoff gebildete Getriebebestandteile sind besonders günstig herstellbar und zeichnen sich durch ein geringes Gewicht aus. Zudem weist ein Kunststoff-Ritzel oder ein Kunststoff-Zahnrad eine hohe Laufruhe aus, die höher ist als bei einem aus Metall bestehenden Ritzel oder Zahnrad von sonst identischen Abmessungen.
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In einer Weiterbildung der Erfindung weist der Stellantrieb eine Notentriegelung auf. Dabei kann die Notentriegelung unmittelbar manuell erfolgen, wobei beispielsweise manuell ergriffen und das Stellelement bewegbar ist. Die Notentriegelung kann dabei aus einem Seil oder einem Zugelement bestehen, so dass das Stellelement aus dem Stellantrieb herausragenden Stellung in die eingefahrene Stellung zurückbewegbar ist. Vorstellbar ist es aber auch, dass beispielsweise ein mechanischer Eingriff in das Stellelement notwendig ist, wobei beispielsweise über ein Betätigungsmittel die Getriebestufe bzw. die Getriebestufen zurückstellbar sind, so dass das Stellelement bewegbar ist. Eine Notbetätigung bzw. eine Notentriegelung ist dann notwendig, wenn sich beispielsweise das Stellelement in einer herausgefahrenen Position befindet und es zu einem Strom bzw. Spannungsausfall im Kraftfahrzeug kommt. In diesem Fall muss das Stellelement zurückstellbar sein, so dass ein Notentriegeln ermöglicht wird. Das Notentriegeln bezieht sich darauf, dass das Stellelement zum Beispiel zum Verriegeln eines Ladesteckers genutzt wird.
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Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es gilt jedoch der Grundsatz, dass das Ausführungsbeispiel die Erfindung nicht beschränkt, sondern lediglich eine vorteilhafte Ausgestaltungsform darstellt. Die dargestellten Merkmale können einzeln oder in Kombination mit weiteren Merkmalen der Beschreibung wie auch den Patentansprüchen einzeln oder in Kombination ausgeführt werden.
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Es zeigt:
- 1 eine Draufsicht auf einen erfindungsgemäß ausgebildeten Stellantrieb mit einer Ansicht auf den Antriebsstrang, wobei lediglich die zur Erläuterung der Erfindung wesentlichen Bestandteile wiedergegeben sind, und
- 2 eine Ansicht auf den Antriebsstrang gemäß der 1 aus einer Rückansicht ohne Gehäuseschale mit einem Gehäusedeckel.
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Die 1 zeigt einen Stellantrieb 1 in einer dreidimensionalen Ansicht und einer Ansicht auf eine Gehäuseschale 2 mit einem integrierten Elektromotor 3, einem Antriebsstrang 4, einem Stellelement 5, einem Notentriegelungsmittel 6 und einem Schaltmittel 7. Der Stellantrieb 1 kann beispielsweise zum Verriegeln einer Tankklappe oder eines Ladesteckers eines Elektrofahrzeugs dienen. In diesem Fall dient das Stellelement 5 als Riegel, der beispielsweise ein Öffnen der Tankklappe oder ein Herausziehen des Ladesteckers während eines Ladevorgangs verhindern kann. Die 2 zeigt insofern den verriegelten Zustand. Das Stellelement 5 ist aus dem Gehäuse 2 des Stellantriebs 1 herausbewegt worden. Das Stellelement 5 ist in Richtung des Pfeils P aus dem Gehäuse 2 heraus bzw. in das Gehäuse 2 hinein verfahrbar.
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Auf einer Antriebswelle 8 des Elektromotors 3 ist ein Antriebsrad 9 angeordnet, wobei das Antriebsrad 9 beispielsweise auf die Antriebswelle 8 aufsteckbar ist. Das Antriebsrad 9 ist als Evoloidzahnrad 9 ausgebildet und kämmt mit einen Kronenrad 10. In diesem Ausführungsbeispiel weist das Evoloidzahnrad 9 drei Zähne auf. Wie durch die strichpunktierte Linie L verdeutlicht, ist die Anordnung zwischen Antriebsrad 9 und Kronenrad 10 derart ausgebildet, dass kein Achsabstand zwischen der Antriebswelle 8 und der Achse 11 des Kronenrads 10 vorliegt. Mit anderen Worten kreuzen sich die Achsen 8, 11. Evoloidzahnrad 9 und Kronenrad 10 bilden eine Kronenradstufe 12. Anzumerken bleibt noch, dass der Elektromotor 3 formschlüssig in Aufnahmen 13 des Gehäuses 2 aufgenommen ist.
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Wie deutlich in der 2 zu erkennen ist, wirkt das Kronenrad mit einem weiteren Zahnrad 14 zur Bildung einer zweiten Getriebestufe 15 zusammen. In diesem Ausführungsbeispiel ist die zweite Getriebestufe als Stirnradstufe ausgebildet. Das Zahnrad 14 ist lediglich bereichsweise mit einer Verzahnung versehen, und zusätzlich mit einer bereichsweisen umfänglichen Erhöhung 16 ausgebildet, wobei die Erhöhung 16 mit dem Schaltmittel 7, hier ein Mikroschalter, in Eingriff bringbar ist. Das Zahnrad 14 dient somit einerseits zur Übertragung des Drehmoments auf das Stellelement und andererseits zur Positionserkennung des Stellelements 5. In der in diesen 1 und 2 dargestellten Position des Stellelements 5 ist die verriegelte Position wiedergegeben, wobei die verriegelte Position mit einer Freigabe des Schaltmittels 7 korrespondiert. Im eingefahrenen Zustand des Stellelements 5 wird das Zahnrad 14 bzw. die Erhöhung 16 derart bewegt, dass sich die Erhöhung in den Wirkbereich des Schaltmittels 7 hineinbewegt und das Schaltmittel 7 betätigt. Somit kann erfasst werden, in welcher Stellung sich das Stellelement 5 befindet. Die Achsen 11 des Kronenrads und die Achse 17 des zweiten Zahnrads 14 sind in diesem Ausführungsbeispiel parallel zueinander angeordnet. Hierdurch lassen sich hohe Übersetzungsverhältnisse auf kleinstem Bauraum realisieren.
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Wie wiederum in der 1 zu erkennen, wirkt das Zahnrad 14 der zweiten Getriebestufe 15 unmittelbar mit dem Stellelement 5 zusammen. Dazu ist am Zahnrad 14 eine weitere Verzahnung 18 ausgebildet, die unmittelbar in eine als Zahnstange 19 ausgebildete Verzahnung am Stellmittel 5 eingreift. Der Antriebsstrang 4 wird in diesem Ausführungsbeispiel somit durch das Antriebsrad 9, das Kronenrad 10, das Zahnrad 14 und die Zahnstange 19 gebildet, wobei der Antriebsstrang 4 über den Elektromotor 3 angetrieben ist, insofern bildet der Elektromotor 3 ebenfalls einen Teil des Antriebsstrangs 4.
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Das Stellelement 5 ist in den 1 und 2 in der herausgefahrenen Position wiedergegeben. Kommt es nun in der herausgefahrenen Position zu einem Stromausfall, so kann der Bediener mit Hilfe eines Notentriegelungsmittels 6 das Stellelement 5 in die entriegelte Position zurück überführen. Hierzu kann beispielsweise ein nicht gezeigtes Griffteil am Notentriegelungsmittel 6 angeordnet sein, das ein Bediener ergreifen und betätigen kann. Durch eine Betätigung des Notentriegelungsmittels 6 in Richtung des Pfeils P1 kann somit das Stellelement 5 in eine entriegelnde Stellung bewegt werden.
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In der 2 ist eine alternative und zweite Möglichkeit zum Bewegen des Stellelements 5 wiedergegeben. Ein Betätigungsmittel 20 ist mit einem Zahnrad 21 ausgestattet, wobei das Zahnrad 21 wiederum mit einem Zahnrad 22 der zweiten Getriebestufe 15 kämmt. Wird das Betätigungsmittel 20 beispielsweise mittels eines Werkzeugs bewegt, so kann die zweite Getriebestufe 15 bewegt werden, wodurch sich das Stellelement 5 in eine verriegelte bzw. entriegelte Position verstellen lässt. Vorzugsweise ist das Zahnrad 22 unabhängig vom Zahnrad montierbar und herstellbar, vorstellbar ist es aber auch, das Zahnrad 22 einstückig mit dem Zahnrad 14 auszubilden.
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Das Betätigungsmittel 20 kann somit als Notentriegelungsmittel dienen, es kann aber auch ein Verriegeln mittels des Betätigungsmittels 20 vorgenommen werden.
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Zeigt die 1 einen Teil des Gehäuses 2, insbesondere die Gehäuseschale 2, so zeigt die 2 einen Gehäusedeckel, zum Verschließen des Gehäuses 2. Über Dichtmittel 24, 25, insbesondere elastische Dichtmittel 24, 25, können das Stellelement 5, das Notentriegelungsmittel 6 und das Betätigungsmittel 20 aus dem Gehäuse 2 herausgeführt werden.
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Wie deutlich in den Figuren zu erkennen, kann durch die Ausbildung einen Kronenradstufe 12 in Kombination mit einer zweiten Getriebestufe 15 ein kompakter Aufbau eines Stellantriebs 1 realisiert werden, wobei die Vorteile der Kronenradstufe 12 einen Aufbau mit minimalen äußeren Abmessungen des Stellantriebs 1 ermöglichen. Zusätzlich kann ein hoher Wirkungsgrad, von beispielsweise 0,88 realisiert werden, der sich mit der hohen Laufruhe der Kronenradstufe und der Übertragung großer Momente in vorteilhafter Weise kombinieren lässt. In diesem Ausführungsbeispiel sind die Getriebestufen 12, 15, 19, wie auch die weiteren Bestandteile Gehäuseschale 2, Stellelement 5, Notentriegelungsmittel 6, Antriebsrad 9, Kronenradstufe 10, 11, 12, Aufnahme 13, die Zahnräder 14, 15, 18, 21, 22, die Zahnstange 19, das Betätigungsmittel 20 und der Gehäusedeckel 23 aus Kunststoff ausgebildet, was sich wiederum positiv auf die Laufruhe, das Gewicht und die Kosten des Stellantriebs 1 auswirkt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Stellantrieb
- 2
- Gehäuseschale
- 3
- Elektromotor
- 4
- Antriebsstrang
- 5
- Stellelement
- 6
- Notentriegelungsmittel
- 7
- Schaltmittel
- 8
- Antriebswelle
- 9
- Antriebsrad
- 10
- Kronenrad
- 11, 17
- Achse
- 12
- Kronenradstufe
- 13
- Aufnahme
- 14,18,21,22
- Zahnrad
- 15
- zweite Getriebestufe
- 16
- Erhöhung
- 19
- Zahnstange
- 20
- Betätigungsmittel
- 23
- Gehäusedeckel
- 24, 25
- Dichtmittel
- P, P1
- Pfeil
- L
- Linie
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102010003044 A1 [0004]
- WO 2013/045104 A1 [0006]
- EP 1363809 B1 [0007]
- DE 102017125819 A1 [0008]
