DE102021106708A1

DE102021106708A1 - Angetriebene türeinheit mit verbesserter montageanordnung

Info

Publication number: DE102021106708A1
Application number: DE102021106708.1A
Authority: DE
Inventors: Jube Raymond Leonard; Saikat Bose
Original assignee: Magna Closures Inc
Current assignee: Magna Closures Inc
Priority date: 2020-03-20
Filing date: 2021-03-18
Publication date: 2021-09-23
Also published as: CN113494226A

Abstract

Angetriebener Aktuator zum Bewegen einer Kraftfahrzeug-Verschlussplatte von einer geschlossenen Position in eine offene Position und Verfahren zu dessen Konstruktion. Der angetriebene Aktuator umfasst einen Elektromotor, der so ausgebildet ist, dass er eine angetriebene Welle dreht, und ein Getriebe, das mit der angetriebenen Welle gekoppelt ist. Ein ausfahrbares Element erstreckt sich durch das Getriebe zu einem proximalen Ende auf einer Seite des Getriebes zur Befestigung an einer Fahrzeugkarosserie oder dem Verschlusselement und zu einem distalen Ende auf einer gegenüberliegenden Seite des Getriebes. Das ausfahrbare Element ist so ausgebildet, dass es sich als Reaktion auf die Drehung der angetriebenen Welle zwischen einer eingefahrenen und einer ausgefahrenen Position bewegt. Eine Verschmutzungsabdeckung umhüllt das ausfahrbare Element zwischen dem Getriebe und dem distalen Ende des ausfahrbaren Elements. Die Verschmutzungsabdeckung bewegt sich zwischen einem axial ausgefahrenen Zustand und einem axial eingefahrenen Zustand, während sich das ausfahrbare Element zwischen der jeweiligen eingefahrenen Position und der ausgefahrenen Position bewegt.

Description

GEBIET
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf einen elektrischen Stellantrieb für einen Fahrzeugverschluss. Genauer gesagt, betrifft die vorliegende Offenbarung eine elektrische Aktuatoranordnung für eine Fahrzeugseitentür.
HINTERGRUND
Verschlusselemente von Kraftfahrzeugen können mit einem oder mehreren Scharnieren an der Fahrzeugkarosserie befestigt sein. Beispielsweise können Personentüren durch das eine oder die mehreren Scharniere für eine Schwenkbewegung um eine allgemein vertikale Schwenkachse, die sich entlang einer Kante einer geschlossenen Fläche der Personentür erstreckt, ausgerichtet und an der Fahrzeugkarosserie befestigt sein. In einer solchen Anordnung umfasst jedes Türscharnier typischerweise ein Türscharnierband, das mit der Personentür verbunden ist, ein Karosseriescharnierband, das mit der Fahrzeugkarosserie verbunden ist, und einen Drehzapfen, der so angeordnet ist, dass er das Türscharnierband schwenkbar mit dem Karosseriescharnierband verbindet und eine Drehachse definiert. Solche schwenkbaren Personentüren („Schwenktüren“) können durch kraftbetätigte Verschlusselement-Betätigungssysteme bewegt werden. Insbesondere kann das kraftbetätigte Verschlusselement-Betätigungssystem dazu dienen, die Personentür automatisch um ihre Schwenkachse zwischen der offenen und der geschlossenen Position zu schwenken, um den Benutzer beim Bewegen der Personentür zu unterstützen und/oder die Personentür automatisch für den Benutzer zwischen der geschlossenen und der offenen Position zu bewegen.
Typischerweise umfassen kraftbetriebene Verschlusselement-Betätigungssysteme eine kraftbetriebene Vorrichtung, wie z. B. einen Elektromotor und eine Dreh-Linear-Wandlervorrichtung, die zur Wandlung der Rotationsleistung des Elektromotors in eine translatorische Bewegung eines ausfahrbaren Elements betreibbar sind. Der Elektromotor und die Wandlervorrichtung sind typischerweise an der Personentür in einem Abstand von der Schließfläche montiert, und das distale Ende des ausfahrbaren Elements ist fest an der Fahrzeugkarosserie befestigt. Da das distale Ende des ausfahrbaren Elements fest an der Fahrzeugkarosserie befestigt ist, variiert das Trägheitsmoment der Personentür im Wesentlichen, wenn sich die Tür zwischen einer geschlossenen und einer geöffneten Position bewegt, wodurch die zum Bewegen der Personentür benötigte Kraft variiert. Um ein Schwingen der Personentür ohne mechanisches Einrasten zu ermöglichen, wird typischerweise ein Zwischengestänge zwischen dem distalen Ende des ausfahrbaren Elements und der Fahrzeugkarosserie eingebaut, wodurch sich die Kosten, die Komplexität der Konstruktion und das Gewicht der kraftbetätigten Vorrichtung erhöhen. Ein Beispiel für ein kraftbetätigtes Verschlusselement-Betätigungssystem für eine Personentür ist in der internationalen Veröffentlichung Nr. WO2013/013313 mit gemeinsamer Inhaberschaft von Scheuring et al. dargestellt, die die Verwendung einer Dreh-Linear-Wandlervorrichtung offenbart, die eine mit Außengewinde versehene Leitspindel aufweist, die von einem Elektromotor drehend angetrieben wird, sowie eine mit Innengewinde versehene Antriebsmutter, die mit der Leitspindel in Eingriff steht und an der das ausfahrbare Element befestigt ist. Dementsprechend führt die Steuerung der Geschwindigkeit und der Drehrichtung der Leitspindel zu einer Steuerung der Geschwindigkeit und der Richtung der Translationsbewegung der Antriebsmutter und des ausfahrbaren Elements zur Steuerung der Schwenkbewegung der Personentür zwischen ihrer offenen und geschlossenen Position. Je weiter der Massenschwerpunkt der Tür von der Drehachse der Tür entfernt ist, desto mehr Ausgangskraft ist vom Motor erforderlich, um die Tür zu bewegen. Darüber hinaus belastet die Verbindung des ausfahrbaren Elements auch den Motor und andere Komponenten des Getriebezugs zusätzlich.
In Anbetracht der obigen Ausführungen besteht nach wie vor die Notwendigkeit, kraftbetätigte Verschlusselement-Betätigungssysteme zu entwickeln, die die mit bekannten kraftbetätigten Verschlusselement-Betätigungssystemen verbundenen Einschränkungen und Nachteile beseitigen und einen erhöhten Komfort und verbesserte Betriebsmöglichkeiten bieten.
ZUSAMMENFASSUNG
In einem Aspekt ist die vorliegende Offenbarung auf eine Fahrzeugverschlussplatte und einen angetriebenen Aktuator für die Fahrzeugverschlussplatte gerichtet, die den Stand der Technik weiterentwickeln und die derzeit bekannten Fahrzeugverschlussplatten und angetriebenen Aktuatoren für solche Fahrzeugverschlussplatten verbessern.
In einem anderen Aspekt ist die vorliegende Offenbarung auf ein Verfahren zum Konstruieren eines angetriebenen Aktuators für eine Verschlussplatte eines Kraftfahrzeugs gerichtet, das den Stand der Technik weiterentwickelt und die derzeit bekannten Verfahren zum Konstruieren von angetriebenen Aktuatoren für Fahrzeugverschlussplatten verbessert.
Es ist ein verwandter Aspekt, einen angetriebenen Aktuator bereitzustellen, der zuverlässig, kompakt und wirtschaftlich in der Herstellung, Montage und im Gebrauch ist.
Ein verwandter Aspekt ist es, einen elektrischen Aktuator zur Verfügung zu stellen, der das Trägheitsmoment einer Verschlussplatte reduziert und dadurch ein zuverlässiges Öffnen und Schließen der Verschlussplatte mit einem Elektromotor geringerer Größe ermöglicht.
Es ist ein verwandter Aspekt, einen angetriebenen Aktuator bereitzustellen, der die Notwendigkeit eines Zwischengestänges zur Verbindung eines distalen Endes eines ausfahrbaren Elements mit der Fahrzeugkarosserie oder der Personentür eliminiert, wodurch Kosten, Komplexität und Gewicht des angetriebenen Aktuators reduziert werden.
Es ist ein verwandter Aspekt, einen angetriebenen Aktuator zur Verfügung zu stellen, der leicht für die Verwendung mit einer Anzahl von Verschlussplattenkonfigurationen anpassbar ist, sowohl während der Erstausrüstungsherstellung als auch im Nachrüstungsmarkt.
In Übereinstimmung mit diesen und anderen Aspekten wird ein angetriebener Aktuator zum Bewegen einer Kraftfahrzeug-Verschlussplatte von einer geschlossenen Position in eine offene Position bereitgestellt. Der angetriebene Aktuator umfasst einen Elektromotor, der so ausgebildet ist, dass er eine angetriebene Welle dreht, und ein Getriebe, das mit der angetriebenen Welle gekoppelt ist. Ein ausfahrbares Element ist vorgesehen, das sich entlang einer Achse durch das Getriebe zu einem proximalen Ende auf einer Seite des Getriebes und zu einem distalen Ende auf einer gegenüberliegenden Seite des Getriebes erstreckt. Das proximale Ende des ausfahrbaren Elements ist so ausgebildet, dass es schwenkbar mit einer Fahrzeugkarosserie oder dem Verschlusselement gekoppelt ist. Das ausfahrbare Element ist so ausgebildet, dass es sich als Reaktion auf die Drehung der angetriebenen Welle zwischen einer eingefahrenen Position, die der geschlossenen Position der Verschlussplatte entspricht, und einer ausgefahrenen Position, die der offenen Position der Verschlussplatte entspricht, bewegt. Eine Verschmutzungsabdeckung umhüllt mindestens einen Teil des ausfahrbaren Elements, der sich zwischen dem Getriebe und dem distalen Ende des ausfahrbaren Elements erstreckt. Die Verschmutzungsabdeckung ist so ausgebildet, dass sie sich automatisch zwischen einem axial ausgefahrenen Zustand mit einer ersten Länge, während sich das ausfahrbare Element in der eingefahrenen Position befindet, und einem axial eingefahrenen Zustand mit einer zweiten Länge, während sich das ausfahrbare Element in der ausgefahrenen Position befindet, bewegt, wobei die erste Länge größer ist als die zweite Länge. Die verringerte zweite Länge ermöglicht es dem Aktuator und seinem ausfahrbaren Element, innerhalb eines inneren Hohlraums, in dem der Aktuator untergebracht ist, zu schwenken, wodurch eine Beeinträchtigung des Aktuators durch innere Komponenten der Verschlussplatte oder der Fahrzeugkarosserie vermieden wird.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Offenbarung kann die Verschmutzungsabdeckung mit einer Anzahl von Abdeckungsabschnitten versehen sein, die für eine axiale Bewegung entlang der Achse relativ zueinander ausgebildet sind, wodurch die Verschmutzungsabdeckung veranlasst wird, automatisch zwischen der ersten und zweiten Länge zu wechseln.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Offenbarung können die mehreren Abdeckungsabschnitte so ausgebildet werden, dass sie ineinander verschachtelt sind, während sich die Verschmutzungsabdeckung im eingefahrenen Zustand befindet.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Offenbarung kann einer der Deckelabschnitte direkt am Getriebe befestigt werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Offenbarung kann einer der Abdeckungsabschnitte an dem distalen Ende des ausfahrbaren Elements befestigt werden, wodurch der Abdeckungsabschnitt, an dem das distale Ende des ausfahrbaren Elements befestigt ist, veranlasst wird, sich axial in Übereinstimmung mit dem distalen Ende des ausfahrbaren Elements zu bewegen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Offenbarung kann eine Halterung schwenkbar am Getriebe befestigt werden, wobei die Halterung eine Schwenkbewegung des Getriebes relativ zur Halterung ermöglicht.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Offenbarung kann die Halterung mit einer Durchgangsöffnung versehen sein, durch die sich das ausfahrbare Element erstreckt, wobei das ausfahrbare Element so ausgebildet werden kann, dass es innerhalb der Durchgangsöffnung schwenkt, wenn sich das ausfahrbare Element zwischen der ausgefahrenen und der eingefahrenen Position bewegt.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Offenbarung kann die Achse des ausfahrbaren Elements in einer im Allgemeinen senkrechten Beziehung zu einer Ebene der Montageplatte angeordnet sein, während sich der angetriebene Aktuator in der eingefahrenen Position befindet, und in eine schräge Beziehung zur Ebene der Montageplatte übergehen, während sich der angetriebene Aktuator in der ausgefahrenen Position befindet.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Offenbarung kann die Halterung so ausgebildet sein, dass sie vom proximalen Ende des ausfahrbaren Elements aus an der anderen Seite der Fahrzeugkarosserie oder des Verschlusselements befestigt wird.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Offenbarung kann das proximale Ende des ausfahrbaren Elements so ausgebildet sein, dass es schwenkbar mit der Fahrzeugkarosserie gekoppelt ist, und die Halterung kann so ausgebildet sein, dass sie an dem Verschlusselement befestigt ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Offenbarung sind die Halterung an einer Seite des Getriebes und die Verschmutzungsabdeckung an einer gegenüberliegenden Seite des Getriebes befestigt.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Offenbarung wird ein Verfahren zum Konstruieren eines angetriebenen Aktuators zum Bewegen einer Verschlussplatte eines Kraftfahrzeugs zwischen einer geschlossenen Position und einer offenen Position bereitgestellt. Das Verfahren umfasst das Konfigurieren eines Elektromotors zum Antrieb einer angetriebenen Welle und das Koppeln eines Getriebes mit der angetriebenen Welle. Anordnen eines ausfahrbaren Elements durch das Getriebe, wobei sich das ausfahrbare Element zu einem proximalen Ende auf einer Seite des Getriebes und zu einem distalen Ende auf einer gegenüberliegenden Seite des Getriebes erstreckt, und Bereitstellen des proximalen Endes, das so ausgebildet ist, dass es schwenkbar mit einer Fahrzeugkarosserie oder dem Verschlusselement gekoppelt werden kann. Weiterhin Konfigurieren des ausfahrbaren Elements, um sich zwischen einer eingefahrenen Position, die der geschlossenen Position der Verschlussplatte entspricht, und einer ausgefahrenen Position, die der offenen Position der Verschlussplatte entspricht, als Reaktion auf die Drehung der angetriebenen Welle zu bewegen. Ferner das Umhüllen mindestens eines Teils des ausfahrbaren Elements, das sich zwischen dem Getriebe und dem distalen Ende erstreckt, mit einer Verschmutzungsabdeckung. Und Konfigurieren der Verschmutzungsabdeckung, um sich zwischen einem axial ausgefahrenen Zustand mit einer ersten Länge, während sich das ausfahrbare Element in der eingefahrenen Position befindet, und einem axial eingefahrenen Zustand mit einer zweiten Länge zu bewegen, während sich das ausfahrbare Element in der ausgefahrenen Position befindet, wobei die erste Länge größer als die zweite Länge ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Offenbarung kann das Verfahren das Bereitstellen der Verschmutzungsabdeckung mit einer Anzahl von Abdeckungsabschnitten umfassen, die so ausgebildet sind, dass sie sich teleskopisch relativ zueinander bewegen, wenn sich die Verschmutzungsabdeckung zwischen dem axial ausgefahrenen Zustand und dem axial eingezogenen Zustand bewegt.
Gemäß einem anderen Aspekt der Offenbarung kann das Verfahren das Konfigurieren des ausfahrbaren Elements zur Befestigung an der Fahrzeugkarosserie oder dem Verschlusselement umfassen, ohne ein Zwischengestänge zwischen dem ausfahrbaren Element und der Fahrzeugkarosserie oder dem Verschlusselement einzubauen.
Gemäß einem anderen Aspekt der Offenbarung kann das Verfahren das schwenkbare Anbringen einer Halterung an dem Getriebe umfassen, um eine Schwenkbewegung des Getriebes relativ zu der Halterung zu ermöglichen, wobei die Halterung für eine direkte Befestigung an einem der Verschlusselemente und der Fahrzeugkarosserie ausgebildet ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Offenbarung kann das Verfahren das Bereitstellen der Halterung mit einer Durchgangsöffnung und das Ausfahren des ausfahrbaren Elements durch diese hindurch umfassen, wobei das ausfahrbare Element so ausgebildet werden kann, dass es innerhalb der Durchgangsöffnung schwenkt, wenn sich das ausfahrbare Element zwischen der ausgefahrenen und der eingefahrenen Position bewegt.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Offenbarung kann das Verfahren das schwenkbare Befestigen der Halterung an einer Seite des Getriebes, das Befestigen eines der Abdeckungsabschnitte direkt an einer gegenüberliegenden Seite des Getriebes und das Befestigen eines anderen der Abdeckungsabschnitte am distalen Ende des ausfahrbaren Elements umfassen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Offenbarung umfasst ein angetriebener Aktuator zum Bewegen einer Verschlussplatte eines Kraftfahrzeugs zwischen einer geschlossenen Position und einer offenen Position einen Elektromotor, der so ausgebildet ist, dass er eine angetriebene Welle dreht, ein Getriebe, das mit der angetriebenen Welle gekoppelt ist, ein Getriebegehäuse, das das Getriebe umschließt und zwei Öffnungen aufweist, die jeweils mit einem Innenraum des Getriebegehäuses verbunden sind, ein ausfahrbares Element, das sich durch beide Öffnungen und durch das Getriebe erstreckt und ein proximales Ende aufweist, das so ausgebildet ist, dass es entweder mit einer Fahrzeugkarosserie oder der Verschlussplatte schwenkbar gekoppelt ist, wobei das ausfahrbare Element so ausgebildet ist, dass es sich als Reaktion auf die Drehung der angetriebenen Welle zwischen einer eingefahrenen Position, die der geschlossenen Position der Verschlussplatte entspricht, und einer ausgefahrenen Position, die der offenen Position der Verschlussplatte entspricht, bewegt, wobei eine erste Abdeckung mit dem Gehäuse verbunden ist, um das ausfahrbare Element abzudichten, das sich von einer der Öffnungen erstreckt, und eine zweite Abdeckung mit dem Gehäuse verbunden ist, um das ausfahrbare Element abzudichten, das sich von der anderen der Öffnungen erstreckt. In einem verwandten Aspekt sind die erste Abdeckung und die zweite Abdeckung zusammenklappbar. In einem weiteren verwandten Aspekt sind die erste Abdeckung und die zweite Abdeckung separat und voneinander getrennt. In einem verwandten Aspekt sind die erste Abdeckung und die zweite Abdeckung aus einem flexiblen Material gebildet.
Weitere Anwendungsbereiche werden sich aus der vorliegenden Beschreibung ergeben.
Figurenliste
Die hier beschriebenen Zeichnungen dienen nur zur Veranschaulichung ausgewählter Ausführungsformen und nicht aller möglichen Implementierungen und sollen den Umfang der vorliegenden Offenbarung nicht einschränken. Andere Vorteile der vorliegenden Ausführungsformen als hierin ausdrücklich erörtert werden leicht geschätzt werden, wie das gleiche wird besser durch Bezugnahme auf die folgende detaillierte Beschreibung und beigefügten Ansprüche zu verstehen, wenn in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen betrachtet, wobei:

1 ist eine Seitenansicht eines beispielhaften Kraftfahrzeugs, das mit einem kraftbetätigten Verschlusselement-Betätigungssystem ausgestattet ist, das sich zwischen der Fahrzeug-Schwenktür und einer Fahrzeugkarosserie befindet, gemäß Aspekten der Offenbarung,
2 ist eine weggebrochene Innenseitenansicht eines in 1 gezeigten Verschlusselements, wobei verschiedene Komponenten nur zur Verdeutlichung entfernt wurden, in Bezug auf einen Teil der Fahrzeugkarosserie, der mit dem elektrischen Verschlusselement-Betätigungssystem gemäß Aspekten der Offenbarung ausgestattet ist,
3A zeigt einen ersten angetriebenen Aktuator gemäß den Aspekten der Offenbarung,
3B zeigt eine Explosionsdarstellung der Komponenten innerhalb des ersten angetriebenen Aktuators von 3A gemäß den Aspekten der Offenbarung,
4 zeigt eine seitliche Teilschnittansicht des ersten angetriebenen Aktuators gemäß den Aspekten der Offenbarung,
5 zeigt die Frontansicht des ersten angetriebenen Aktuators gemäß den Aspekten der Offenbarung,
6A zeigt eine perspektivische Rückansicht eines zweiten angetriebenen Aktuators ähnlich dem ersten angetriebenen Aktuator von 3A mit einer Teleskopabdeckung in einem ausgefahrenen Zustand gemäß Aspekten der Offenbarung,
6B zeigt eine perspektivische Rückansicht des zweiten angetriebenen Aktuators von 6A mit einer Teleskopabdeckung in einem zusammengeklappten Zustand gemäß Aspekten der Offenbarung,
7 zeigt eine perspektivische Vorderansicht des zweiten angetriebenen Aktuators von 6A gemäß Aspekten der Offenbarung,
8 zeigt eine Draufsicht auf den zweiten angetriebenen Aktuator von 6A mit der Teleskopabdeckung in einem ausgefahrenen Zustand gemäß Aspekten der Offenbarung,
9 zeigt eine Draufsicht auf den zweiten angetriebenen Aktuator von 6A mit der Teleskopabdeckung in einem eingefahrenen Zustand und dem zweiten angetriebenen Aktuator in einer geschwenkten Position relativ zu der in 8 gezeigten Position, gemäß Aspekten der Offenbarung,
10 zeigt ein schematisches Blockdiagramm von Komponenten innerhalb eines angetriebenen Aktors des Standes der Technik,
11 zeigt ein schematisches Blockdiagramm von Komponenten innerhalb eines angetriebenen Aktuators gemäß Aspekten der Offenbarung,
12 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zur Konstruktion eines angetriebenen Aktuators zum Bewegen einer Verschlussplatte eines Kraftfahrzeugs zwischen einer geschlossenen Position und einer geöffneten Position gemäß einem anderen Aspekt der Offenbarung darstellt,
13 ist eine obere Teilschnittansicht einer Verschlussplatte in einer geschlossenen Position mit dem ausfahrbaren Element in einer eingefahrenen Position, das sich jedoch im Wesentlichen in den inneren Hohlraum der Verschlussplatte erstreckt, und mit einer Abdeckung oder einem Deckel in einer ausgefahrenen Position, die auch eine Fensterscheibe und ein Innenpaneel zeigen, die an das ausfahrbare Element in einer nicht störenden Weise angrenzen,
14 ist eine obere Teilschnittansicht einer Verschlussplatte in einer offenen Position mit dem ausfahrbaren Element in einer ausgefahrenen Position, die sich jedoch nicht wesentlich in den inneren Hohlraum der Verschlussplatte erstreckt, und mit einer Abdeckung oder einem Deckel in einer zusammengeklappten Position, die auch eine Fensterscheibe und ein inneres Paneel neben dem ausfahrbaren Element in einer nicht störenden Weise mit dem ausfahrbaren Element und mit der Abdeckung zeigt.
15 zeigt eine perspektivische Vorderansicht eines dritten angetriebenen Aktuators mit einem ausfahrbaren Element in einer ausgefahrenen Position, die einer geöffneten Türposition gemäß den Aspekten der Offenbarung entspricht,
16 zeigt eine perspektivische Vorderansicht des dritten angetriebenen Aktuators von 15 mit einem ausfahrbaren Element in einer eingefahrenen Position, die einer geschlossenen Türposition gemäß Aspekten der Offenbarung entspricht, und
17 ist eine Querschnittsansicht des angetriebenen Aktuators aus 15, die eine Stützanordnung für ein Drehmomentrohr gemäß Aspekten der Offenbarung zeigt.

Entsprechende Referenznummern kennzeichnen entsprechende Teile in den verschiedenen Ansichten der Zeichnungen.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
Ausführungsbeispiele werden nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ausführlicher beschrieben.
In 1 ist zunächst ein Beispiel für ein Kraftfahrzeug 10 dargestellt, das eine erste Personentür 12 aufweist, die über ein oberes Türscharnier 16 und ein unteres Türscharnier 18, die in gestrichelten Linien dargestellt sind, schwenkbar an einer Fahrzeugkarosserie 14 angebracht ist. Gemäß der vorliegenden Offenbarung ist ein Kraft-Verschlusselement-Betätigungssystem 20 schwenkbar zwischen der ersten Personentür 12 und der Fahrzeugkarosserie 14 verbunden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Kraft-Verschlusselement-Betätigungssystem 20 im Allgemeinen einen kraftbetätigten Aktuatormechanismus oder Aktuator 22, der in einem inneren Hohlraum der Personentür 12 befestigt ist, und einen Drehantriebsmechanismus, der durch den kraftbetätigten Aktuatormechanismus 22 angetrieben wird und antriebsmäßig mit der Fahrzeugkarosserie 14 gekoppelt ist. Die angetriebene Drehung des Drehantriebsmechanismus bewirkt eine gesteuerte Schwenkbewegung der Personentür 12 relativ zur Fahrzeugkarosserie 14. Gemäß dieser bevorzugten Konfiguration ist der kraftbetätigte Aktuatormechanismus 22 schwenkbar an die geschlossene Fläche der Tür 12 zwischen den Scharnieren 16, 18 gekoppelt und befindet sich in unmittelbarer Nähe zu dieser, während der Drehantriebsmechanismus schwenkbar an die Fahrzeugkarosserie 14 gekoppelt ist. Fachleute werden jedoch erkennen, dass alternative Einbaukonfigurationen für das Kraft-Verschlusselement-Betätigungssystem 20 verfügbar sind, um den verfügbaren Einbauraum unterzubringen. Eine solche alternative Einbaukonfiguration kann die Montage des kraftbetätigten Betätigungsmechanismus 22 an der Fahrzeugkarosserie 14 und die antriebsmäßige Verbindung des Drehantriebsmechanismus mit der Tür 12 umfassen.
Das obere Türscharnier 16und das untere Türscharnier 18 bestehen jeweils aus einem türmontierten Scharnierteil und einem karosseriemontierten Scharnierteil, die durch einen Scharnierstift oder -zapfen schwenkbar miteinander verbunden sind. Die türmontierte Scharnierkomponente wird im Folgenden als Türscharnierband bezeichnet, während die karosseriemontierte Scharnierkomponente im Folgenden als Karosseriescharnierband bezeichnet wird. Während das Kraft-Verschlusselement-Betätigungssystem 20 nur in Verbindung mit der vorderen Personentür 12 gezeigt wird, erkennen Fachleute, dass das Kraft-Verschlusselement-Betätigungssystem 20 auch mit jedem anderen Verschlusselement (z. B. Tür oder Heckklappe) des Fahrzeugs 10 verbunden werden kann, wie z. B. mit den hinteren Personentüren 17 und der Kofferraumklappe 19.
Kraft-Verschlusselement-Betätigungssystem 20 ist allgemein in 2 dargestellt und dient, wie erwähnt, zum kontrollierten Schwenken der Fahrzeugtür 12 relativ zur Fahrzeugkarosserie 14 zwischen einer offenen und einer geschlossenen Position. Wie in 2 gezeigt, umfasst das untere Scharnier 18 des Kraft-Verschlusselement-Betätigungssystems 20 ein Türscharnierband 28, das mit der Fahrzeugtür 12 verbunden ist, und ein Karosseriescharnierband 30, das mit der Fahrzeugkarosserie 14 verbunden ist. Das Türscharnierband 28 und das Karosserie-Scharnierband 30 des unteren Türscharniers 18 sind entlang einer allgemein vertikal ausgerichteten Schwenkachse A über einen Scharnierstift 32 miteinander verbunden, um die schwenkbare Verbindung zwischen dem Türscharnierband 28und dem Karosserie-Scharnierband 30 herzustellen. Es kann jedoch auch jeder andere Mechanismus oder jede andere Vorrichtung verwendet werden, um die schwenkbare Verbindung zwischen dem Türscharnierband 28 und dem Karosserie-Scharnierband 30 herzustellen, ohne dass dies vom Umfang der vorliegenden Offenbarung abweicht.
Wie in 2 am besten dargestellt, umfasst das Kraft-Verschlusselement-Betätigungssystem 20 den kraftbetätigten Aktuatormechanismus 22 mit einer Motor- und Getriebebaugruppe 34, die starr mit der Fahrzeugtür 12 verbunden werden kann. In der Figur ist das Kraft-Schließelement-Betätigungssystem 20 schwenkbar mit der Schließfläche 162 der Fahrzeugtür 12 verbunden. Die Motor- und Getriebebaugruppe 34 ist so ausgebildet, dass sie eine Drehkraft um die Schwenkachse A erzeugt. In der bevorzugten Ausführungsform umfasst die Motor- und Getriebebaugruppe 34 einen Elektromotor 36, der mit einer Drehzahlreduzierungs-/Drehmomentvervielfachungsbaugruppe 38 als Getriebe mit einer oder mehreren Stufen mit einem Übersetzungsverhältnis betriebsmäßig gekoppelt ist, das es dem Motor 36 und der Getriebebaugruppe 34 ermöglicht, eine Drehkraft mit einem hohen Ausgangsdrehmoment durch eine sehr niedrige Drehzahl des Elektromotors 36 zu erzeugen. Es kann jedoch auch jede andere Anordnung von Motor und Getriebebaugruppe 34 verwendet werden, um die erforderliche Drehkraft zu erzeugen, ohne dass dies vom Anwendungsbereich der vorliegenden Offenbarung abweicht. Der Elektromotor 36 wird von einer Elektronik gesteuert, die in 2 beispielsweise als Block 50 dargestellt ist und die einen Mikroprozessor 110 und eine Leistungselektronik 92, wie z.B. H-Brücken-FETS, umfassen kann, die von dem Mikroprozessor 110 gesteuert werden. Der Controller 50 ist elektrisch mit Befehlsquellen, wie z. B. einem Türöffnungs- oder -schließungsschalter 53, oder mit einem anderen Controller 66, wie z. B. einem Body Control Module oder einem Authentifizierungscontroller, wie z. B. einem PKE-Controller, verbunden.
Die Motor- und Getriebebaugruppe 34 umfasst eine Montagehalterung 40 zur Herstellung der verbindbaren Beziehung mit der Fahrzeugtür 12 und dem kraftbetätigten Aktuatormechanismus 22. Die verbindbare Beziehung des kraftbetätigten Aktuatormechanismus 22 mit der Fahrzeugtür 12 über die Montagehalterung 40 ist als eine Schwenkverbindung dargestellt, die es dem kraftbetätigten Aktuatormechanismus 22 ermöglicht, um eine Schwenkachse B zu schwenken, z. B. mit Drehungen, die in 2 mit PA angegeben sind. Die Montagehalterung 40 ist so ausgebildet, dass sie mit der Fahrzeugtür 12 zwischen dem oberen Türscharnier 16 und dem unteren Scharnier 18 verbunden werden kann und beispielsweise mit der Schließfläche 162 verbunden werden kann. Die Schließfläche 162 umfasst eine Ausnehmung oder eine Öffnung, durch die die Antriebswelle 42 hindurchgeführt werden kann, wobei eine solche Ausnehmung in der Regel mit dem Durchgang eines Türfeststellglieds verbunden sein kann. Wie in 2 weiter gezeigt, wird durch diese Montage der Motorbaugruppe 34 in der hierin beschriebenen Weise der kraftbetätigte Aktuatormechanismus 22 des Kraft-Verschlusselement-Betätigungssystems 20 in unmittelbarer Nähe der Drehachse B angeordnet. Die Montage der Motor- und Getriebebaugruppe 34 in der Nähe der Drehachse B der Fahrzeugtür 12 minimiert die Auswirkung, die das Kraft-Verschlusselement-Betätigungssystem 20 auf ein Massenträgheitsmoment (d.h. die Drehachse A) der Fahrzeugtür 12 haben kann, wodurch die Bewegung der Fahrzeugtür 12 zwischen ihrer offenen und geschlossenen Position verbessert oder erleichtert wird. Durch die Verringerung der Masse des Aktuators und die Verlagerung der Masse des Aktuators 22 näher an die Schwenkachse A wird die Masse der Tür 14 verringert und der Massenschwerpunkt näher an die Schwenkachse C verlagert, wodurch die Leistung und/oder Größe des Motors 36 verringert werden kann. Darüber hinaus ermöglicht, wie auch in 2 gezeigt, die Montage der Motor- und Getriebebaugruppe 34 näher an der Schwenkachse A der Fahrzeugtür 12, dass das Kraft-Verschlusselement-Betätigungssystem 20 vor einem A-Säulen-Glaslaufkanal und anderen inneren Türkomponenten und Blechpaneelen, die mit der Fahrzeugtür 12 verbunden sind, untergebracht werden kann, und vermeidet somit jegliche Beeinträchtigung einer Glasfensterfunktion der Fahrzeugtür 12. Anders ausgedrückt, kann das Kraft-Verschlusselement-Betätigungssystem 20 in einem Teil eines inneren Türhohlraums 39 innerhalb der Fahrzeugtür 12 untergebracht werden, der nicht verwendet wird, und reduziert oder eliminiert daher die Beeinträchtigung vorhandener Hardware/Mechanismen innerhalb der Fahrzeugtür 12. Obwohl das Kraft-Verschlusselement-Betätigungssystem 20 so dargestellt ist, dass es zwischen dem oberen Türscharnier 16 und dem unteren Scharnier 18 der Fahrzeugtür 12 montiert ist, kann das Kraft-Verschlusselement-Betätigungssystem 20 alternativ auch an einer anderen Stelle innerhalb der Fahrzeugtür 12 oder sogar an der Fahrzeugkarosserie 14 montiert werden, ohne dass dies vom Umfang der vorliegenden Offenbarung abweicht.
Das kraftbetätigte Verschlusselement-Betätigungssystem 20 umfasst ferner den Drehantriebsmechanismus, der durch den kraftbetätigten Aktuatormechanismus 22 rotierend angetrieben wird. Wie in 2 dargestellt, umfasst der Drehantriebsmechanismus eine Antriebswelle 42, die mit einem Abtriebselement des Getriebes 38 der Motor- und Getriebebaugruppe 34 verbunden ist und die sich von beiden Seiten des Getriebes 38 ausdehnt und zurückzieht. Zusätzlich kann als optionale Konfiguration, obwohl nicht ausdrücklich gezeigt, eine Kupplung, wie z. B. eine mechanische oder elektrische Kupplung, zwischen dem Drehausgang des Getriebes 38 und dem ersten Ende 44 der Antriebswelle 42 angeordnet sein. Die Kupplung kann mit jeder geeigneten Art von Kupplungsmechanismus ein- und auskuppeln, wie z. B. einem Satz von Klemmkörpern, Rollen, einer Umschlingungsfeder, Reibungsplatten oder einem anderen geeigneten Mechanismus. Die Kupplung kann vorgesehen sein, um zu ermöglichen, dass die Tür 12 durch den Benutzer manuell zwischen ihrer offenen und geschlossenen Position relativ zur Fahrzeugkarosserie 14 bewegt werden kann. Eine solche Kupplung kann z. B. auch zwischen dem Ausgang des Elektromotors 36 und dem Eingang des Getriebes 38 angeordnet sein. Die Anordnung dieser optionalen Kupplung kann unter anderem davon abhängen, ob das Getriebe 38 eine rückwärtsgerichtete Verzahnung aufweist oder nicht. In einer anderen möglichen Konfiguration kann das Kraft-Verschlusselement-Betätigungssystem 20 keine Kupplung aufweisen, wodurch die Masse des Kraft-Verschlusselement-Betätigungssystems 20 und der Tür 14 reduziert wird. Möglicherweise kann das Getriebe 38 ein „rücktreibbares“ Getriebe umfassen, um es einem Benutzer zu ermöglichen, die Tür 14 manuell zu bewegen, wodurch die Verzahnung des Getriebes 38 zum Drehen veranlasst wird. Möglicherweise kann das Getriebe 38 alternativ ein nicht rücktreibbares Getriebe umfassen, das verhindert, dass ein Benutzer die Tür 14 manuell bewegt, wodurch die Verzahnung des Getriebes 38 nicht durch die Bewegung der Tür 14 zum Drehen veranlasst werden kann, sondern nur eine Aktivierung des Motors 22 die Verzahnung des Getriebes 38 zum Drehen veranlasst, um die Tür 14 zu bewegen. Ein Bremsmechanismus, der jede Drehung des Motors 22, des Getriebes 36 oder eine Bewegung der Antriebswelle 42 verhindert, kann auch nicht mit dem Kraft-Verschlusselement-Betätigungssystem 20 vorgesehen werden, um auch die Masse des Kraft-Verschlusselement-Betätigungssystems 20 und der Tür 14 weiter zu reduzieren.
Um eine Winkelbewegung aufgrund der Schwenkbewegung der Tür 12 relativ zur Fahrzeugkarosserie 14 auszugleichen, umfasst das elektrische Verschlusselement-Betätigungssystem 20 außerdem eine Schwenkverbindung 45, die zwischen der Fahrzeugkarosserie 14 und dem ersten Ende 44 der Antriebswelle 42 angeordnet ist. Das zweite Ende 46 der Antriebswelle 42 ist so ausgebildet, dass es sich in den Hohlraum 39 hinein- und herausbewegt, wenn die Antriebswelle 42 durch das Getriebe 38 in Reaktion auf die Betätigung des Motors 36 angetrieben wird. Bei der Verbindung 45 handelt es sich um eine Stift- und Buchsenverbindung, die eine Drehung der Antriebswelle 42 um eine Achse C ermöglicht, die sich parallel oder im Wesentlichen parallel zur Schwenkachse A der Tür 14 und zur Schwenkachse B des kraftbetätigten Aktuatormechanismus 22 erstreckt. Die Verschiebung der Antriebswelle 42 durch den Betrieb der Motor- und Getriebebaugruppe 34 bewirkt, dass die Tür 12 von der Fahrzeugkarosserie 14 weggedrückt wird, wenn die Antriebswelle 42 aus dem Hohlraum 39 zurückgezogen wird, und dass die Tür 12 zur Fahrzeugkarosserie 14 hin gezogen wird, wenn die Antriebswelle 42 in den Hohlraum 39 verschoben wird. Infolgedessen ist das Betätigungssystem 20 in der Lage, die Bewegung der Fahrzeugtür 12 zwischen ihrer offenen und geschlossenen Position zu bewirken, indem es „direkt“ eine Drehkraft auf die Fahrzeugkarosserie 14 über eine lineare Verschiebung der angetriebenen Antriebswelle 42 in dem dargestellten Beispiel von 2 überträgt. Wenn die Motor- und Getriebebaugruppe 34 mit der Fahrzeugtür 12 in der Nähe der Schließfläche 162 verbunden ist, kann sich das zweite Ende 46 der Antriebswelle 42 innerhalb des Hohlraums 39 hin- und herbewegen und schwenken, während sich die angetriebene Welle 42 innerhalb des Getriebes 38 hin- und herbewegt. Basierend auf dem verfügbaren Platz innerhalb des Türhohlraums 39 kann das zweite Ende 46 der Antriebswelle 42 eine Kollision mit internen Komponenten innerhalb des Hohlraums 49 vermeiden, wenn der kraftbetätigte Aktuatormechanismus 22 um die Achse B schwenkt, da beispielsweise die Antriebswelle 42 aus dem Hohlraum 39 zurückgezogen wird, wenn die Tür 12 geöffnet wird.
Die 3A - 3B illustrieren einen zweiten angetriebenen Aktuator 122 gemäß Aspekten der Offenbarung. Insbesondere zeigt 3B den Elektromotor 36, der so ausgebildet ist, dass er eine angetriebene Welle 166 zum Drehen eines Schneckenrads 168 dreht. Die angetriebene Welle 166 wird von einem proximalen Lager 170 und einem distalen Lager 172 getragen. Im eingebauten Zustand der Tür 12 kann die Welle parallel oder im Wesentlichen parallel zur Y-Achse verlaufen. Das proximale Lager 170 ist in einer Motorhalterung 174 gelagert, die an einem axialen Ende des Elektromotors 36 angebracht ist, um den Motor mit dem Getriebe 140 zu verbinden. Das proximale Lager 170 ist als Kugellager dargestellt und das distale Lager 172 ist als Gleitlager oder Buchse dargestellt. Jedes der Lager 170, 172 kann jedoch ein anderer Lagertyp sein, wie z. B. ein Gleitlager, ein Kugellager, ein Rollenlager oder ein Nadellager. 3B zeigt auch interne Komponenten des hochauflösenden Positionssensors 144, einschließlich eines Magnetrads 180, das so gekoppelt ist, dass es sich mit der angetriebenen Welle 166 dreht und eine Anzahl von Permanentmagneten enthält. Das in 3B gezeigte Magnetrad 180 hat sechs Permanentmagneten, aber das Magnetrad 180 kann eine beliebige Anzahl von Magneten enthalten. Der hochauflösende Positionssensor 144 umfasst auch einen Halleffekt-Sensor 182, der so ausgebildet ist, dass er eine Bewegung der Permanentmagneten im Magnetrad 180 erfasst und als Reaktion auf die Drehbewegung des Magnetrads 180 ein elektrisches Signal erzeugt. Der hochauflösende Positionssensor 144 umfasst auch ein Sensorgehäuse 184, das das Magnetrad 180 und den Halleffekt-Sensor 182 ganz oder teilweise umschließt.
4 zeigt eine Teilschnittansicht des zweiten angetriebenen Aktuators 122 gemäß Aspekten der Offenbarung. 4 zeigt die allgemeine Anordnung des Getriebes 140, wobei das hierin beschriebene Getriebe 38 eine ähnliche Konfiguration aufweisen würde, einschließlich eines Getriebegehäuses 141, das sich zwischen einem Adapter 142 zum festen Verbinden des Getriebes 140 mit der Schließfläche 162 in einer nicht schwenkbaren Weise und einer Abdeckung 148 zum Umschließen und Abdichten des zweiten Endes 46 der Antriebswelle 42 erstreckt. Der Elektromotor 36 ist beispielsweise über die Motorhalterung 174 an einer Position unterhalb des Getriebes 140 an dem Getriebegehäuse 141 befestigt, so dass die Motorwelle 166 senkrecht zu einem ausfahrbaren Element 134 angeordnet ist, wie es oben als Beispiel für die Antriebswelle 42 beschrieben wurde. Der Adapter 142 ist in 3A und 4 als drehfest mit dem Gehäuse 141 dargestellt, jedoch kann der Adapter 142 als drehbar gekoppelt modifiziert werden, indem er schwenkbar mit dem Gehäuse 141 um eine Schwenkachse B verbunden ist, wie hierin unter Bezugnahme auf die Schwenkverbindung 45 des angetriebenen Aktuators 22 beschrieben. Das Gehäuse 141 ist beispielsweise aus einer starken lasttragenden Struktur gebildet, die aus einem Material, wie z.B. Metall, gebildet ist, das durch Gießen gebildet sein kann. Der erste kraftbetätigte Aktuator 22 und der zweite kraftbetätigte Aktuator 122 sind somit baugleich, unterscheiden sich jedoch hinsichtlich der Verbindung des Gehäuses 141 mit der Fahrzeugtür 12.
4 zeigt auch die inneren Details des Getriebes 140, einschließlich einer Führungsmutter 190, die in Gewindeeingriff mit dem ausfahrbaren Element 134 angeordnet ist, das als Leitspindel ausgebildet ist. Die in 4 gezeigte Konfiguration von Leitspindel und Führungsmutter kann ein relativ geringes Spiel aufweisen, wodurch die Korrelation zwischen der vom hochauflösenden Positionssensor 144 erfassten Position und der tatsächlichen Position des Verschlusses verbessert wird. Eine solche hochpräzise Erfassung kann die Servosteuerung des angetriebenen Aktuators 22, 122 verbessern. Das ausfahrbare Element 134 wird durch die Drehung der Mutter 190 angetrieben, so dass die Mutter 190 in ihrer Position relativ zum Getriebe 140 verbleibt, während sich das ausfahrbare Element 134 linear verschiebt, wenn die Mutter 190 gedreht wird, um sich relativ zum Getriebe 140 zu bewegen. Das Getriebegehäuse 140 kann auf die in der internationalen Patentanmeldung Nr. CA2020051473 beschriebene Weise abgedichtet sein.
Die Führungsmutter 190 ist in einem röhrenförmigen Drehmomentrohr 192 befestigt. Insbesondere umfasst die Führungsmutter 190 ein Flanschende 194, das radial nach außen ragt und an einem Ende neben dem Adapter 142 in ein axiales Ende des Drehmomentrohrs 192 eingreift. Das Drehmomentrohr 192 wird innerhalb eines Getriebegehäuses 141 durch ein Paar von Rohrstützen 196 gehalten, wobei jede der Rohrstützen 196 um das Drehmomentrohr 192 an oder in der Nähe eines entsprechenden axialen Endes davon angeordnet ist. Eine oder beide der Rohrstützen 196 können ein Lager enthalten, wie z. B. ein Kugellager oder ein Rollenlager. Ein Schneckenzahnrad 198 ist um das Drehmomentrohr 192 herum zwischen den Rohrstützen 196 angeordnet und damit drehbar befestigt. Das Schneckenradzahnrad 198 steht in Kämmeingriff mit dem Schneckenrad 168 (in 3B dargestellt), wodurch das Drehmomentrohr 192 und die Führungsmutter 190 in Reaktion auf den Elektromotor 36, der das Schneckenrad 168 antreibt, gedreht werden. Die Rohrstützen 196 unterstützen die Abstützung des Drehmomentrohrs 192 gegen Belastungen, die durch das ausfahrbare Element 42, 134 während des Betriebs des angetriebenen Aktuators 22, 122 aufgebracht werden, der versucht, das Drehmomentrohr 198 relativ zum Gehäuse 141 zu schwenken, und als solches ist das Schwenken des angetriebenen Aktuators 22, 122 auf das Schwenken um die Achse B beschränkt, während das Schwenken des Zahnrads des Getriebes 38, 140 auf eine Bewegung der Zahnräder um eine feste Drehachse relativ zum Getriebegehäuse 141 beschränkt ist, um das ausfahrbare Element 42, 134 zu betätigen, und nicht, um eine Anpassung an die Winkeländerung des ausfahrbaren Elements 42, 134 während des Öffnens und Schließens der Tür 12 zu ermöglichen, um eine Bindung des ausfahrbaren Elements 42, 134 mit der Verzahnung des Getriebes 38, 140 zu vermeiden.
Der in 4 dargestellte erste angetriebene Aktuator 122 umfasst auch einen Wegbegrenzer 200, der an einem axialen Ende des ausfahrbaren Elements 134 gegenüber (d. h. am weitesten entfernt) der Verbindung 130 angeordnet ist. Der Wegbegrenzer 200 ist so ausgebildet, dass er mit einem Teil des Getriebes 140, wie z. B. dem Drehmomentrohr 192, in Eingriff kommt, um die axiale Ausdehnung des ausfahrbaren Elements 134 zu begrenzen. Insbesondere umfasst der Wegbegrenzer 200 einen Puffer 202 aus elastischem Material, wie z. B. Gummi, mit einer röhrenförmigen Form, die sich um das ausfahrbare Element 134 angrenzend an dessen axiales Ende erstreckt. Eine Halteklammer 204 hält den Puffer 202 am axialen Ende des ausfahrbaren Elements 134 fest. Die Halteklammer 204 kann jede geeignete Hardware umfassen, z. B. eine Unterlegscheibe, eine Mutter, einen Splint, einen E-Clip oder einen C-Clip, wie z. B. einen Sprengring.
5 zeigt eine Schnittansicht des zweiten angetriebenen Aktuators 122 gemäß den Aspekten der Offenbarung. Insbesondere erstreckt sich die Ebene der in 5 dargestellten Schnittansicht durch die angetriebene Welle 166 und eine Ebene des Schneckenrads 198. Wie in 5 gezeigt, umfasst die angetriebene Welle 166 eine Getriebeeingangswelle 224, die über eine Kupplung 228 mit einer Motorwelle 226 des Elektromotors 36 gekoppelt ist. Bei der Kupplung 228 kann es sich um eine feste Kupplung handeln, wie z. B. eine Keilverbindung, die bewirkt, dass sich die Getriebeeingangswelle 224 mit der Motorwelle 226 dreht. Gemäß der dargestellten Ausführungsform ist keine Kupplung zum Auskuppeln des Motors 36 mit der Verzahnung des Getriebes 140 vorgesehen. Ebenso kann keine Kupplung zwischen dem Getriebe 140 und dem ausfahrbaren Element 134 vorgesehen sein. Ein Satz von Eingangslagern 230 hält die Getriebeeingangswelle 224 auf beiden Seiten des Schneckenrads 168. Eines oder beide der Eingangslager 230 können jede Art von Lager sein, wie z. B. ein Kugellager, ein Rollenlager usw.
In einigen Ausführungsformen und wie in 5 gezeigt, sind das Drehmomentrohr 192 und das Schneckenrad 198 als eine integrierte Einheit ausgebildet, wobei die Verzahnung an einem äußeren Umfang und die Führungsmutter 190 an einer inneren Bohrung ausgebildet ist. In einigen Ausführungsformen sind das Drehmomentrohr 192 und das Schneckenrad 198 als eine integrierte Einheit ausgebildet, und die Führungsmutter 190 ist ein separates Teil, das drehfest mit ihr verbunden ist.
Es wird nun weiter auf die 6A-6B verwiesen, die einen Kraftaktuator 122' gemäß den Aspekten der Offenbarung zeigen. Der Kraftaktuator 122' ist in einer nicht-begrenzenden Ausführungsform dargestellt, wobei zu verstehen ist, dass jede der oben besprochenen Ausführungsformen des Kraftaktuators 22, 122 so modifiziert werden kann, dass sie eine Montageanordnung 300 und eine Verschmutzungsabdeckung (Staub, Flüssigkeit und dergleichen), die im Folgenden als Abdeckung 302 bezeichnet wird, wie im Folgenden besprochen, enthält, die beispielsweise mit dem Kraftaktuator 122' verbunden ist. Die Montageanordnung 300 und die Abdeckung 302 arbeiten zusammen, um zu ermöglichen, dass ein Elektromotor 36 des Kraftaktuators 112' unmittelbar neben oder in der Nähe der Schließfläche 162 montiert werden kann, wodurch die Belastungen an den Befestigungspunkten der Montageanordnung 300 und auf das umgebende Material der Verschlussplatte 12, wie die Schließfläche 162, reduziert werden und das Trägheitsmoment der Verschlussplatte 12 verringert wird, zusammen mit anderen Vorteilen, wie im Hinblick auf die nachfolgende Diskussion deutlich wird.
Der angetriebene Aktuator 122' umfasst die oben beschriebenen Merkmale, einschließlich des Elektromotors 36 und eines Getriebes 140, das antriebsmäßig mit dem Elektromotor 36 gekoppelt ist, wobei das Getriebe 140 so ausgebildet ist, dass es ein ausfahrbares Element 134 zwischen einer eingefahrenen Position, die einer geschlossenen Position der Verschlussplatte 12 entspricht, und einer ausgefahrenen Position, die einer offenen Position der Verschlussplatte 12 entspricht, antreibt, wie oben beschrieben. Eine elektromagnetische Bremse (EM-Bremse), die mit dem angetriebenen Aktuator verbunden ist, ist optional und wird nicht gezeigt, wie oben besprochen, jedoch sorgt die Konfiguration des Motors 36 und des Getriebes des angetriebenen Aktuators 22, 122, 122' für die Funktion, die Bewegung des ausfahrbaren Elements 134 zu bremsen, z. B. wenn der Motor 36 nicht angetrieben wird, für den Verzicht auf eine EM-Bremse oder eine andere Bremsvorrichtung, wodurch die Masse des angetriebenen Aktuators 22, 122, 122' reduziert wird. Die Abdeckung 302 ist am Getriebe 140 angebracht und so ausgebildet, dass sie das ausfahrbare Element 134 umschließt, um zu verhindern, dass Verunreinigungen das ausfahrbare Element 134 aus dem inneren Hohlraum 39 erreichen. Die Abdeckung 302 kann, wie oben für die Abdeckung 148 beschrieben, dazu beitragen, das ausfahrbare Element 134 vor Staub oder Schmutz zu schützen und/oder das ausfahrbare Element 134 vor dem Kontakt mit anderen Komponenten innerhalb der Verschlussplatte 12 zu bewahren, wie z. B. dem inneren und/oder dem äußeren Paneel 95, 97 und/oder einem Fenster 99. Die Abdeckung 302 ist als hohles, teleskopisches (entlang der zentralen Längsachse A des ausfahrbaren Elements 134 und der Abdeckung 302 aus- und einziehbares) rohrförmiges Element ausgebildet, beispielsweise mit einer zylindrischen Geometrie oder auf andere Weise, wie im Folgenden erläutert wird. Die Abdeckung 302 ist in illustrativer Weise eine leichte, nicht tragende Struktur, um das Gewicht des Getriebes 140 und des Motors 36 zu tragen, mit anderen Worten, die Abdeckung 302 trägt nicht das Gewicht des Motors 36 und/oder des Getriebes 140. Die Abdeckung 302 kann z. B. aus Gummi oder Kunststoff hergestellt sein.
Die Abdeckung 302 ist so dargestellt, dass sie mehrere Abdeckungsabschnitte aufweist, in einer nicht einschränkenden Ausführungsform vier Abdeckungsabschnitte 302a, 302b, 302c, 302d, die relativ zueinander entlang der Achse D beweglich sind. Die Achse D ist beispielsweise als senkrecht zur Achse B dargestellt. Die Abdeckungsabschnitte 302a, 302b, 302c, 302d sind teleskopartig zueinander angeordnet, wobei der Abdeckungsabschnitt 302a am Getriebe 140 befestigt ist. Der Abdeckabschnitt 302b ist direkt mit dem Abdeckabschnitt 302a gekoppelt, so dass er zumindest teilweise oder vollständig innerhalb des Abdeckabschnitts 302a teleskopierbar ist. Der Abdeckungsabschnitt 302c ist direkt mit dem Abdeckungsabschnitt 302b gekoppelt, um eine Teleskopbewegung zumindest teilweise oder vollständig innerhalb der Abdeckungsabschnitte 302b und 302a zu ermöglichen. Der Abdeckungsabschnitt 302d ist direkt mit dem Abdeckungsabschnitt 302c gekoppelt, so dass er sich zumindest teilweise oder vollständig innerhalb der Abdeckungsabschnitte 302c, 302b und 302a bewegen kann. Dementsprechend sind die Abdeckungsabschnitte 302a, 302b, 302c, 302d axial miteinander verschachtelbar, so dass, wenn sie vollständig verschachtelt (axial zurückgezogen) sind, was der offenen Position der Verschlussplatte 12 entspricht, die Gesamtlänge die Länge des Abdeckungsabschnitts 302a (6B und 9) oder etwas größer ist, z. B. wenn sich die Endabschnitte der Abdeckungsabschnitte 302b, 302c, 302d geringfügig vom Abdeckungsabschnitt 302a nach außen erstrecken, was jedoch nicht erforderlich ist. Das ausfahrbare Element 134 hat ein proximales Ende 316, das an einem Endbereich der Verschmutzungsabdeckung 302 befestigt ist, beispielsweise an einem Endbereich des Endabdeckungsabschnitts 302d befestigt ist. Wenn die Verschlussplatte 12 aus der geschlossenen Position in Richtung und schließlich in die offene Position bewegt wird, zieht das proximale Ende 316 an dem Abdeckungsabschnitt 302d, was ein kaskadenartiges axiales Zurückziehen des Abdeckungsabschnitts 302d in den Abdeckungsabschnitt 302c bewirkt, woraufhin der Abdeckungsabschnitt 302c veranlasst wird, sich axial in den Abdeckungsabschnitt 302b zurückzuziehen, woraufhin der Abdeckungsabschnitt 302b veranlasst wird, sich axial in den Abdeckungsabschnitt 302a zurückzuziehen (6B und 9), wobei sich die Verschlussplatte 12 in der vollständig geöffneten Position befindet. Wenn sich die Verschlussplatte 12 in ihrer vollständig geöffneten Position befindet, kann sich das ausfahrbare Element 134 entlang einer Achse D' erstrecken, die relativ zur Achse D schräg verläuft, so dass das ausfahrbare Element 134 in einer schrägen Beziehung relativ zu einer Ebene P der Halterung 304 geschwenkt wird.
Wenn das ausfahrbare Element 134 aus dem Hohlraum 39 zurückgezogen wird, nimmt die Abdeckung 302 daher eine zusammengeklappte Konfiguration an, so dass weder die Abdeckung 302 noch das ausfahrbare Element 134 während des Schwenkens des angetriebenen Aktuators 122' um die Schwenkachse B mit internen Komponenten innerhalb des Hohlraums 39 kollidieren. Beispielsweise können die Abdeckungsabschnitte 302d am zweiten Ende 46 befestigt werden, so dass die Abdeckung 302 als Reaktion auf die Bewegung des ausfahrbaren Elements 134 zusammengeklappt oder ausgefahren wird.
Unter zusätzlicher Bezugnahme auf 7 und 8 umfasst die Montageanordnung 300 eine Türadapterhalterung, die auch als Montagehalterung 304 bezeichnet wird und für eine schwenkbare Befestigung am Getriebe 140 und für eine feste Befestigung an der Verschlussplatte 12 ausgebildet ist, wodurch die Montagehalterung 304 und das Getriebe 140 mit allem, was funktionsfähig am Getriebe 140 einschließlich des Motors 36 befestigt ist, relativ zueinander schwenken können. In der Figur ist die Halterung 304 für eine schwenkbare Befestigung direkt am Getriebe 140 ausgebildet, so dass eine Bewegung des Getriebes 140 nur zum Schwenken um die Achse B möglich ist. Daher ermöglicht die Halterung 304 eine einachsige Schwenkbewegung des Getriebes 140 um diese Achse herum. Die Halterung 304 ist mit einer Anzahl (Paar, beispielhaft und ohne Einschränkung) von Befestigungsöffnungen 305 dargestellt, die für die Aufnahme von Befestigungselementen, wie z. B. Gewindebolzen (nicht dargestellt), bemessen sind, um die feste Befestigung der Halterung 304 an der Verschlussplatte 12, wie z. B. an der Schließfläche 162, zu erleichtern. Es ist zu berücksichtigen, dass hier eine entgegengesetzte Anordnung in Betracht gezogen wird, so dass die Montagehalterung 304 für eine feste Befestigung am Getriebe 140 und für eine schwenkbare Befestigung an der Verschlussplatte 12 ausgebildet werden kann, wodurch die Montagehalterung 304, das Getriebe 140 und alles, was funktionsfähig am Getriebe 140 befestigt ist, relativ zur Verschlussplatte 12 schwenken kann. Die Befestigungsanordnung 300 ist ein anschauliches Beispiel für eine schwenkbare Verbindung 45. Die Montageanordnung 300 kann so ausgebildet sein, dass der angetriebene Aktuator 122' um eine einzige Drehachse schwenken kann, z. B. um die Schwenkachse B. Die Schwenkachse B ist beispielsweise parallel zur Y-Achse, die mit der nach unten gerichteten Anziehungskraft aufgrund der Schwerkraft ausgerichtet ist. In illustrativer Weise ist nur eine einzige Drehachse zwischen dem angetriebenen Aktuator 122' und der Fahrzeugtür 12 vorgesehen. In der Figur ist die Halterung 304 als U-förmige Halterung ausgebildet. Wie in 7 dargestellt, hat die Halterung 304 zur Erleichterung der Schwenkbefestigung ein Paar Joche, die auch als Ohren oder Flansche 306 bezeichnet werden, mit axial ausgerichteten Durchgangsöffnungen, die zur Aufnahme von Zapfen, wie sie durch Stifte 308 bereitgestellt werden können, darin ausgebildet sind. Die Stifte 308 können zur Aufnahme in axial ausgerichteten Aufnahmevorsprüngen 310 angeordnet sein, die sich vom Getriebe 140 erstrecken (z.B. parallel zur Achse B verlaufend), obwohl es in Betracht gezogen wird, dass Stifte als ein monolithisches Materialstück mit dem Getriebe 140 gebildet werden könnten, falls gewünscht. Die Stifte 308 sorgen für eine Schwenkbewegung des Getriebes 140 relativ zur Halterung 304. Flansche 306 stützen gegen die Bewegung des Getriebes 140 in Y-Richtung ab. Beispielsweise kann der untere Aufnahmevorsprung 310 durch den unteren Flansch 306 abgestützt werden, und das Gewicht des angetriebenen Aktuators 122' wird dadurch getragen. Der obere Flansch 306 kann den oberen Aufnahmevorsprung 310 z. B. durch die Verbindung mit dem Stift 308 abstützen. Daher wird das Gewicht des angetriebenen Aktuators 122', einschließlich des Gewichts des Getriebes 140 und des Motors 36, auf die Halterung 304 und nicht auf das ausfahrbare Element 134 übertragen, wie es beispielsweise der Fall wäre, wenn die Vorsprünge 310 und die Stifte 308 um neunzig Grad gedreht würden, so dass sich die Stifte 308 entlang der Z-Achse erstrecken. Die Verteilung des Gewichts des angetriebenen Aktuators 122' auf die Halterung 304 im Gegensatz zum Gewicht des angetriebenen Aktuators 122', wie z. B. das Gewicht des Getriebes 140 und/oder des Motors 36, das von dem ausfahrbaren Element 134 getragen wird, reduziert die Kräfte zwischen der Verzahnung des Getriebes 140 und dem ausfahrbaren Element 134, die dazu neigen würden, die Bindung zu erhöhen, die Reibung zwischen dem Mutterrohr und den Zähnen des ausfahrbaren Elements 134 zu erhöhen und möglicherweise eine Biegung in dem ausfahrbaren Element 134 zu verursachen, was eine Vergrößerung des Motors erfordern kann, um diese Kräfte zu kompensieren. Um eine uneingeschränkte Schwenkbewegung des Getriebes 140 relativ zur Halterung 304 zu ermöglichen, weist die Halterung 304 eine durchgehende Spielöffnung 312 auf. Die Lückenöffnung 312 ist für die Aufnahme des ausfahrbaren Elements 134 vorgesehen und so bemessen, dass eine freie, ungehinderte Schwenkbewegung darin möglich ist, wenn sich die Verschlussplatte 12 zwischen ihrer geschlossenen und offenen Position bewegt. Die Lückenöffnung 312 ist so dargestellt, dass sie sich mehr in Richtung der Z-Achse als in Richtung der Y-Achse erstreckt. Dementsprechend ist sichergestellt, dass das ausfahrbare Element 134 in einer Abstandsbeziehung zur Halterung 304 verbleibt, wenn die Verschlussplatte 12 zwischen der geschlossenen und der offenen Position bewegt wird und wenn sich das ausfahrbare Element 134 durch die Lückenöffnung 312 bewegt und relativ zur Halterung 304 schwenkt. Das ausfahrbare Element 134 kann aufgrund der einzigen Schwenkachse B nur in Z-Richtung schwenken,
Durch die Fähigkeit des ausfahrbaren Elements 134, relativ zu und innerhalb der Lückenöffnung 312 der Halterung 304 um den Drehpunkt B zu schwenken, ist eine mit dem ersten Ende 42 verbundene Verbindungsstange 130, wie in 3A gezeigt, nicht erforderlich. Als solches kann ein distales Ende 314 des ausfahrbaren Elements 134, ähnlich wie das erste Ende 42, direkt an der Fahrzeugkarosserie 14 schwenkbar befestigt werden, wobei das distale Ende 314 eine Befestigungsdurchgangsöffnung 136 aufweist, Infolgedessen können das Getriebe 140 und die daran befestigten Komponenten, einschließlich des Elektromotors 36, unmittelbar neben der Schließfläche 162 bewegt werden, wodurch reduzierte Momentschwankungen und verbesserte haptische/servomotorische Steuerreaktionen erzielt werden, insbesondere da der Momentarm nicht variiert, wenn sich die Verschlussplatte 12 zwischen der geschlossenen und der offenen Position bewegt. Durch den Verzicht auf eine zusätzliche Schwenkachse, die mit der schwenkbaren Verbindung zwischen dem motorischen Aktuator 122' und der Schließfläche 162 verbunden ist, wie z. B. eine sich in Z-Richtung erstreckende Drehachse, und die Bereitstellung nur einer einzigen Drehachse, wie z. B. der Drehachse B, können außerdem zusätzliche komplexe schwenkbare Kupplungskonfigurationen vermieden werden, wodurch abstandserzeugende Komponenten zwischen der Schließfläche 162 und dem Getriebe 140 weiter eliminiert werden, die Masse des motorischen Aktuators 122' reduziert wird und die Masse des motorischen Aktuators 122' näher an die Türschwenkachse C gebracht werden kann. Die Größe des Motors 36 kann daher reduziert werden, die Bremsfähigkeit und die Reaktionszeit des Motors 36 können aufgrund der geringeren Masse, die eine Trägheit weg von der Drehachse C erzeugt, verbessert werden. Darüber hinaus wird durch die Bereitstellung eines Getriebes 140 als strukturelle Unterstützung für andere Komponenten die Bindung des ausfahrbaren Elements 134 mit der Verzahnung des Getriebes 140 sowie andere Belastungen auf die Zahnräder des Getriebes 140 reduziert, da die gesamte Verzahnung durch Lastlager, wie hier beschrieben, unterstützt wird.
In 10 und 11 sind unterschiedliche Konfigurationen von Aktuatoren zum Bewegen einer Fahrzeugtür 12 dargestellt. 10 zeigt angetriebene Aktuatoren, die innerhalb einer Zone 1, auch als Z1 bezeichnet, Komponenten aufweisen, die zwischen der Schließfläche 162 und dem Motor 36 und dem Getriebe angeordnet sind, wie z. B. mehrere Schwenkkupplungen (z. B. mehr als einen Drehpunkt, die es dem Motor 36 ermöglichen, zumindest um die Z- und Y-Achse zu schwenken), überlappende Rohre, wobei eines der Rohre als ausfahrbares Element fungiert, während ein anderes Stützrohr das ausfahrbare Rohr überlappt, um sowohl das ausfahrbare Rohr zu stützen und zu führen als auch das Gewicht anderer Antriebskomponenten wie eine Kupplung, einen Motor, einen Getriebezug, eine Bremse usw. zu tragen, die über das mit der Schließfläche 162 verbundene Stützrohr verbunden sind. Bekannte Vorrichtungen haben Motoren, Kupplungen, Bremsen, Spindelanschlüsse in der Zone 2, auch als Z2 bezeichnet. Solche Komponenten werden durch ein in Zone 1 vorgesehenes Trägerelement, wie z. B. ein Rohr oder eine feste, nicht schwenkbare Halterung, abgestützt, die ihrerseits eine strukturelle Festigkeit aufweisen müssen, was tendenziell die Masse des Aktors erhöht. Infolgedessen werden solche schwereren Komponenten in einem Abstand D1 von der Schließfläche 162 positioniert, wodurch sich der Massenschwerpunkt der Fahrzeugtür 12 von der Schließfläche 162 weg verlagert. 11 zeigt die Konfiguration eines Aktuators 22, 122, 122' gemäß Aspekten der vorliegenden Offenbarung mit einer Zone 3, auch als Z3 bezeichnet, mit einer einzigen Schwenkverbindung oder Kupplung ohne weitere mehrschwenkige Komponenten und ohne weitere Stützbügel oder Rohre. Das Getriebe 140 des Aktuators 22, 122, 122' ist direkt mit der einzigen schwenkbaren Verbindung gekoppelt, wodurch das Gewicht anderer dazwischenliegender Komponenten reduziert werden kann, um eine weitere Bewegung des Getriebes 140 in Richtung der Schließfläche 162 zu ermöglichen. In illustrativer Weise ist der Abstand D2 folglich geringer als der Abstand D1. In illustrativer Weise ist der Motor 36 auch in Reihe mit dem Getriebe 140 oder benachbart in Z-Richtung verlaufend vorgesehen, so dass sich das mit dem Motor 36 verbundene Gewicht nicht über einen Abstand hinaus erstreckt, der beispielsweise größer als D2 ist. Weiterhin ist der Aktuator 22, 122, 122' ohne Kupplungen oder Bremsvorrichtungen in Zone 3 oder Zone 4 oder Zone 5 vorgesehen, wodurch eine Verlagerung des Massenschwerpunkts des Aktuators 22, 122, 122' weg von der Schließfläche 162 weiter minimiert wird. Darüber hinaus bewegt sich das ausfahrbare Element 134 durch die Schließfläche 162 und verschiebt die Masse des Aktuators 22, 122, 122' weiter in Richtung der Schließfläche 162, wenn das ausfahrbare Element 134 die Zone 5 (Z5) verlässt oder fast verlässt. In der Figur ist der Abstand D2 kleiner als der Abstand D1.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Offenbarung, 12, wird ein Verfahren 1000 zum Konstruieren eines angetriebenen Aktuators 122h zum Bewegen einer Verschlussplatte 12 eines Kraftfahrzeugs 10 zwischen einer geschlossenen Position und einer offenen Position bereitgestellt. Das Verfahren 1000 umfasst einen Schritt 1100 des Konfigurierens eines Elektromotors 36 zum Antreiben einer angetriebenen Welle 166 und des Koppelns eines Getriebes 140 mit der angetriebenen Welle 166. Einen Schritt 1200 des Anordnens eines ausfahrbaren Elements 134 durch das Getriebegehäuse 140, wobei sich das ausfahrbare Element 134 zu einem proximalen Ende 316 auf einer Seite des Getriebegehäuses 140 und zu einem distalen Ende 314 auf einer gegenüberliegenden Seite des Getriebegehäuses 140 erstreckt, und des Bereitstellens des proximalen Endes 316, das so ausgebildet ist, dass es schwenkbar mit einer Fahrzeugkarosserie 14 oder dem Verschlusselement 12 gekoppelt werden kann. Ferner ein Schritt 1300 des Konfigurierens des ausfahrbaren Elements 134, um sich als Reaktion auf die Drehung der angetriebenen Welle 166 zwischen einer eingefahrenen Position (8), die der geschlossenen Position der Verschlussplatte 12 entspricht, und einer ausgefahrenen Position (9), die der offenen Position der Verschlussplatte 12 entspricht, zu bewegen. Ferner ein Schritt 1400 des Umhüllens mindestens eines Teils des ausfahrbaren Elements 134, das sich zwischen dem Getriebe 140 und dem distalen Ende 314 erstreckt, mit einer Verschmutzungsabdeckung 302. Und ein Schritt 1500 des Konfigurierens der Verschmutzungsabdeckung 302, um sich zwischen einem axial ausgefahrenen Zustand mit einer ersten Länge L1 (8), während sich das ausfahrbare Element 134 in der eingefahrenen Position befindet, und einem axial eingefahrenen Zustand mit einer zweiten Länge L2 (9), während sich das ausfahrbare Element 134 in der ausgefahrenen Position befindet, zu bewegen, wobei die erste Länge L1 größer als die zweite Länge L2 ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt kann das Verfahren 1000 einen Schritt 1600 des Bereitstellens der Verschmutzungsabdeckung 302 mit einer Anzahl von Abdeckungsabschnitten 302a, 302b, 302c, 302d umfassen, die so ausgebildet sind, dass sie sich teleskopartig relativ zueinander bewegen, wenn sich die Verschmutzungsabdeckung zwischen dem axial ausgefahrenen Zustand und dem axial eingezogenen Zustand bewegt.
Gemäß einem weiteren Aspekt kann das Verfahren 1000 einen Schritt 1650 des Konfigurierens des ausfahrbaren Elements 134 zur Befestigung an einem von der Fahrzeugkarosserie 14 und dem Verschlusselement 12 umfassen, ohne ein Zwischengestänge zwischen dem ausfahrbaren Element 134 und dem einen von der Fahrzeugkarosserie 14 und dem Verschlusselement 12 einzubauen.
Gemäß einem weiteren Aspekt kann das Verfahren 1000 einen Schritt 1700 des schwenkbaren Anbringens einer Befestigungshalterung 304 an dem Getriebe 140 umfassen, um eine Schwenkbewegung des Getriebes 140 relativ zu der Befestigungshalterung 304 zu ermöglichen, wobei die Befestigungshalterung 304 für eine direkte Befestigung an einem von dem Verschlusselement 12 und der Fahrzeugkarosserie 14 ausgebildet ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt kann das Verfahren 1000 einen Schritt 1750 des Bereitstellens der Halterung 304 mit einer Lückenöffnung 312 und des Ausfahrens des ausfahrbaren Elements 134 durch diese hindurch umfassen, wobei das ausfahrbare Element 134 so ausgebildet werden kann, dass es innerhalb der Lückenöffnung 312 schwenkt, wenn sich das ausfahrbare Element 134 zwischen der ausgefahrenen und der eingefahrenen Position bewegt.
Gemäß einem weiteren Aspekt kann das Verfahren 1000 einen Schritt 1800 der schwenkbaren Befestigung der Halterung 304 an einer Seite des Getriebes 140, der Befestigung eines der Abdeckungsabschnitte 302a direkt an einer gegenüberliegenden Seite des Getriebes 140 und der Befestigung eines anderen der Abdeckungsabschnitte 302d am distalen Ende 314 des ausfahrbaren Elements 134 umfassen.
In den 13 und 14 ist zusätzlich zu den 1 bis 12 der Betrieb des angetriebenen Aktuators 20, 122, 122' dargestellt, der die Tür 12 aus einer geschlossenen Position in 13 in eine geöffnete Position in 14 bewegt. In 13 ist das ausfahrbare Element 134 im Wesentlichen innerhalb des Türinnenhohlraums 39 ausgefahren und erstreckt sich im Wesentlichen parallel zu dem inneren 95 und dem äußeren Paneel 97 der Tür 12 in einer nicht störenden Ausrichtung zu benachbarten Innenkomponenten wie z. B. der Fensterscheibe 99 oder Glaslaufkanälen. In 14 wird das ausfahrbare Element 134 infolge der Betätigung des Motors 36 zum Öffnen der Tür 12 im Wesentlichen aus dem inneren Hohlraum 39 der Tür ausgefahren, so dass eine Winkeländerung des ausfahrbaren Elements 134 infolge einer Drehung des Getriebegehäuses 141 um die Achse B und des Zurückziehens des ausfahrbaren Elements 134 aus dem Hohlraum 39 keine Störung des angetriebenen Aktuators 20, 122, 122' mit irgendeiner der Komponenten der Tür 12, z. B. dem inneren Paneel 95 oder der Fensterscheibe 99, verursacht. Da die Abdeckung oder der Deckel 302 als Reaktion auf das Zurückziehen des ausfahrbaren Elements 134 aus dem Hohlraum 29 kollabiert ist, wird die Abdeckung 302 außerdem nicht dazu veranlasst, während der Schwenkbewegung PA des Kraftaktuators 20, 122, 122' mit einem Türinnenbeschlag oder einem Paneel zu kollidieren. Da das Getriebegehäuse 141 näher an der Schließfläche 162 positioniert ist, kann außerdem die Länge des ausfahrbaren Elements 134 verkürzt werden, was die Masse des Kraftaktors 20, 122, 122' weiter reduziert und den Schwerpunkt der Tür 12 weiter in Richtung der Schwenkachse A verschiebt, und das Getriebegehäuse 141 und der Kraftaktor 20, 122, 122' können im Allgemeinen innerhalb des inneren Hohlraums geschwenkt werden, ohne mit anderen internen Türkomponenten zu kollidieren. Mit anderen Worten, die Aufstandsfläche des Kraftaktuators 20, 122, 122' innerhalb des Türhohlraums 39 verringert sich, wenn die Tür 12 von der geschlossenen Position in die geöffnete Position bewegt wird, wodurch eine größere Winkeländerung des ausfahrbaren Elements 134 ermöglicht wird, als wenn ein Fußabdruck eines Gehäuses oder Deckels des ausfahrbaren Elements, das nicht so ausgebildet ist, dass die Länge des Deckels 134 zusammenfällt, innerhalb des Türhohlraums 29 konstant bleibt, und daher ergeben sich größere Türöffnungswinkel und/oder eine verbesserte Türaushebelung und/oder eine Verringerung der Querschnittsbreite des Verschlusspaneels 12 ist möglich, da die Winkeldrehung des Kraftaktors 20, 122, 122' nicht durch Kontakt mit benachbarten Türkomponenten eingeschränkt wird. Zusätzlich wird durch eine schwenkbare Kopplung zwischen der Fahrzeug-Verschlussplatte 12 und dem Getriebegehäuse 141, beispielsweise durch eine direkte Kopplung an das Strukturgehäuse des Getriebes 140, ohne eine Kopplung an ein dazwischenliegendes rohrförmiges Gehäuse, das zur Unterstützung der Hin- und Herbewegung eines ausfahrbaren Betätigungselements ausgebildet ist, wie bei bekannten Vorrichtungen, eine Komponente vermieden, die dazu neigt, den Abstand D2 mehr in Richtung eines Abstands D1 von der Schließfläche 162 zu vergrößern. Mit einer solchen direkten Kopplung einer Schwenkverbindung mit dem Getriebegehäuse 141 wird der Kraftaktuator 20, 122, 122' in einer näheren Position an der Schließfläche 162 abgestützt, ohne dass ein rohrförmiges Gehäuse ausreichend stark sein muss, um Biegebelastungen zu widerstehen, die sich daraus ergeben, dass der Elektromotor an einem von der Kopplung mit der Schließfläche 162 entfernten Ende positioniert ist, wodurch Komponenten und Komponentengewicht z.B. reduziert werden, aufgrund der Vergrößerung des rohrförmigen Gehäuses und der Dicke des rohrförmigen Gehäuses für die Festigkeit, die Verringerung der vertikalen Belastung der Kupplung 45 und der Schließfläche 162 sowie die Verlagerung des Gewichts der Fahrzeugtür 12 näher an die Scharnierlinie (z. B. um die Schwenkachse A), was für eine Verbesserung der Leistung des Kraftaktuators 20, 122, 122' vorteilhaft ist, da weniger Gewicht der Tür 12 von den Scharnieren 16, 28 entfernt ist, die durch den Kraftaktuator 20, 122, 122' bewegt oder angehalten werden muss. Darüber hinaus kann ein einziges Bauteil in Form des Getriebegehäuses 141 so ausgelegt werden, dass es sowohl die Belastung durch das Gewicht des Elektromotors 36, das Gewicht des im Getriebegehäuse 141 eingeschlossenen und von diesem getragenen Getriebes als auch die Seitenlasten des ausfahrbaren Elements 134, die beim Öffnen und Schließen der Tür 12 auf die Mutter 192 wirken, aufnehmen kann.
Es wird nun weiter auf 15 und 16 verwiesen, die einen angetriebenen Aktuator 122'' gemäß den Aspekten der Offenbarung zeigen. Der Aktuator 122'' ist in einer nicht einschränkenden Ausführungsform dargestellt, wobei zu verstehen ist, dass jede der oben diskutierten Ausführungsformen des Aktuators 22, 122, 122' so modifiziert werden kann, dass sie zwei Abdeckungen für Verunreinigungen (Staub, Flüssigkeit und dergleichen) umfasst, die im Folgenden als innere Abdeckung 302'' und äußere Abdeckung 303" bezeichnet werden, wie im Folgenden diskutiert, und die beispielsweise dem Aktuator 122'' zugeordnet sind. Die Abdeckungen 302'', 303'' wirken zusammen, um das ausfahrbare Element 134'' vollständig zu umschließen, um zu verhindern, dass Ablagerungen, Staub, Schmutz, Verunreinigungen und dergleichen mit den Gewinden des ausfahrbaren Elements 134'' in Kontakt kommen, das zur Hin- und Herbewegung innerhalb des Getriebes 140'' in einer Weise angetrieben wird, die hierin oben unter Bezugnahme auf das ausfahrbare Element 134 beispielsweise beschrieben ist. Die innere Abdeckung 302'' ist an einer Seite des Gehäuses 141'' befestigt, beispielsweise durch einen Presspassungseingriff mit dem Gehäuse 141" (siehe 17), und ist veranschaulichend als ein zusammenklappbarer Faltenbalg ausgebildet und ist in 15 in einem zusammengeklappten Zustand dargestellt, der einer offenen Position der Tür entspricht, wenn das ausfahrbare Element 134'' aus der Schließfläche 162 ausgefahren ist, und ist in 16 in einem ausgefahrenen Zustand dargestellt, der einer geschlossenen Position der Tür entspricht, wenn sich das ausfahrbare Element 134'' in den Hohlraum 39 erstreckt. Am Gehäuse 141'' ist ferner ein Motor 36'' angebracht, der dem oben beschriebenen Motor 36 ähnlich ist, sich aber jetzt vom Gehäuse 141'' nach oben erstreckt. Ein proximales Ende des ausfahrbaren Elements 134'', ähnlich dem hierin oben beschriebenen proximalen Ende 316 des ausfahrbaren Elements 134, kann mit der inneren Abdeckung 302'' gekoppelt sein. Die äußere Abdeckung 303'' ist an der anderen, gegenüberliegenden Seite des Gehäuses 141'' angebracht und beispielsweise als faltbarer Faltenbalg ausgebildet und in 15 in einem ausgefahrenen Zustand dargestellt, der einer offenen Position der Tür entspricht, wenn das ausfahrbare Element 134'' aus der Schließfläche 162 ausgefahren ist, und in 16 in einem zusammengefahrenen Zustand dargestellt, der einer geschlossenen Position der Tür entspricht, wenn das ausfahrbare Element 134'' in den Hohlraum 39 ausgefahren ist. Ein distales Ende 314'' des ausfahrbaren Elements 134" kann, ähnlich wie das oben beschriebene proximale Ende 314 des ausfahrbaren Elements 134, mit der inneren Abdeckung 302" gekoppelt sein, so dass die äußere Abdeckung 303'' ihren Zustand in Reaktion auf die Bewegung des ausfahrbaren Elements 134'' ändert. Die äußere Abdeckung 303'' ist an einer Seite des Gehäuses 141'' unter Verwendung einer Manschette 143'' dargestellt, die eine innere Öffnung zur Aufnahme der äußeren Abdeckung 303'' aufweist und die ferner so ausgebildet ist, dass sie mit dem Gehäuse 141v verbunden werden kann, z. B. durch Einrasten oder durch einen Gewindeeingriff (siehe 17), um die äußere Abdeckung 303'' an dem Gehäuse 141'' zu befestigen. Die äußere Abdeckung 303'' umschließt das ausfahrbare Element 134'' vollständig, um zu verhindern, dass Schutt, Staub, Schmutz, Verunreinigungen und dergleichen, die aus der äußeren Umgebung außerhalb des Hohlraums 39 stammen, mit den Gewinden des ausfahrbaren Elements 134'' sowohl im ausgefahrenen als auch im eingefahrenen Zustand relativ zum Getriebe 140'' in Kontakt kommen. Die Abdeckungen 302'', 303'' können aus einem elastischen Material, wie z. B. einem flexiblen Kunststoff oder flexiblem Gummi als nicht einschränkende Beispiele, gebildet werden.
Nun wird zusätzlich auf 17 verwiesen, wo eine Querschnittsansicht des angetriebenen Aktuators 122'' gezeigt wird, die eine Stützanordnung für das Drehmomentrohr 192'' veranschaulicht, ähnlich dem oben beschriebenen Mutterrohr 192. Die Stützanordnung für das Drehmomentrohr 192'' umfasst eine Buchse 196a'' als Mutterstütze an einem Ende des Drehmomentrohrs 192" zur Unterstützung der Drehung des Drehmomentrohrs 192" mit dem Gehäuse 141" und umfasst ein Lager 192b'' zur Unterstützung der Drehung des Drehmomentrohrs 192" mit dem Gehäuse 141" an einem gegenüberliegenden Ende des Drehmomentrohrs 192". Das Lager 192b'' ist so dargestellt, dass es ein Kugellager umfasst, das zwischen dem Innenring 199", der mit dem Drehmomentrohr 192" gekoppelt ist, und dem Außenring 197", der mit dem Gehäuse 141" gekoppelt ist, vorgesehen sind. Die Verhinderung der axialen Bewegung des Lagers 192b'' wird durch das Vorsehen einer ersten Mutter 193", die mit einer Innenfläche des Gehäuses 141" verschraubt ist, um gegen den Außenring 197" zu stoßen oder diesen benachbart zu positionieren, um eine axiale Bewegung des Außenrings 197" zu verhindern, und durch das Vorsehen einer zweiten Mutter 195", die mit einer Außenfläche des Drehmomentrohrs 192" verschraubt ist, um gegen den Innenring 195" zu stoßen oder diesen benachbart zu positionieren, um eine axiale Bewegung des Außenrings 195" zu verhindern, erreicht. Als Ergebnis der Einschränkung der axialen Bewegung des Lagers 192b'' während des Rücktriebs des Drehmomentrohrs 192", der durch die Bewegung des ausfahrbaren Elements 134" aufgrund der manuellen Bewegung der Tür verursacht wird, wird die Rücktriebfähigkeit des angetriebenen Aktuators 122" verbessert.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 2013/013313 [0003]
CA 2020051473 [0042]

Claims

Angetriebener Aktuator (22, 122, 122') zum Bewegen einer Verschlussplatte (12) eines Kraftfahrzeugs (10) zwischen einer geschlossenen Position und einer offenen Position mit: einem Elektromotor (36), der zum Drehen einer angetriebenen Welle (166) ausgebildet ist, einem Getriebe (140), das mit der angetriebenen Welle (166) gekoppelt ist, einem Getriebegehäuse (141), das das Getriebe umschließt, einem ausfahrbaren Element (134), das sich durch das Getriebe hindurch erstreckt und ein proximales Ende (316) aufweist, das so ausgebildet ist, dass es schwenkbar mit einer Fahrzeugkarosserie (14) oder der Verschlussplatte (12) gekoppelt ist, wobei das ausfahrbare Element (134) so ausgebildet ist, dass es sich als Reaktion auf die Drehung der angetriebenen Welle (166) zwischen einer eingefahrenen Position, die der geschlossenen Position der Verschlussplatte (12) entspricht, und einer ausgefahrenen Position, die der offenen Position der Verschlussplatte (12) entspricht, bewegt, und einer Kupplung, die so ausgebildet ist, dass sie das Getriebegehäuse mit der Verschlussplatte koppelt.
Angetriebener Aktuator nach Anspruch 1, wobei die Kupplung eine Schwenkkupplung ist, die für eine Schwenkbewegung in Reaktion auf die Bewegung der Verschlussplatte zwischen der offenen Position und der geschlossenen Position ausgebildet ist.
Angetriebener Aktuator nach Anspruch 2, wobei die schwenkbare Kupplung eine Halterung ist, die für eine feste Befestigung an einem inneren Schließflächen-Paneel, das sich zwischen einem äußeren Paneel und einem inneren Paneel der Verschlussplatte erstreckt, und für eine schwenkbare Befestigung an dem Getriebegehäuse ausgebildet ist.
Angetriebener Aktuator nach Anspruch 3, wobei sich die schwenkbare Befestigung am Getriebegehäuse an einem äußeren Seitenumfang des Getriebegehäuses befindet.
Angetriebener Aktuator nach Anspruch 3 oder 4, wobei die Halterung eine Platte zur Anlage an der Schließfläche umfasst, wobei die Platte eine Öffnung zur Aufnahme des ausfahrbaren Elements umfasst, wobei die Öffnung mit einer in der Schließfläche vorgesehenen Ausnehmung ausgerichtet ist, wobei die Ausnehmung zur Aufnahme des ausfahrbaren Elements dient.
Angetriebener Aktuator nach Anspruch 5, wobei die Ausnehmung eine Türkontroll-Ausnehmung zur Aufnahme eines ausfahrbaren Elements einer Tür-Kontrollvorrichtung ist, wobei die Verschlussplatte nicht mit einer Tür-Kontrollvorrichtung versehen ist.
Angetriebener Aktuator nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Elektromotor an dem Getriebegehäuse befestigt ist und/oder wobei das Getriebegehäuse direkt mit der Kupplung gekoppelt ist.
Angetriebener Aktuator nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Getriebe so ausgebildet ist, dass es eine Mutter drehbar lagert, die die Motorwelle betriebsmäßig antreibt, wobei das ausfahrbare Element betriebsmäßig mit der Mutter gekoppelt ist und sich durch diese hindurch erstreckt, um als Reaktion auf die Drehung der Mutter durch den Elektromotor aus- und eingefahren zu werden.
Angetriebener Aktuator nach Anspruch 8, wobei die Mutter innerhalb des Getriebegehäuses durch mindestens eine Buchse drehbar gelagert ist und/oder wobei die Mutter als längliches Mutterrohr ausgebildet ist, wobei mehr als eine Buchse zwischen dem Mutterrohr und dem Getriebegehäuse angeordnet ist.
Kraftbetriebener Aktuator nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der kraftbetriebene Aktuator nicht mit mindestens einem von einem Kupplungsmechanismus oder einem Bremsmechanismus versehen ist und/oder wobei die Kupplung so ausgebildet ist, dass das Getriebegehäuse nur um eine einzige Achse schwenken kann.