DE102021114184A1 - Drive unit for a closure element of a motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Antriebseinheit für ein Verschlusselement (3) eines Kraftfahrzeugs (4) mit mechanischen Antriebsanschlüssen (5, 6), die relativ zueinander verstellbar sind, wobei die Antriebseinheit (1) einen mit den Antriebsanschlüssen (5, 6) gekoppelten, rücktreibbaren Antriebsstrang (7) mit einer elektromotorischen Einheit (8) und einem Spindel-Spindelmuttergetriebe (9) aufweist, wobei die Antriebseinheit (1) eine Bremseinrichtung (10) zum Bremsen einer Komponente (11) des Antriebsstrangs (7) aufweist, wobei die Bremseinrichtung (10) in einen Bremszustand, in dem sie die zu bremsende Komponente (11) mit einer Bremswirkung bremst, und in einen Freigabezustand, in dem sie die Bremswirkung reduziert, bringbar ist wobei die Bremseinrichtung (10) mittels eines Elektromagneten (12) in den Bremszustand und/oder den Freigabezustand bringbar ist, wobei die elektromotorische Einheit (8) zwei elektrische Leistungsanschlüsse (13, 14) aufweist und der Elektromagnet (12) mit den beiden Leistungsanschlüssen (13, 14) elektrisch verbunden ist derart, dass durch eine an den Leistungsanschlüssen (13, 14) anliegende elektrische Spannung die Überführung der Bremseinrichtung (10) vom Bremszustand in den Freigabezustand bewirkbar ist. Es wird vorgeschlagen, dass durch eine an den Leistungsanschlüssen (13, 14) anliegende elektrische Spannung, die einen Grenz-Schwellenwert überschreitet, die Überführung der Bremseinrichtung (10) vom Freigabezustand in den Bremszustand bewirkbar ist.The invention relates to a drive unit for a closure element (3) of a motor vehicle (4) with mechanical drive connections (5, 6) which can be adjusted relative to one another, the drive unit (1) having a returnable drive train coupled to the drive connections (5, 6). (7) with an electric motor unit (8) and a spindle/spindle nut gear (9), the drive unit (1) having a braking device (10) for braking a component (11) of the drive train (7), the braking device (10 ) can be brought into a braking state, in which it brakes the component (11) to be braked with a braking effect, and into a release state, in which it reduces the braking effect, the braking device (10) being brought into the braking state and / or the release state can be brought, wherein the electromotive unit (8) has two electrical power connections (13, 14) and the electromagnet (12) with both n power terminals (13, 14) is electrically connected in such a way that the transfer of the braking device (10) from the braking state to the release state can be effected by an electrical voltage applied to the power terminals (13, 14). It is proposed that an electrical voltage which is present at the power connections (13, 14) and which exceeds a limit threshold value can be used to bring about the transfer of the braking device (10) from the release state to the braking state.
Description
Die Erfindung betrifft eine Antriebseinheit für ein Verschlusselement eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1, eine Verschlusselementanordnung, der eine solche Antriebseinheit zugeordnet ist, gemäß Anspruch 20 und ein Kraftfahrzeug mit einer obigen Verschlusselementanordnung gemäß Anspruch 21.The invention relates to a drive unit for a closure element of a motor vehicle according to the preamble of
Die in Rede stehende Antriebseinheit wird im Rahmen der Verstellung eines Verschlusselementes eines Kraftfahrzeuges genutzt. Eine solche Antriebseinheit kann beispielsweise Bestandteil eines Antriebs für eine Heckklappe, einen Deckel, eine Haube, eine Seitentür, eine Schiebetür oder dergleichen eines Kraftfahrzeugs sein. Insoweit ist der Begriff „Verschlusselement“ vorliegend weit zu verstehen.The drive unit in question is used as part of the adjustment of a closure element of a motor vehicle. Such a drive unit can, for example, be part of a drive for a tailgate, a cover, a hood, a side door, a sliding door or the like of a motor vehicle. In this respect, the term “closure element” is to be understood broadly in the present case.
Die bekannte Antriebseinheit (
Unter einer elektromotorischen Einheit ist hier und im Weiteren ganz allgemein eine elektrische Maschine zu verstehen. Daher umfasst der Begriff „elektromotorische Einheit“ im Weiteren nicht nur einen Elektromotor, sondern auch einen Generator. In beiden Fällen wird eine elektrische Spannung induziert, bei einem Elektromotor durch dessen sich im Stator-Magnetfeld drehenden Läufer, bei einem Generator durch dessen magnetischen Läufer. Diese induzierte Spannung wird auch als elektromotorische Kraft (EMK) bezeichnet. Insoweit ist der Begriff „elektromotorische Einheit“ weit auszulegen.Here and in the following, an electromotive unit is to be understood very generally as an electrical machine. Therefore, the term "electric motor unit" includes not only an electric motor, but also a generator. In both cases, an electrical voltage is induced, in the case of an electric motor by its rotor rotating in the stator magnetic field, in the case of a generator by its magnetic rotor. This induced voltage is also known as electromotive force (EMF). In this respect, the term "electric motor unit" is to be interpreted broadly.
Die Bremseinrichtung weist ferner einen Elektromagneten auf, der mittels eines erzeugten Magnetfeldes ein ferromagnetisches Bremselement verstellen kann. Durch diese Verstellung kann die Bremseinrichtung in einen Bremszustand, in dem eine Bremskraft bzw. ein Bremsmoment auf die Heckklappe ausgeübt wird, und in einen Freigabezustand, in dem keine oder eine verringerte Bremskraft bzw. keins oder ein verringertes Bremsmoment auf die Heckklappe ausgeübt wird, verstellt werden. Die Bremseinrichtung kann unabhängig von dem Antriebsmotor von einer Steuereinheit angesteuert werden und in den Bremszustand und den Freigabezustand gebracht werden, um die Heckklappe bei Bedarf abzubremsen. Die bekannte Bremseinrichtung kann ausschließlich Bremskräfte bzw. Bremsmomente bereitstellen, wenn die Bremseinrichtung mit einer Betriebsspannung versorgt ist und durch die Steuereinheit entsprechend angesteuert wird.The braking device also has an electromagnet which can adjust a ferromagnetic braking element by means of a generated magnetic field. This adjustment allows the braking device to be switched into a braking state in which a braking force or a braking torque is exerted on the tailgate and into a release state in which no or a reduced braking force or no or a reduced braking torque is exerted on the tailgate will. The braking device can be controlled by a control unit independently of the drive motor and can be brought into the braking state and the release state in order to brake the tailgate if necessary. The known braking device can only provide braking forces or braking torques if the braking device is supplied with an operating voltage and is controlled accordingly by the control unit.
Zwar kann im Falle einer motorischen Verstellung des Verschlusselements die Bremseinrichtung gezielt angesteuert und bei vorgegebenen Betriebszuständen in den Bremszustand überführt werden. Eine solche Steuerung ist jedoch aufwändig. Eine Herausforderung stellt das Schließen der Bremse bei einer unzulässig schnellen manuellen Verstellung der Heckklappe dar. Eine weitere Herausforderung stellt der Fall dar, wenn die Passivseite der Antriebseinheit ausfällt und das Gewicht der Heckklappe nur noch auf der Aktivseite lastet, wodurch die Heckklappe unzulässig schnell verstellt werden kann. In beiden vorgenannten Fällen ist es wünschenswert, wenn die Bremseinrichtung in den Bremszustand überführt wird, um die Verstellung der Heckklappe zu bremsen.In the case of a motor-driven adjustment of the closure element, the braking device can be controlled in a targeted manner and transferred to the braking state in predetermined operating states. However, such a control is complex. Closing the brakes when the tailgate is manually adjusted too quickly presents a challenge. Another challenge arises when the passive side of the drive unit fails and the weight of the tailgate is only on the active side, causing the tailgate to be adjusted too quickly can. In both of the aforementioned cases, it is desirable if the braking device is switched to the braking state in order to brake the adjustment of the tailgate.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, die bekannte Antriebseinheit derart auszugestalten und weiterzubilden, dass eine erhöhte Betriebssicherheit mit geringem Aufwand erzielt wird.The invention is based on the problem of designing and developing the known drive unit in such a way that increased operational reliability is achieved with little effort.
Das obige Problem wird bei einer Antriebseinheit gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils von Anspruch 1 gelöst.The above problem is solved in a drive unit according to the preamble of
Wesentlich ist die grundsätzliche Überlegung, dass zum einen die elektromotorische Einheit, also insbesondere der Generator oder Elektromotor, im Generatorbetrieb (generatorisch) betreibbar ist. Im Falle eines Elektromotors als elektromotorische Einheit ist dieser auch im Motorbetrieb (motorisch) betreibbar. Zum anderen ist die elektromotorische Einheit mit dem Elektromagneten der Bremseinrichtung elektrisch verbunden derart, dass die Bremseinrichtung bei einer zu schnellen Verstellung des Verschlusselements automatisch in den Bremszustand überführt wird. Die Bremseinrichtung kann dadurch sowohl beim motorischen Verstellen als auch beim manuellen Verstellen des Verschlusselements automatisch in den Bremszustand überführt werden, wenn eine unzulässig schnelle Verstellung des Verschlusselements erfolgt. Hierfür ist lediglich eine einfache und unkomplizierte elektrische Verschaltung notwendig.The fundamental consideration is that, on the one hand, the electromotive unit, ie in particular the generator or electric motor, can be operated in generator mode (generator-like). In the case of an electric motor as an electromotive unit, it can also be operated in motor mode (motor). On the other hand, the electromotive unit is electrically connected to the electromagnet of the braking device in such a way that the braking device is automatically switched to the braking state if the closure element is adjusted too quickly. As a result, the braking device can be automatically switched to the braking state both during motorized adjustment and during manual adjustment of the closure element if an impermissibly rapid adjustment of the closure element takes place. All that is required for this is a simple and uncomplicated electrical connection.
Unter einer „zu schnellen Verstellung“ oder einer „unzulässig schnellen Verstellung“ ist vorliegend eine Verstellgeschwindigkeit gemeint, die eine vorgegebene Grenz-Verstellgeschwindigkeit überschreitet. Die vorgegebene Grenz-Verstellgeschwindigkeit entspricht einem Grenz-Schwellenwert für die Spannung, die an den Leistungsanschlüssen anliegt.In the present case, an “adjustment that is too rapid” or an “inadmissibly rapid adjustment” means an adjustment speed that exceeds a predefined limit adjustment speed. The specified limit adjustment speed corresponds to a limit threshold value for the voltage that is present at the power connections.
Vorzugsweise sind zwei Bremszustände vorgesehen, ein im Weiteren als „Grund-Bremszustand“ bezeichneter Bremszustand, wenn keine Spannung an den Leistungsanschlüssen anliegt, und ein anderer, im Weiteren als „Not-Bremszustand“ bezeichneter Bremszustand, wenn eine Spannung an den Leistungsanschlüssen anliegt und die Grenz-Verstellgeschwindigkeit und der entsprechende Grenz-Schwellenwert für die Spannung überschritten worden sind. Im Not-Bremszustand und im Grund-Bremszustand können die gleichen oder verschiedene Bremsmomente ausgebildet werden.Two braking states are preferably provided, one braking state referred to below as the “basic braking state” when no voltage is present at the power connections, and another, referred to below as the “emergency braking state”. ter braking state when a voltage is present at the power connections and the limit displacement speed and the corresponding limit threshold value for the voltage have been exceeded. The same or different braking torques can be developed in the emergency braking state and in the basic braking state.
Unter einer elektromotorischen Einheit ist vorliegend eine elektrische Maschine, insbesondere ein Generator und/oder ein elektrischer Motor, zu verstehen. Insoweit ist der Begriff „elektromotorische Einheit“ weit auszulegen.In the present case, an electromotive unit is to be understood as an electric machine, in particular a generator and/or an electric motor. In this respect, the term "electric motor unit" is to be interpreted broadly.
Im Einzelnen wird ganz allgemein vorgeschlagen, dass die elektromotorische Einheit zwei elektrische Leistungsanschlüsse aufweist und der Elektromagnet mit den beiden Leistungsanschlüssen elektrisch verbunden oder verbindbar ist derart, dass durch eine an den Leistungsanschlüssen anliegende elektrische Spannung, die einen Grenz-Schwellenwert überschreitet, die Überführung der Bremseinrichtung vom Freigabezustand in den Bremszustand bewirkbar ist. Je nach Ausgestaltung der elektromotorischen Einheit können mehr als zwei Leistungsanschlüsse vorgesehen sein. In diesem Fall ist der Elektromagnet zu wenigstens zwei Leistungsanschlüssen elektrisch verbunden oder verbindbar.In detail, it is generally proposed that the electromotive unit has two electrical power connections and the electromagnet is or can be electrically connected to the two power connections in such a way that an electrical voltage present at the power connections that exceeds a limit threshold value causes the braking device to be transferred can be effected from the release state to the braking state. Depending on the configuration of the electromotive unit, more than two power connections can be provided. In this case, the electromagnet is or can be electrically connected to at least two power terminals.
Nach einer Ausgestaltung gemäß Anspruch 2 ist die Bremseinrichtung durch eine an den Leistungsanschlüssen anliegende elektrische Spannung in den Freigabezustand bringbar. Die Bremseinrichtung ist somit vorzugsweise durch die an den Leistungsanschlüssen anliegende elektrische Spannung zunächst in den Freigabezustand und aus diesem Zustand heraus, bei Überschreitung des Grenz-Schwellenwertes, in den Not-Bremszustand bringbar.According to an embodiment according to claim 2, the braking device can be brought into the release state by an electrical voltage applied to the power connections. The braking device can thus preferably be brought into the release state by the electrical voltage present at the power connections and out of this state into the emergency braking state if the limit threshold value is exceeded.
Nach einer Ausgestaltung gemäß Anspruch 3 ist der Elektromagnet zu den beiden Leistungsanschlüssen elektrisch parallel geschaltet oder schaltbar. Der Elektromagnet ist dann jederzeit mit derselben elektrischen Spannung beaufschlagt, die an den beiden Leistungsanschlüssen anliegt. Eine Überführung der Bremseinrichtung vom Grund-Bremszustand in den Freigabezustand kann nur erfolgen, wenn an den Leistungsanschlüssen eine dafür erforderliche elektrischen Spannung anliegt. Die Bremseinrichtung ist auf diese Weise mit der elektromotorischen Einheit elektrisch und funktional gekoppelt.According to an embodiment according to
Nach einer Ausgestaltung gemäß Anspruch 4 ist die elektromotorische Einheit als Elektromotor ausgestaltet, wodurch die Antriebsanschlüsse motorisch verstellt werden können. Bei einem motorischen Verstellen kann die Bremseinrichtung automatisch und insbesondere im Wesentlichen gleichzeitig zum Anfahren des Elektromotors in den Freigabezustand überführt werden, so dass das motorische Verstellen des Verschlusselements unter einer verringerten Bremskraft oder unter Aufhebung der Bremskraft erfolgt.According to an embodiment according to
Eine bevorzugte Ausgestaltung gemäß Anspruch 5 sieht vor, die Überführung der Bremseinrichtung vom Grund-Bremszustand in den Freigabezustand erst beim Überschreiten der elektrischen Spannung an den beiden Leistungsanschlüssen über einem Freigabe-Schwellenwert zu bewirken. Dadurch wird ein ungewolltes Überführen der Bremseinrichtung in den Freigabezustand verhindert und gleichzeitig ein Spannungsintervall zwischen dem Freigabe-Schwellenwert und dem Grenz-Schwellenwert gebildet, in dessen Rahmen die Bremseinrichtung im Freigabezustand gehalten wird. Außerhalb des Spannungsintervalls wird die Bremseinrichtung automatisch in den Bremszustand gebracht. Wird der Grenz-Schwellenwert überschritten, wird die Bremseinrichtung in den Not-Bremszustand überführt. Ein Unterschreiten des Freigabe-Schwellenwertes bewirkt hingegen die Überführung der Bremseinrichtung in den Grund-Bremszustand.A preferred embodiment according to
Nach einer Ausgestaltung gemäß Anspruch 6 ist eine Federanordnung zur Unterstützung der Verstellbewegung der Antriebsanschlüsse zueinander vorgesehen. Die Federanordnung kann eine vorteilhafte Kinematik erzeugen.According to an embodiment according to
Nach einer Ausgestaltung gemäß Anspruch 7 wird die Bremseinrichtung durch eine Rückstelleinrichtung grundsätzlich im Grund-Bremszustand gehalten und wird mittels des Elektromagneten gegen die Rückstellwirkung der Rückstelleinrichtung in den Freigabezustand überführt. Es ist dann eine aktive Überführung der Bremseinrichtung vom Grund-Bremszustand in den Freigabezustand notwendig, so dass die Bremseinrichtung ohne äußeren Einfluss im Bremszustand verbleibt. Die Rückstelleinrichtung wirkt auch unterstützend auf die Überführung der Bremseinrichtung vom Freigabezustand in den Not-Bremszustand.According to an embodiment according to
Nach einer weiteren Ausgestaltung gemäß Anspruch 8 hält die Bremseinrichtung das Verschlusselement in einer Halteposition. Die Bremswirkung der Bremseinrichtung ist dann ausreichend stark, um das Verschlusselement in der geöffneten Position und/oder in einer Zwischenposition zu fixieren. Dies gilt sowohl für den Grund-Bremszustand als auch für den Not-Bremszustand. Ferner kann das Verschluss-element durch eine von außen eingeleitete Bewegung durch Überwindung der im Grund-Bremszustand vorliegenden Bremswirkung verstellt werden (Anspruch 9), wodurch ein Verstellen auch außerhalb des Motorbetriebs möglich ist.According to a further embodiment according to claim 8, the braking device holds the closure element in a holding position. The braking effect of the braking device is then strong enough to fix the closure element in the open position and/or in an intermediate position. This applies both to the basic braking condition and to the emergency braking condition. Furthermore, the closure element can be adjusted by an externally initiated movement by overcoming the braking effect present in the basic braking state (claim 9), whereby adjustment is also possible outside of engine operation.
Nach der bevorzugten Ausgestaltung gemäß Anspruch 10 arbeitet die elektromotorische Einheit als Generator, so dass die Bremseinrichtung bei einer von außen eingeleiteten Bewegung durch eine vom Generator erzeugte Schaltspannung in den Freigabezustand gebracht werden kann.According to the preferred embodiment according to
Sowohl der Grenz-Schwellenwert (Anspruch 11) als auch der Freigabe-Schwellenwert können bei einem Öffnungsvorgang des Verschlusselements jeweils anders als bei einem Schließvorgang des Verschlusselements (Anspruch 12) sein.Both the limit threshold value (claim 11) and the release threshold value can be different when the closure element is opened than when the closure element is closed (claim 12).
Nach einer weiteren Ausgestaltung gemäß Anspruch 13 verfügt die Antriebseinheit über eine Treiberschaltung, über die die elektromotorische Einheit im Motorbetrieb mit einer Antriebsleistung versorgt werden kann.According to a further embodiment according to claim 13, the drive unit has a driver circuit, via which the electromotive unit can be supplied with drive power during motor operation.
Die elektromotorische Einheit läuft nach einer Ausgestaltung gemäß Anspruch 14 zunächst gegen das Bremsmoment der Bremseinrichtung an, bevor ein Übergang vom Grund-Bremszustand in den Freigabezustand bewirkt wird. Ein Verstellen des Verschlusselements erfolgt dann zunächst gegen das Bremsmoment der Bremseinrichtung. Um eine Rotation der zu bremsenden Komponente bewirken zu können, muss somit zunächst das Bremsmoment der Bremseinrichtung überwunden werden.According to an embodiment according to
Bevorzugte elektrische Verschaltungen der Antriebseinheit sind in den Ansprüchen 15 und 16 definiert. So kann der Elektromagnet ein Magnetfeld mit immer identischer Magnetfeldausrichtung erzeugen, wenn dem Elektromagneten ein Gleichrichter elektrisch vorgeschaltet ist (Anspruch 15).Preferred electrical connections of the drive unit are defined in claims 15 and 16. The electromagnet can thus generate a magnetic field with an always identical magnetic field alignment if a rectifier is electrically connected upstream of the electromagnet (claim 15).
Durch eine elektrische Parallelschaltung einer Zenerdiode zum Elektromagneten kann die Bremseinrichtung in den Bremszustand überführt werden, wenn die an den Leistungsanschlüssen anliegende elektrische Spannung den Grenz-Schwellenwert überschreitet (Anspruch 16).By electrically connecting a Zener diode in parallel with the electromagnet, the braking device can be switched to the braking state if the electrical voltage present at the power connections exceeds the limit threshold value (claim 16).
Die Bremseinrichtung kann nach unterschiedlichen Wirkprinzipien aufgebaut sein, nach einer bevorzugten Ausgestaltung nach Art einer Hysteresebremse oder nach Art einer Reibbremse (Anspruch 17), so dass die Bremseinrichtung an eine Vielzahl von Anwendungen angepasst werden kann.The braking device can be constructed according to different operating principles, according to a preferred embodiment in the manner of a hysteresis brake or in the manner of a friction brake (claim 17), so that the braking device can be adapted to a large number of applications.
Die Ansprüche 18 und 19 betreffen bevorzugte konstruktive Ausgestaltungen der Bremseinrichtung. So weist die Bremseinrichtung vorzugsweise ein ferromagnetisches Stellelement auf, das unidirektional verstellbar ist (Anspruch 18).
Das Stellelement kann auch permanentmagnetisch sein und abhängig von der Bestromungsrichtung des Elektromagneten bidirektional verstellbar sein (Anspruch 19).The actuating element can also be permanent magnet and can be adjusted bidirectionally depending on the direction in which the electromagnet is energized (claim 19).
Nach einer weiteren Lehre gemäß Anspruch 20, der eigenständige Bedeutung zukommt, wird eine Verschlusselementanordnung mit einem Verschlusselement, dem eine vorschlagsgemäße Antriebseinheit zugeordnet ist, vorgeschlagen. Die Antriebseinheit kann dabei die Aktivseite der Verschlusselementanordnung bilden. Es kann aber auch, zusätzlich oder alternativ, eine solche Antriebseinheit die Passivseite der Verschlusselementanordnung bilden. In ersterem Fall kann die Antriebseinheit also einen Elektromotor, in letzterem Fall einen Generator als elektromotorische Einheit aufweisen. Auf alle Ausführungen zur vorschlagsgemäßen Antriebseinheit darf insoweit verwiesen werden.According to a further teaching according to claim 20, which is of independent importance, a closure element arrangement with a closure element to which a proposed drive unit is assigned is proposed. The drive unit can form the active side of the closure element arrangement. However, such a drive unit can also, additionally or alternatively, form the passive side of the closure element arrangement. In the former case, the drive unit can therefore have an electric motor, in the latter case a generator as an electromotive unit. In this respect, reference may be made to all statements relating to the proposed drive unit.
Nach einer weiteren Lehre gemäß Anspruch 21, der ebenfalls eigenständige Bedeutung zukommt, wird ein Kraftfahrzeug mit einer vorschlagsgemäßen Verschlussanordnung vorgeschlagen. Auf alle Ausführungen zur vorschlagsgemäßen Verschlusselementanordnung darf insoweit verwiesen werden.According to a further teaching according to claim 21, which is also of independent importance, a motor vehicle with a proposed closure arrangement is proposed. In this respect, reference may be made to all statements relating to the proposed closure element arrangement.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt
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1 den Heckbereich eines Kraftfahrzeugs mit einer vorschlagsgemäßen Antriebseinheit für das dortige Verschlusselement, -
2 eine Querschnittsansicht der Antriebseinheit aus1 mit einer ersten Ausführungsform der Bremseinrichtung a) im Bremszustand mit nicht bestromtem Elektromagneten und b) im Freigabezustand mit bestromtem Elektromagneten, -
3 eine Querschnittsansicht der Antriebseinheit aus1 mit einer zweiten Ausführungsform der Bremseinrichtung a) im Bremszustand mit nicht bestromtem Elektromagneten, b) im Freigabezustand mit bestromtem Elektromagneten, und c) im Bremszustand mit gegenläufig bestromtem Elektromagneten, -
4 eine Querschnittsansicht der Antriebseinheit aus1 mit einer dritten Ausführungsform der Bremseinrichtung a) im Bremszustand mit nicht bestromtem Elektromagneten und b) im Freigabezustand mit bestromtem Elektromagneten, -
5 eine Querschnittsansicht der Antriebseinheit aus1 mit einer vierten Ausführungsform der Bremseinrichtung a) im Bremszustand mit nicht bestromtem Elektromagneten und b) im Freigabezustand mit bestromtem Elektromagneten und -
6 einen elektrischen Schaltplan der Antriebseinheit mit einer Parallelschaltung des Elektromagneten zur elektromotorischen Einheit.
-
1 the rear area of a motor vehicle with a proposed drive unit for the closure element there, -
2 Figure 1 shows a cross-sectional view of thedrive unit 1 with a first embodiment of the braking device a) in the braking state with a non-energized electromagnet and b) in the release state with an energized electromagnet, -
3 Figure 1 shows a cross-sectional view of thedrive unit 1 with a second embodiment of the braking device a) in the braking state with electromagnets that are not energized, b) in the released state with electromagnets that are energized, and c) in the braking state with electromagnets that are energized in the opposite direction, -
4 Figure 1 shows a cross-sectional view of thedrive unit 1 with a third embodiment of the braking device a) in the braking state with a non-energized electromagnet and b) in the release state with an energized electromagnet, -
5 Figure 1 shows a cross-sectional view of thedrive unit 1 with a fourth embodiment of the braking device a) in the braking state with a non-energized electromagnet and b) in the release state with energized electromagnet and -
6 an electrical circuit diagram of the drive unit with a parallel connection of the electromagnet to the electromotive unit.
Die vorschlagsgemäße Antriebseinheit 1 ist einer Verschlusselementanordnung 2, beispielsweise einer Heckklappenanordnung, zugeordnet, die wiederum mit einem Verschlusselement 3, hier einer Heckklappe, ausgestattet ist. Die Verschlusselementanordnung 2 ist einem Kraftfahrzeug 4 zugeordnet (
Bei dem Verschlusselement 3 kann es sich wie eingangs erwähnt auch um ein anderes Verschlusselement 3 eines Kraftfahrzeugs 4, insbesondere eine Schiebetür oder eine Seitentür, handeln. Alle Ausführungen gelten für andere Verschlusselemente entsprechend.As mentioned above, the
Die Antriebseinheit 1 weist einen ersten mechanischen Antriebsanschluss 5, der mit dem Kraftfahrzeug 4 gekoppelt ist, und einen zweiten mechanischen Antriebsanschluss 6 auf, der mit dem Verschlusselement 3, hier und vorzugsweise der Heckklappe, gekoppelt ist. Die mechanischen Antriebsanschlüsse 5, 6 sind linear relativ zueinander verstellbar, wodurch der Abstand zwischen den Antriebsanschlüssen 5, 6 verändert werden kann. Durch ein lineares Verstellen der Antriebsanschlüsse 5, 6 kann das Verschlusselement 3 relativ zum Kraftfahrzeug 4 verstellt werden.The
Die Antriebsanschlüsse 5, 6 sind mit einem rücktreibbaren Antriebsstrang 7 der Antriebseinheit 1 gekoppelt. Der Antriebsstrang 7 weist eine elektromotorische Einheit 8, also ganz allgemein eine elektrische Maschine, und ein der elektromotorischen Einheit 8 antriebstechnisch nachgeschaltetes Spindel-Spindelmuttergetriebe 9 auf. Zwischen die elektromotorischen Einheit 8 und das Spindel-Spindelmuttergetriebe 9 kann ein Zwischengetriebe, beispielsweise ein Untersetzungsgetriebe, geschaltet sein.The
Das Spindel-Spindelmuttergetriebe 9, das in an sich üblicher Weise eine Spindel 9a und eine damit kämmende Spindelmutter 9b aufweist, ist zur Erzeugung linearer Antriebsbewegungen entlang einer geometrischen Spindelachse A zwischen einer Einfahrstellung und einer Ausfahrstellung der Antriebseinheit 1 vorgesehen. Die Spindel 9a ist hier über die elektromotorische Einheit 8 mit dem einen der mechanischen Antriebsanschlüssen 5, 6 und die Spindelmutter 9b mit dem anderen der mechanischen Antriebsanschlüssen 5, 6 gekoppelt. Das Spindel-Spindelmuttergetriebe 9 bewirkt somit das lineare Verstellen der Antriebsanschlüsse 5, 6.The spindle-spindle nut gear 9, which has a
Die Antriebseinheit 1 weist darüber hinaus eine Bremseinrichtung 10 zum Bremsen einer Komponente 11 des Antriebsstrangs 7 auf (
Wesentlich ist nun, dass die elektromotorische Einheit 8 zwei elektrische Leistungsanschlüsse 13, 14 aufweist und der Elektromagnet 12 mit den beiden Leistungsanschlüssen 13 ,14 elektrisch verbunden oder verbindbar ist derart, dass durch eine an den Leistungsanschlüssen 13, 14 anliegende elektrische Spannung, die einen Grenz-Schwellenwert überschreitet, die Überführung der Bremseinrichtung 10 vom Freigabezustand in den Bremszustand bewirkbar ist.
Als Grenz-Schwellenwert ist vorliegend ein Spannungswert zu verstehen, bei dessen Überschreitung die Bremseinrichtung 10 in den Bremszustand überführt wird. Der Grenz-Schwellenwert entspricht dabei einer Grenz-Verstellgeschwindigkeit, mit der das Verschlusselement 3 verstellt wird. Wird das Verschlusselement 3 mit einer Geschwindigkeit oberhalb der Grenz-Verstellgeschwindigkeit verstellt, erfolgt eine Überführung der Bremseinrichtung 10 in den Bremszustand.In the present case, a limit threshold value is to be understood as a voltage value which, when exceeded, causes
Vorzugsweise sind zwei Bremszustände vorgesehen, einen im Weiteren als „Grund-Bremszustand“ bezeichneten Bremszustand, wenn keine Spannung an den Leistungsanschlüssen 13, 14 anliegt, und einen anderen, im Weiteren als „Not-Bremszustand“ bezeichneten Bremszustand, wenn eine Spannung an den Leistungsanschlüssen 13, 14 anliegt und die Grenz-Verstellgeschwindigkeit und der entsprechende Grenz-Schwellenwert für die Spannung überschritten worden sind. Im Not-Bremszustand und im Grund-Bremszustand können die gleichen oder verschiedene Bremsmomente ausgebildet werden.Two braking states are preferably provided, one braking state referred to below as the “basic braking state” when there is no voltage at the
Hier und vorzugsweise wird die Bremseinrichtung 10 beim Überschreiten des Grenz-Schwellenwertes in den Not-Bremszustand überführt.Here and preferably, the
Die elektromotorische Einheit 8 kann auch mehr als zwei Leistungsanschlüsse 13, 14 aufweisen. In einem solchen Fall ist der Elektromagnet 12 mit wenigstens zwei einander zugeordneten Leistungsanschlüssen 13, 14 verbunden oder verbindbar. Einander zugeordnet“ ist derart zu verstehen, dass zwischen den beiden in Rede stehenden Leistungsanschlüssen eine elektrische Spannung anliegt, wenn die elektromotorische Einheit 8 betrieben wird.The electromotive unit 8 can also have more than two
Hier und vorzugsweise ist durch eine an den Leistungsanschlüssen 13, 14 anliegende elektrische Spannung die Überführung der Bremseinrichtung 10 vom Bremszustand in den Freigabezustand bewirkbar.Here, and preferably, the transfer of the
Hier und vorzugsweise kann eine Überführung der Bremseinrichtung 10 in den Freigabezustand nur erfolgen, wenn an den elektrischen Leistungsanschlüssen 13, 14 eine elektrische Spannung anliegt. Die Bremseinrichtung 10 ist auf diese Weise vorteilhaft mit der elektromotorischen Einheit 8 elektrisch und funktional gekoppelt.Here, and preferably, the
Bevorzugt ist der Elektromagnet 12 zu den beiden Leistungsanschlüssen 13, 14 elektrisch parallel geschaltet oder schaltbar. Die an den beiden Leistungsanschlüssen 13, 14 anliegende elektrische Spannung ist dann zu der am Elektromagneten anliegenden Spannung identisch.
Besonders bevorzugt ist die elektromotorische Einheit 8 als Elektromotor 16 ausgestaltet und eingerichtet, die mechanischen Antriebsanschlüsse 5, 6 in einem Motorbetrieb, insbesondere linear, relativ zueinander zu verstellen, um im montierten Zustand das Verschlusselement 3 zu verstellen. Die Antriebseinheit 1 bildet hier und vorzugsweise die Aktivseite der Verschlusselementanordnung 2, also die motorisch betreibbare Seite, wobei aber auch der Einsatz als Passivseite denkbar ist, die dann keinen Elektromotor aufweist.The electromotive unit 8 is particularly preferably designed as an electric motor 16 and set up to adjust the
Der montierte Zustand der Antriebseinheit 1 ist in
Wird die elektromotorische Einheit 8 als Elektromotor 16 betrieben und mit einer elektrischen Spannung beaufschlagt, wird gleichzeitig auch der Elektromagnet 12 aufgrund der Parallelschaltung mit der identischen elektrischen Spannung beaufschlagt. Auf diese Weise kann die Bremseinrichtung 10 gekoppelt an den Betrieb des Elektromotors 16 in den Freigabezustand überführt werden. Die Bremseinrichtung 10 übt dann im Freigabezustand keine oder eine geringere Bremswirkung auf die zu bremsende Komponente 11 auf. Im Freigabezustand wird somit der Verschleiß der Bremseinrichtung 10 verringert oder vollständig verhindert.If the electromotive unit 8 is operated as an electric motor 16 and is supplied with an electrical voltage, the
Gleichzeitig kann beim Betreiben der elektromotorischen Einheit 8 als Elektromotor 16 ein unzulässiger Betriebszustand der Antriebseinheit 1 verhindert werden. Steigt die an den beiden Leistungsanschlüssen 13, 14 anliegende elektrische Spannung über den Grenz-Schwellenwert, beispielsweise durch eine Fehlfunktion der Spannungsquelle, so wird der Übergang der Bremseinrichtung 10 in den Bremszustand bewirkt und auf die zu bremsende Komponente mit einer Bremskraft ausgeübt.At the same time, an impermissible operating state of the
In einer bevorzugten Ausführungsform ist durch eine an den Leistungsanschlüssen 13, 14 anliegende elektrische Spannung, die einen Freigabe-Schwellenwert überschreitet, die Überführung der Bremseinrichtung 10 vom Bremszustand in den Freigabezustand bewirkbar. Die Bremseinrichtung 10 wird erst in den Freigabezustand überführt, wenn die an den Leistungsanschlüssen 13, 14 anliegende elektrische Spannung den Freigabe-Schwellenwert überschreitet oder den Freigabe-Schwellenwert wieder unterschreitet. Auf diese Weise kann eine gezielte Überführung der Bremseinrichtung 10 in den Freigabezustand bewirkt werden.In a preferred embodiment, the transfer of the
Der Freigabe-Schwellenwert ist vorzugsweise geringer als der Grenz-Schwellenwert. Eine zunehmende an den beiden Leistungsanschlüssen 13, 14 anliegenden elektrischen Spannung führt dann bei Überschreiten des Freigabe-Schwellenwert dazu, dass die Bremseinrichtung 10 vom Bremszustand in den Freigabezustand übergeht. Während einer weiteren Erhöhung der elektrischen Spannung bleibt die Bremseinrichtung 10 so lange im Freigabezustand bis die elektrische Spannung den Grenz-Schwellenwert überschreitet und einen Übergang der Bremseinrichtung 10 in den Not-Bremszustand bewirkt.The release threshold is preferably less than the limit threshold. An increasing electrical voltage applied to the two
Der Grenz-Schwellenwert kann eine elektrische Spannung sein, die 2 bis 12 V, vorzugsweise 2 bis 6 V, weiter vorzugsweise 2 bis 4 V, beträgt.The limit threshold value can be an electrical voltage which is 2 to 12 V, preferably 2 to 6 V, more preferably 2 to 4 V.
Fällt die elektrische Spannung wieder unter den Grenz-Schwellenwert, wird ein Übergang der Bremseinrichtung 10 in den Freigabezustand bewirkt, in dem die Bremseinrichtung 10 verbleibt, bis die elektrische Spannung unter den Freigabe-Schwellenwert sinkt und den Übergang der Bremseinrichtung 10 in den, hier und vorzugsweise, Grund-Bremszustand bewirkt.If the electrical voltage falls below the limit threshold value again,
Vorzugsweise entspricht der Grenz-Schwellenwert einer Grenz-Verstellgeschwindigkeit der mechanischen Antriebsanschlüsse 5, 6 relativ zueinander. Der Freigabe-Schwellenwert entspricht einer Freigabe-Verstellgeschwindigkeit der mechanischen Antriebsanschlüsse 5, 6 relativ zueinander, wobei die Grenz-Verstellgeschwindigkeit höher ist als die Freigabe-Verstellgeschwindigkeit. Wird die elektromotorische Einheit 8 als Elektromotor 16 betrieben, kann die Motordrehzahl im Wesentlichen proportional zur an den beiden Leistungsanschlüssen 13, 14 anliegenden Spannung sein.The limit threshold value preferably corresponds to a limit adjustment speed of the
Es wird somit durch den Grenz-Schwellenwert verhindert, dass die mechanischen Antriebsanschlüsse 5, 6 mit einer zu hohen Geschwindigkeit relativ zueinander linear bewegt werden. Auf diese Weise kann eine Beschädigung der Antriebseinheit 1 und des mit dem ersten Antriebsanschluss 5 verbundenen Kraftfahrzeugs und des mit dem zweiten Antriebsanschluss 6 verbundenen Verschlusselements verhindert werden. Gleichzeitig kann die Einklemmgefahr verringert werden.The limit threshold value thus prevents the
Hier und vorzugsweise, weist die Antriebseinheit 1, wie
Bevorzugt weist die Antriebseinheit 1 eine Rückstelleinrichtung 19 auf, die die Bremseinrichtung 10 im Bremszustand hält (
Hier und vorzugsweise ist die Bremseinrichtung 10 derart ausgelegt, dass im Bremszustand das Verschlusselement 3 durch die Bremseinrichtung 10 in einer Halteposition fixierbar ist. Hier und vorzugsweise ist das Verschlusselement 3 sowohl im Grund-Bremszustand als auch im Not-Bremszustand durch die Bremseinrichtung 10 in einer Halteposition fixiert. Es ist besonders vorteilhaft, wenn die Bremseinrichtung 10 das Verschlusselement 3 in jeder Position relativ zum Kraftfahrzeug 4 fixiert. Das Verschlusselement 3 ist dann durch die Bremseinrichtung fixiert, wenn der Elektromagnet 12 nicht mit einer elektrischen Spannung beaufschlagt ist. Auf diese Weise kann ein ungewolltes oder versehentliches Öffnen oder Schließen des Verschlusselements 3 verhindert werden, wodurch eine hohe Sicherheit bei der Benutzung des Verschlusselements 3 erreicht wird.Here, and preferably, the
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Bremseinrichtung 10 derart ausgelegt, dass aus dem Bremszustand heraus die Bremswirkung der Bremseinrichtung 10 durch eine von außen in das Verschlusselement 3 eingeleitete Bewegung in einem Rücktreibbetrieb überwindbar und der Antriebsstrang 7 rücktreibbar ist. Der Antriebsstrang 7 ist rücktreibbar ausgebildet, so dass dieser durch eine von außen in das Verschlusselement 3 eingeleitete Bewegung in die Einfahrstellung und/oder die Ausfahrstellung bringbar ist. Die Bremswirkung kann somit durch manuelles Bewegen des Verschlusselements 3 überwunden werden. Das Verschlusselement 3 kann somit auf einfache Weise, ohne dass an der elektromotorischen Einheit 8 eine elektrische Spannung anliegt, manuell verstellt werden.In a particularly preferred embodiment, the
Eine besonders funktionale Ausgestaltung der Antriebseinheit 1 lässt sich erreichen, wenn die elektromotorische Einheit 8 im Rücktreibbetrieb als Generator 21 arbeitet und ein Ansteigen der Generatorspannung über den Freigabe-Schwellenwert die Überführung der Bremseinrichtung 10 in den Freigabezustand bewirkt. Eine von außen in das Verschlusselement eingeleitete Bewegung bewirkt dann nicht nur ein Zurücktreiben des Antriebsstrangs 7 sondern auch der elektromotorischen Einheit 8, hier des Elektromotors 16, so dass die elektromotorische Einheit 8 als Generator 21 betrieben wird. Der Elektromagnet 12 wird dann von der als Generator 21 arbeitenden elektromotorischen Einheit 8 mit einer elektrischen Spannung beaufschlagt, wodurch die Bremseinrichtung 10, hier und vorzugsweise aus dem Grund-Bremszustand, in den Freigabezustand bringbar ist. Auf diese Weise kann die Bremseinrichtung 10 durch eine von außen eingeleitete Bewegung in das Verschlusselement 3 in den Freigabezustand gebracht werden, wodurch eine zusätzliche Funktionalität geschaffen wird.A particularly functional configuration of the
Gleichzeitig kann auch im Generatorbetrieb der elektromotorischen Einheit 8 eine unzulässige, von außen in das Verschlusselement 3 eingeleitete, Bewegung eine Überführung der Bremseinrichtung 10 in den Bremszustand bewirken. Wird das Verschlusselement 3 zu schnell bewegt, so übersteigt die vom Generator 21 erzeugte Spannung den Grenz-Schwellenwert, wodurch die Bremseinrichtung 10 wieder in den Bremszustand, hier und vorzugsweise in den Not-Bremszustand, übergeht und die zu bremsende Komponente 11 bremst. Die Bewegung des Verschlusselements 3 wird somit abgebremst und die Bremseinrichtung 10 erst wieder in den Freigabezustand überführt, wenn die Bewegung in einem zulässigen Bereich liegt. Der zulässige Bereich wird durch den Freigabe-Schwellenwert und den Grenz-Schwellenwert definiert.At the same time, even when the electromotive unit 8 is operating as a generator, an impermissible movement introduced into the
Hier und vorzugsweise bewirkt ein Absinken der Generatorspannung unter die Schaltspannung erst die Überführung der Bremseinrichtung 10 in den Bremszustand, wenn die Generatorspannung die Schaltspannung zuzüglich eines Hystereseabstands unterschreitet. Die Überführung der Bremseinrichtung 10 in den Bremszustand erfolgt also erst bei einer gegenüber der Schaltspannung niedrigeren Generatorspannung. Auf diese Weise wird ein Zustand vermieden, in dem die Bremseinrichtung 10 regelmäßig zwischen dem Bremszustand und dem Freigabezustand hin und her wechselt. Hierdurch wird ein besonders gleichmäßiges Verstellen des Verschlusselements 3 erreicht.Here and preferably, a drop in the generator voltage below the switching voltage causes the
Es ist vorteilhaft, wenn der Grenz-Schwellenwert beim Öffnungsvorgang und der Grenz-Schwellenwert beim Schließvorgang des Verschlusselements 3 unterschiedlich sind. Die Bremseinrichtung 10 wird dann bei unterschiedlichen elektrischen Spannungen in den Bremszustand überführt, wodurch ein an den Öffnungs- und Schließvorgang angepasster Betrieb möglich ist.It is advantageous if the limit threshold value during the opening process and the limit threshold value during the closing process of the
Auch der Freigabe-Schwellenwert beim Öffnungsvorgang und der Freigabe-Schwellenwert beim Schließvorgang des Verschlusselements 3 können unterschiedlich sein. Die Kinematik des Verschlusselements 3 kann somit bei einem Öffnungs- und einem Schließvorgang des Verschlusselements 3 anders ausgebildet sein. Insbesondere muss ein Benutzer unterschiedliche Kräfte beim manuellen Öffnen und Schließen des Verschlusselements aufbringen, wodurch eine komfortable Betätigung des Verschlusselements 3 erreicht wird.The release threshold value during the opening process and the release threshold value during the closing process of the
In einer bevorzugten Ausgestaltung weist die Antriebseinheit 1 eine Treiberschaltung 22 auf und die elektromotorische Einheit 8 ist über die Treiberschaltung 22, insbesondere über eine H-Brückenschaltung, mit elektrischer Antriebsleistung versorgbar. Vorzugsweise ist mittels der Treiberschaltung 22 eine gepulste Antriebsspannung an die Leistungsanschlüsse 13, 14 der elektromotorischen Einheit 8 anlegbar. Die elektromotorische Einheit 8 ist hier und vorzugsweise über die H-Brückenschaltung als Elektromotor 16 antreibbar. Wie oben bereits dargelegt, ist der Elektromotor 16 hier und vorzugsweise rücktreibbar ausgebildet, so dass die elektromotorische Einheit 8 als Elektromotor 16 und als Generator 21 betrieben werden kann.In a preferred embodiment, the
Die Treiberschaltung 22 ist hier und vorzugsweise als H-Brückenschaltung mit vier elektrischen Schaltern 23a bis 23d ausgebildet, wie
Die elektromotorische Einheit 8 läuft vorzugsweise beim Anlegen einer ansteigenden Antriebsspannung an die Leistungsanschlüsse 13, 14 zunächst gegen die Bremseinrichtung 10 und die Bremseinrichtung 10 geht anschließend in den Freigabezustand über. Der Begriff „ansteigen“ ist vorliegend weit auszulegen und umfasst auch einen Anstieg aufgrund veränderter Pulsweitenmodulation einer an der elektromotorischen Einheit 8 anliegenden gepulsten Antriebsspannung. Der Elektromotor 16 arbeitet bei einer ansteigenden Antriebsspannung zunächst gegen die Bremseinrichtung 10, die sich hier und vorzugsweise im Grund-Bremszustand befindet. Die Antriebswelle 17 kann erst bewegt werden, wenn das Bremsmoment der Bremseinrichtung 10 überwunden wird. Vorzugsweise wird die Bremseinrichtung 10 erst in den Freigabezustand gebracht, wenn das Antriebsmoment des Elektromotors 16 das Bremsmoment übersteigt. Alternativ ist es jedoch auch möglich, dass die Bremseinrichtung 10 in den Freigabezustand überführt wird, wenn der Elektromotor 16 das Bremsmoment der Bremseinrichtung noch nicht überwunden hat. In beiden oben genannten Fällen kann sichergestellt werden, dass die elektromotorische Einheit 8 ein ausreichendes Drehmoment erzeugt, um ein Zuschlagen oder Öffnen des Verschlusselements 3 beim Übergang der Bremseinrichtung 10 in den Freigabezustand zu verhindern. Alternativ kann beim Anlegen einer Antriebsspannung an den Elektromotor 16 die Bremseinrichtung 10 auch zunächst in den Freigabezustand übergehen und anschließend der Elektromotor 16 anlaufen.When an increasing drive voltage is applied to the
Ist ein Gleichrichter 24 dem Elektromagneten 12 elektrisch vorgeschaltet, so dass der Elektromagnet 12 unabhängig von der Polung der an den Leistungsanschlüssen 13, 14 anliegenden Spannung ein Magnetfeld mit ein und derselben Magnetfeldrichtung ausbildet, kann ein zuverlässiges Überführen der Bremseinrichtung 10 in den Freigabezustand sichergestellt werden. Ein ferromagnetisches Bauteil kann nach dem Einwirken eines Magnetfeldes eine Restmagnetisierung aufweisen. Ein Magnetfeld mit gegenteiliger Magnetfeldrichtung muss zunächst die Restmagnetisierung neutralisieren, um das ferromagnetische Bauteil gegensätzlich magnetisieren zu können. Somit kann es zu Verzögerungen bei der Überführung der Bremseinrichtung 10 in den Freigabezustand kommen. Diese Verzögerungen können durch den Gleichrichter 24 wirkungsvoll verhindert werden, wodurch ein gleichbleibend zuverlässiger Betrieb der Bremseinrichtung 10 erreicht wird. Hier und vorzugsweise ist der Gleichrichter 24 als Zweiwege-Gleichrichter ausgebildet und weist vier Dioden 25 auf, die für Strom lediglich in jeweils einer Bestromungsrichtung durchlässig sind, wie
In einer bevorzugten Ausführungsform ist eine Zenerdiode 26 zu dem Elektromagneten 12 elektrisch parallel geschaltet oder schaltbar derart, dass die Zenerdiode 26 bei Überschreiten des Grenz-Schwellenwertes der an den beiden Leistungsanschlüssen 13, 14 anliegenden elektrischen Spannung einen Stromfluss durch diese Parallelschaltung ermöglicht und somit den Stromfluss durch den Elektromagneten 12 derart verringert, dass die Bremseinrichtung in den Not-Bremszustand übergeht. Vorzugsweise ist die Zenerdiode 26 auch zu den beiden Leistungsanschlüssen 13,14 elektrisch parallel geschaltet, wie in
Übersteigt die an den Leistungsanschlüssen 13, 14 anliegende elektrische Spannung den Freigabe-Schwellenwert, so ist die Stromstärke durch die Spule 15 des Elektromagneten 12 derart groß, dass ein Magnetfeld mit einer Magnetfeldstärke erzeugt wird, die ausreichend ist, um die Bremseinrichtung 10 in den Freigabezustand zu überführen. Mit steigender elektrischer Spannung steigt auch die Stromstärke im Elektromagneten 12 an, wodurch die Magnetfeldstärke des erzeugten Magnetfeldes erhöht wird. Überschreitet die elektrische Spannung den Grenz-Schwellenwert, so fließt der Strom nicht mehr ausschließlich durch den Elektromagneten 12 sondern teilt sich in einen ersten Teilstrom durch den Elektromagneten 12 und einen zweiten Teilstrom durch die Zenerdiode auf. Auf diese Weise wird die Stromstärke im Elektromagneten 12 derart reduziert, dass die Stromstärke nicht mehr zur Erzeugung eines ausreichend starken Magnetfeldes ausreichend ist, um die Bremseinrichtung 10 im Freigabezustand zu halten. Durch die Rückstelleinrichtung 19 wird die Bremseinrichtung 10 in den Bremszustand, hier uns vorzugsweise in den Not-Bremszustand, überführt und die zu bremsende Komponente 11 gebremst.If the electrical voltage applied to the
Die Bremseinrichtung 10 kann nach Art einer Reibbremse ausgestaltet sein (
Bei einer Reibbremse erfolgt die Bremswirkung dadurch, dass eine erste Komponente in Kontakt zu einer weiteren Komponente steht und an dieser vorbeigeführt wird. Dabei wird eine Reibkraft erzeugt, die der Bewegungsrichtung der ersten Komponente entgegengesetzt ist, wodurch ein Bremskraft auf die erste Komponente ausgeübt wird. Eine Hysteresebremse beruht auf dem Prinzip der Ummagnetisierung. Eine bewegliche ferromagnetische Komponente wird dabei von einem Magnetfeld derart beeinflusst, dass diese Komponente wiederholt ummagnetisiert wird. Durch die wiederholte Ummagnetisierung des Materials entsteht ein Energieverlust, durch den die bewegliche Komponente gebremst wird. Die Funktion und der Aufbau der Ausführungsformen als Reibbremse (
In den
In einer bevorzugten und in den
Alternativ oder zusätzlich kann die Bremseinrichtung 10 ein permanentmagnetisches Stellelement 28 aufweisen, das durch eine Bestromung des Elektromagneten je nach Bestromungsrichtung bidirektional verstellbar und dadurch die Bremseinrichtung 10 in den Bremszustand und in den Freigabezustand überführbar ist. Eine derartige Ausführungsform ist in
Das Stellelement 27, 28 kann auf verschiedene Weise ausgestaltet sein. Gemäß
Wie die
Alternativ kann, wie in
Alle drei Ausführungsformen der in
Es ist vorteilhaft, wenn die Bremseinrichtung 10 mehrere Permanentmagneten 32a, 32b aufweist, die mit in Umfangsrichung des Bremselements 31 jeweils abwechselnden Polen dem Bremselement 31 gegenüber angeordnet sind. Es sind dann jeweils Permanentmagnete 32a, 32b mit gegensätzlichen Magnetfeldrichtungen nebeneinander angeordnet. Ein Abschnitt des Bremselements 31 wird dann bei einer Drehung von den in Umfangsrichtung alternierenden angeordneten Polen der Permanentmagneten 32a, 32b laufend ummagenetisiert. Je mehr alternierende Permanentmagnete 23a, 32b in Umfangsrichtung des Bremselements 31 angeordnet sind, desto häufiger wird ein Abschnitt des Bremselements 31 bei jeder Umdrehung ummagenetisiert. Auf diese Weise kann die Bremskraft der Bremseinrichtung 10 eingestellt werden. Eine Einstellung der Bremskraft kann auch über die Spaltweite zwischen dem Bremselement 31 und den Permanentmagneten 32a, 32b sowie über die Feldstärke der Permanentmagneten 32a, 32b erfolgen.It is advantageous if the
Es ist vorteilhaft, wenn der Elektromagnet 12 wenigstens zwei Spulen 15a, 15b aufweist und jedem Permanentmagneten 32a, 32b oder jedem Pol des Permanentmagneten 32a, 32b eine Spule 15a, 15b zugeordnet ist, so dass jedes Magnetfeld einer Spule 15a, 15b ein Magnetfeld eines Permanentmagneten 32a, 32b überlagern kann.
Zum Überführen der Bremseinrichtung 10 zurück in den Bremszustand muss lediglich die Bestromung der Spulen 15a, 15b unterbunden werden, wie in
Das Kraftfahrzeug 4 kann eine Steuereinheit 33 zur Steuerung der Antriebseinheit 1 der Verschlusselementanordnung 2 zum Verstellen des Verschlusselements 3 aufweisen (
Gemäß einer weiteren Lehre, der eigenständige Bedeutung zukommt, ist eine Verschlusselementanordnung 2 mit einem Verschlusselement 3, dem eine vorschlagsgemäße Antriebseinheit 1, insbesondere als Aktivseite oder Passivseite, zugeordnet ist, vorgesehen (
Gemäß einer weiteren Lehre, der ebenfalls eigenständige Bedeutung zukommt, ist ein Kraftfahrzeug 4 mit mindestens einer vorschlagsgemäßen Verschlusselementanordnung 2 vorgesehen (
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- EP 1813758 A2 [0003]EP 1813758 A2 [0003]
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Citations (1)
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---|---|---|---|---|
EP1813758A2 (en) | 2006-01-25 | 2007-08-01 | Brose Schliesssysteme GmbH & Co. KG | Pre-assembled drive unit for an adjustable functional element in a motor vehicle |
-
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- 2021-06-01 DE DE102021114184.2A patent/DE102021114184A1/en active Pending
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EP1813758A2 (en) | 2006-01-25 | 2007-08-01 | Brose Schliesssysteme GmbH & Co. KG | Pre-assembled drive unit for an adjustable functional element in a motor vehicle |
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