DE102021129819A1

DE102021129819A1 - Spindeleinheit

Info

Publication number: DE102021129819A1
Application number: DE102021129819.9A
Authority: DE
Inventors: Harald Krüger; Andreas Gutgesell
Original assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Current assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Priority date: 2021-11-16
Filing date: 2021-11-16
Publication date: 2023-05-17

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Spindeleinheit für ein Verschlusselement (3) eines Kraftfahrzeugs (3), wobei die Spindeleinheit (1) ein Spindel-Spindelmuttergetriebe (5) aufweist, das eine Spindel (6) mit einem Spindel-Außengewinde (7) und eine Spindelmutter (8) mit einem Spindelmutter-Innengewinde (9) aufweist, die miteinander einen Schraubeingriff zur Erzeugung linearer Antriebsbewegungen entlang einer geometrischen Spindelachse (A) zwischen einem spindelseitigen Antriebsanschluss (11) und einem spindelmutterseitigen Antriebsanschluss (12) zum Ausleiten der Antriebsbewegungen bilden, aufweist. Es wird vorgeschlagen, dass die Spindel (6) eine Spindelstange (13) mit einer geometrischen Spindelstangenachse (B) aufweist, dass die Spindelstange (13) wenigstens abschnittsweise durch ein Stangenprofil (14) gebildet ist, dass die Spindel (6) wenigstens eine zumindest abschnittsweise auf das Stangenprofil (14) axial aufgeschobene, ein Außengewinde (15) aufweisende Gewindehülse (16) aufweist und dass das Spindel-Außengewinde (7) wenigstens abschnittsweise durch das Außengewinde (15) der Gewindehülse (16) gebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Spindeleinheit für ein Verschlusselement eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1, eine Antriebsanordnung gemäß Anspruch 16, eine Verschlusselementanordnung gemäß Anspruch 17 sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Spindel einer Spindeleinheit gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 18.
Der Begriff „Verschlusselement“ ist vorliegend weit zu verstehen. Er umfasst beispielsweise eine Heckklappe, einen Heckdeckel, eine Motorhaube, eine Seitentür, eine Laderaumklappe, eine Fensterscheibe, ein Hubdach oder dergleichen eines Kraftfahrzeugs. Im Folgenden steht der Anwendungsbereich der Verstellung einer Heckklappe eines Kraftfahrzeugs im Vordergrund.
Die bekannte Spindeleinheit ( DE 10 2016 118 687 A1 ), von der die Erfindung ausgeht, weist eine Spindel mit einer geometrischen Spindelachse und einem Spindel-Außengewinde und eine Spindelmutter mit einem Spindelmutter-Innengewinde auf. Die Spindel und die Spindelmutter stehen in Schraubeingriff miteinander und bilden ein Spindel-Spindelmuttergetriebe. Die Spindel weist in Längsrichtung der Spindel einen veränderten Durchmesser auf, um die Reibung zwischen der Spindel und einer Bremsanordnung in Längsrichtung der Spindel unterschiedlich auszugestalten.
Die bekannte Spindeleinheit bietet eine hohe Lebensdauer und eine hohe Funktionalität. Eine Herausforderung besteht jedoch darin, die Herstellung zu vereinfachen. Die bekannte Spindel besteht aus einem Metall und das Spindel-Außengewinde ist durch Rollieren hergestellt, wobei das Gewinde unter hohem Druck in eine Metallstange eingebracht wird. So ist es besonders aufwendig, Spindeln mit jeweils unterschiedlichen Gewindesteigungen, Durchmessern oder Gewindegängen auszubilden.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, die bekannte Spindeleinheit derart auszugestalten und weiterzubilden, dass der Herstellungsaufwand reduziert wird.
Das obige Problem wird bei einer Spindeleinheit gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils von Anspruch 1 gelöst.
Wesentlich ist die grundsätzliche Überlegung, die Spindel aus wenigstens einer Spindelstange mit einem leicht herzustellenden Stangenprofil auszubilden, auf das wenigstens eine ein Außengewinde aufweisende Gewindehülse zur Ausbildung des Spindel-Außengewindes axial aufgeschoben ist. Das Spindel-Außengewinde ist dann wenigstens teilweise durch das Außengewinde der Gewindehülse gebildet. Das Spindel-Außengewinde kann dann durch einfaches Aufschieben der Gewindehülse auf das Stangenprofil gebildet werden. Zur Ausbildung einer Spindel mit einem anderen Spindel-Außengewinde ist es lediglich erforderlich, eine Gewindehülse mit einem entsprechend anderen Außengewinde auf das Stangenprofil aufzuschieben. Die Herstellung der Spindel kann somit vereinfacht werden. Es ist dann auf einfache Weise möglich, Spindeln mit verschiedenen Spindel-Außengewinden herzustellen und auch Spindeln mit in Längsrichtung abschnittsweise unterschiedlich ausgebildeter Spindel-Außengewinden vorzusehen.
Im Einzelnen wird ganz allgemein vorgeschlagen, dass die Spindel eine Spindelstange mit einer geometrischen Spindelstangenachse aufweist, dass die Spindelstange wenigstens abschnittsweise durch ein Stangenprofil gebildet ist, dass wenigstens eine auf das Stangenprofil axial aufgeschobene, ein Außengewinde aufweisende Gewindehülse vorgesehen ist und dass das Spindel-Außengewinde wenigstens abschnittsweise durch das Außengewinde der Gewindehülse gebildet ist.
Nach der Ausgestaltung gemäß Anspruch 2 ist die Gewindehülse über eine wenigstens abschnittsweise zum Stangenprofil im Wesentlichen komplementäre Innenkontur einer Innenausnehmung formschlüssig in Umfangsrichtung an dem Stangenprofil gehalten, wodurch eine einfache und kostengünstige drehfeste Verbindung zwischen der Spindelstange und der Gewindehülse realisiert wird.
Nach der weiteren Ausgestaltung gemäß Anspruch 3 weist das Stangenprofil einen entlang der Spindelstangenachse gleichmäßigen, sich also nicht verändernden, polygonförmigen Querschnitt auf. Dies ist besonders vorteilhaft, um eine gleichmäßige Lastübertragung zwischen der Spindelstange und der Gewindehülse zu erhalten.
Nach der bevorzugten Ausgestaltung gemäß Anspruch 4 weist das Außengewinde der Gewindehülse mehr als einen Gewindegang auf, wodurch eine grö-ßere Gewindesteigung ermöglicht wird und die Selbsthemmung der Gewinde unterdrückt wird. Es ist besonders vorteilhaft, wenn das Außengewinde der Gewindehülse genauso viele Gewindegänge wie das polygonförmige Stangenprofil Seitenflächen aufweist oder die Anzahl der Gewindegänge einem Vielfachen, insbesondere ganzzahligen Vielfachen, der Anzahl der Seitenflächen des polygonförmigen Stangenprofils entspricht, wodurch eine besonders gleichmäßige Belastung des Stangenprofils erreicht wird.
Nach der bevorzugten Ausgestaltung gemäß Anspruch 5 sind wenigstens zwei identisch oder unterschiedlich ausgebildete, auf die Spindelstange axial aufgeschobene Gewindehülsen vorgesehen. Auf diese Weise kann die Spindel auf einfache Weise abschnittsweise an unterschiedliche Anforderungen angepasst werden.
Nach einer bevorzugten Ausgestaltung gemäß Anspruch 6 entspricht die axiale Länge der Gewindehülse im Wesentlichen dem Vielfachen einer Gewindesteigung, insbesondere einem ganzzahligen Vielfachen der Gewindesteigung. Es ist dann sichergestellt, dass der Gewindegang einer Gewindehülse an der gleichen Position in Umfangsrichtung startet und endet.
Nach einer weiteren Ausgestaltung gemäß Anspruch 7 weist das Außengewinde im Bereich der axialen Enden jeweils einen Endabschnitt auf, der durch eine zum jeweiligen axialen Ende gerichtete Fase oder einen zum jeweiligen axialen Ende gerichteten Radius in Gewinderichtung gebildet ist. Auf diese Weise kann der Übergang des Schraubeingriffs zwischen dem Spindelmutter-Innengewinde der Spindelmutter und dem Außengewinde einer Gewindehülse zu dem Außengewinde einer anschließenden Gewindehülse besonders reibungsarm und geräuscharm erfolgen.
Nach der weiter bevorzugten Ausgestaltung gemäß Anspruch 8 weist die Spindelstange einen Gewindeprofilabschnitt mit einem Außengewinde auf, der integraler Bestandteil der Spindelstange ist. Das Spindel-Außengewinde ist dann abschnittsweise durch das Außengewinde des Gewindeprofilabschnitts ausgebildet. Das Spindel-Außengewinde ist dabei in vorteilhafter Weise durch das Außengewinde der Spindelstange und dem Außengewinde wenigstens einer Gewindehülse gebildet, so dass das Spindel-Außengewinde wenigstens zwei Gewindeabschnitte aufweist. Gemäß Anspruch 9 weist das Außengewinde des Gewindeprofilabschnitts im Bereich der axialen Enden jeweils einen Endabschnitt auf, der durch eine zum jeweiligen axialen Ende gerichtete Fase oder einen zum jeweiligen axialen Ende gerichteten Radius in Gewinderichtung gebildet ist. Auf diese Weise kann der Übergang des Schraubeingriffs zwischen dem Spindelmutter-Innengewinde der Spindelmutter und dem Außengewinde des Gewindeprofilabschnitts zu dem Außengewinde einer anschließenden Gewindehülse besonders reibungsarm und geräuscharm erfolgen. Die Spindelstange kann wenigstens ein radial außenseitiges Anschlagelement aufweisen, wobei die Gewindehülse zwischen dem radial außenseitigen Anschlagelement und dem Gewindeprofilabschnitt in beiden axialen Richtungen axialfest zur Spindelstange gehalten ist (Anspruch 10). Es ist dabei besonders vorteilhaft für eine einfache Montage, wenn das Anschlagelement auf die Spindelstange in axialer Richtung aufschiebbar und/oder in radialer Richtung aufsteckbar ist.
Nach der weiteren Ausgestaltung gemäß Anspruch 11 ist das Spindel-Außengewinde vollständig durch das Außengewinde wenigstens einer Gewindehülse gebildet. Somit ist in vorteilhafter Weise das gesamte Spindel-Außengewinde durch die Gewindehülse gebildet. Die Gewindehülse kann dabei zwischen einem ersten außenseitigen Anschlagelement und einem zum ersten Anschlagelement beabstandeten, zweiten radial außenseitigen Anschlagelement in beiden axialen Richtungen axialfest zur Spindelstange gehalten sein (Anspruch 12). Es ist dabei besonders vorteilhaft für eine einfache Montage, wenn das jeweilige Anschlagelement auf die Spindelstange in axialer Richtung aufschiebbar und/oder in radialer Richtung aufsteckbar ist.
Nach der bevorzugten Ausgestaltung gemäß Anspruch 13 ist die Spindelstange aus einem Metall und/oder die Gewindehülse aus einem Kunststoff und/oder Metall ausgebildet. Auf diese Weise kann eine besonders stabile Spindel geschaffen werden, wobei gleichzeitig der Reibkoeffizient zwischen dem Spindel-Außengewinde und dem Spindelmutter-Innengewinde gezielt eingestellt werden kann.
Nach der besonders bevorzugten Ausgestaltung gemäß Anspruch 14 weist die Spindel eine Überlastkupplung auf, die derart ausgebildet ist, dass sich die Spindelstange und die Gewindehülse bei Überschreiten eines Grenz-Schwellenwertes eines anliegenden Drehmomentes in wenigstens eine oder nur eine Drehrichtung relativ zueinander drehen können. Auf diese Weise kann mit einfachen Mitteln eine zuverlässige Überlastkupplung erzeugt werden, die in die Spindel integriert ist, wodurch der Bauraumbedarf der Spindeleinheit reduziert wird. Dafür kann die Gewindehülse im Bereich der Innenkontur wenigstens einen elastischen und/oder beweglichen Bereich aufweisen, der eine reversible Veränderung der Innenkontur derart erlaubt, dass die Spindelstange relativ zur Gewindehülse drehbar ist (Anspruch 15).
Nach einer weiteren Lehre gemäß Anspruch 16, der eigenständige Bedeutung zukommt, ist eine Antriebsanordnung für ein Verschlusselement eines Kraftfahrzeugs mit wenigstens einer vorschlagsgemäßen Spindeleinheit beansprucht, wobei die Spindeleinheit eine motorische Antriebseinheit aufweist, der das Spindel-Spindelmuttergetriebe antriebstechnisch nachgeschaltet ist. Auf alle Ausführungen zur vorschlagsgemäßen Spindeleinheit darf insoweit verwiesen werden.
Nach einer weiteren Lehre gemäß Anspruch 17, der eigenständige Bedeutung zukommt, ist eine Verschlusselementanordnung eines Kraftfahrzeugs mit einem Verschlusselement und einer vorschlagsgemäßen Antriebsanordnung beansprucht. Auf alle Ausführungen zur vorschlagsgemäßen Spindeleinheit und zur vorschlagsgemäßen Antriebsanordnung darf insoweit verwiesen werden.
Nach einer weiteren Lehre gemäß Anspruch 18, der eigenständige Bedeutung zukommt, ist ein Verfahren zur Montage einer Spindel einer Spindeleinheit für ein Verschlusselement eines Kraftfahrzeugs, insbesondere einer vorschlagsgemäßen Spindeleinheit, beansprucht, wobei im montierten Zustand die Spindel mit einer Spindelmutter ein Spindel-Spindelmuttergetriebe ausbildet, wobei die Spindel ein Spindel-Außengewinde aufweist und die Spindelmutter ein Spindelmutter-Innengewinde aufweist, die miteinander einen Schraubeingriff bilden.
Wesentlich nach der weiteren Lehre ist, dass die Spindel eine Spindelstange mit einer geometrischen Spindelstangenachse aufweist, dass die Spindelstange wenigstens abschnittsweise durch ein Stangenprofil gebildet wird, dass wenigstens eine ein Außengewinde aufweisende Gewindehülse vorgesehen ist und dass die Gewindehülse wenigstens abschnittsweise in axialer Richtung auf das Stangenprofil aufgeschoben wird, wodurch die Gewindehülse drehfest auf dem Stangenprofil angeordnet wird. Auf alle Ausführungen zur vorschlagsgemäßen Spindeleinheit darf insoweit verwiesen werden.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich Ausführungsbeispiele darstellende Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

1 in schematischer Darstellung den Heckklappenbereich eines Kraftfahrzeuges mit einer Heckklappe, der eine vorschlagsgemäße Spindeleinheit zugeordnet ist,
2 eine Ansicht der Spindeleinheit aus 1 in einem Längsschnitt in a) einem eingefahrenen und b) einem ausgefahrenen Zustand,
3 eine Detailansicht der Spindeleinheit aus 2 mit einer Spindel und eine Querschnittsansicht der Spindeleinheit,
4 eine erste Ausführungsform der in 3 gezeigten Spindel mit mehreren Gewindehülsen in a) einer Explosionsansicht und b) einem montierten Zustand,
5 eine zweite Ausführungsform der in 3 gezeigten Spindel mit einer ein Außengewinde aufweisenden Spindelstange mit mehreren Gewindehülsen in a) einer Explosionsansicht und b) einem montierten Zustand und
6 eine Querschnittsansicht der in 3 gezeigten Spindel a) mit einer Überlastkupplung in einer ersten Ausführungsform, die in beide Drehrichtungen wirkt, b) mit einer Überlastkupplung in einer zweiten Ausführungsform, die lediglich in eine Drehrichtung wirkt bei Auftreten einer Überlast in die wirkende Drehrichtung, c) mit der in 6b) gezeigten Überlastkupplung bei einer in die entgegengesetzte Richtung wirkenden Last und d) ohne eine Überlastkupplung in einer dritten Ausführungsform.

Die vorschlagsgemäße Spindeleinheit 1 ist einer Verschlusselementanordnung 2, in 1 beispielsweise einer Heckklappenanordnung, zugeordnet, die wiederum mit einem Verschlusselement 3, hier einer Heckklappe, ausgestattet ist. Die Verschlusselementanordnung 2 ist einem Kraftfahrzeug 4 zugeordnet.
Bei dem Verschlusselement 3 kann es sich, wie eingangs erwähnt, auch um ein anderes Verschlusselement 3 eines Kraftfahrzeugs 4, insbesondere einen Heckdeckel, aber auch eine Schiebetür handeln. Alle Ausführungen gelten für andere Verschlusselemente 3 entsprechend.
2 zeigt, dass zum Öffnen und Schließen des Verschlusselements 3 die Spindeleinheit 1 der Verschlusselementanordnung 2 eines Kraftfahrzeugs 4 ein Spindel-Spindelmuttergetriebe 5 mit in einer geometrischen Spindelachse A zur Erzeugung linearer Antriebsbewegungen in eine erste Verstellrichtung, die insbesondere einem Öffnen des Verschlusselements 3 entspricht, und in eine zweite Verstellrichtung, die insbesondere einem Schließen des Verschlusselements 3 entspricht, aufweist. Die geometrische Spindelachse A bezieht sich auf die Spindel 6 der Spindeleinheit 1.
Allgemein ist es vorteilhaft, wenn die erste Verstellrichtung dem Öffnen des Verschlusselements 3 entspricht, wenn das Verschlusselement 3 eine Heckklappe oder ein Heckdeckel ist, da das Öffnen dann bereits gegen die Gewichtskraft des Verschlusselements 3 geschieht. Dennoch sind Ausführungsformen denkbar, bei denen das Öffnen gebremst werden soll. Insbesondere bei Schiebetüren kann es vorgesehen sein, dass die erste Verstellrichtung dem Schließen des entsprechenden Verschlusselements 3 entspricht. An dem Verschlusselement 3 oder dem Kraftfahrzeug 4 kann die Spindeleinheit 1 durchaus verschieblich angeordnet sein.
Das Spindel-Spindelmuttergetriebe 5 der Spindeleinheit 1 ist in an sich üblicher Weise mit einer rotierenden Spindel 6 mit einem Spindel-Außengewinde 7 und einer Spindelmutter 8 mit einem Spindelmutter-Innengewinde 9, die miteinander einen Schraubeingriff bilden, ausgestattet. Das Spindel-Spindelmuttergetriebe 5 ist in einem Antriebsstrang 10 angeordnet, der sich von einem spindelseitigen Antriebsanschluss 11 zu einem spindelmutterseitigen Antriebsanschluss 12 erstreckt.
Wesentlich ist nun, dass die Spindel 6 eine Spindelstange 13 mit einer geometrischen Spindelstangenachse B aufweist, dass die Spindelstange 13 wenigstens abschnittsweise durch ein Stangenprofil 14 gebildet ist, dass die Spindel 6 wenigstens eine zumindest abschnittsweise auf das Stangenprofil 14 axial aufgeschobene, ein Außengewinde 15 aufweisende Gewindehülse 16 aufweist und dass das Spindel-Außengewinde 7 wenigstens abschnittsweise durch das Außengewinde 15 der Gewindehülse 16 gebildet ist. Der Begriff „axial“ ist vorliegend auf die geometrische Spindelstangenachse B bezogen. Hier und vorzugsweise sind die geometrische Spindelstangenachse B und die geometrische Spindelachse A im montierten Zustand der Spindeleinheit 1 parallel und insbesondere identisch.
Das Stangenprofil 14 kann eine leicht herzustellende Geometrie aufweisen. Das Spindel-Außengewinde 7 lässt sich durch ein Aufschieben der Gewindehülse 16 auf das Stangenprofil 14 in besonders einfacher Weise wenigstens abschnittsweise erzeugen, wie in 4a) und 5a) dargestellt ist. Es ist insbesondere möglich und vorteilhaft, dass das Spindel-Außengewinde 7 durch mehr als eine Gewindehülse 16 gebildet wird. Die Spindel 6 ist dann auf besonders einfache Weise herzustellen, indem eine Spindelstange 13 mit einem einfach herzustellenden Stangenprofil 14 verwendet wird, auf das zur Ausbildung des Spindel-Außengewindes 7 wenigstens eine Gewindehülse 16 in axialer Richtung aufgeschoben wird. Das Spindel-Außengewinde 7 muss dann nicht in die Spindelstange 13 eingebracht werden, wodurch die Herstellung vereinfacht und kostengünstig durchführbar ist.
Für die Montage der Gewindehülse 16 auf dem Stangenprofil 14 ist es besonders vorteilhaft, wenn die Gewindehülse 16 eine Innenausnehmung mit einer zum Querschnitt des Stangenprofils 14 wenigstens abschnittsweise im Wesentlichen komplementäre Innenkontur 17 aufweist, so dass die Gewindehülse 16 zur Momentenübertragung in Umfangsrichtung formschlüssig an dem Stangenprofil 14 gehalten ist. Der Begriff „in Umfangsrichtung“ ist vorliegend auf die geometrische Spindelstangenachse B bezogen. Die Innenausnehmung erstreckt sich hier und vorzugsweise über die gesamte Länge der Gewindehülse 16 entlang einer geometrischen Gewindehülsenachse C, die im montierten Zustand identisch zur geometrischen Spindelstangenachse B und zur geometrischen Spindelachse A ist. Es wird somit eine einfache Steckverbindung zwischen der Gewindehülse 16 und der Spindelstange 13 erzeugt, durch die die Gewindehülse 16 drehfest auf der Spindelstange 13 gehalten ist. Somit kann auch die Innenkontur 17 eine einfach herzustellende Geometrie aufweisen. Durch die komplementäre Ausbildung kann die Verbindung der Gewindehülse 16 mit der Spindelstange 13 besonders einfach erfolgen. Gleichzeitig wird eine günstige drehfeste Verbindung geschaffen.
Die Spindel 6 ist, wie bereits dargelegt wurde, in besonders einfacher Weise herstellbar. Die Herstellung kann weiter vereinfacht werden und somit besonders kostengünstig erfolgen, wenn das Stangenprofil 14 einen entlang der Spindelstangenachse B gleichmäßigen polygonförmigen Querschnitt aufweist. Hier und vorzugsweise weist das Stangenprofil 14 einen entlang der Spindelstangenachse B gleichmäßigen vierkantigen, sechskantigen oder achtkantigen Querschnitt auf. Es ist möglich, dass Stangenprofil 14 und/oder die Spindelstange 13 in einem Strangpressverfahren herzustellen. In den Figuren ist beispielhaft ein Stangenprofil 14 mit einem sechskantigen Querschnitt gezeigt. Ein weiterer Vorteil ergibt sich durch den symmetrischen Querschnitt, der eine gleichmäßige Rotation der Spindelstange 13 ermöglicht. Durch den symmetrischen Querschnitt ist die Lastverteilung besonders gleichmäßig, wodurch eine lange Lebensdauer der Spindel 6 erreicht werden kann.
Um eine gleichmäßige Lastverteilung zwischen der Spindel 6 und der Spindelmutter 8 sicherzustellen und eine Selbsthemmung zwischen dem Spindel-Außengewinde 7 und dem Spindelmutter-Innengewinde 9 zu unterdrücken, ist vorzugsweise vorgesehen, dass das Außengewinde 15 der Gewindehülse 16 wenigstens zwei Gewindegänge aufweist. Hier und vorzugsweise entspricht die Anzahl der Gewindegänge der Anzahl der Seitenflächen 18 des polygonförmigen Stangenprofils 14 oder die Anzahl der Gewindegänge entspricht einem Vielfachen, insbesondere ganzzahligen Vielfachen, der Anzahl der Seitenflächen 18 des polygonförmigen Stangenprofils. Jeder Gewindegang der Gewindehülse 16 ist dann im Eingriff mit jeweils einem Gewindegang der Spindelmutter 8, so dass alle Gewindegänge lasttragend sind, wodurch die Belastung jedes einzelnen Gewindegangs reduziert wird. In der in den Figuren gezeigten Ausführungsform weist das Stangenprofil 14 einen gleichmäßigen sechseckigen Querschnitt und somit sechs Seitenflächen 18 und das Außengewinde 15 der Gewindehülse 16 weist sechs Gewindegänge auf.
Ein modularer Aufbau des Spindel-Außengewindes 7 kann erreicht werden, wenn wenigstens zwei Gewindehülsen 16 vorgesehen sind, und die beiden Gewindehülsen 16 identisch ausgebildet sind, oder, die beiden Gewindehülsen 16 unterschiedlich ausgebildet sind. Es ist möglich, dass sich die Gewindehülsen 16 wenigstens abschnittsweise in der Gewindesteigung, im Außendurchmesser, im Material, in ihrer Oberflächenbeschaffenheit, in ihrer Innenkontur 17 und/oder in ihrer Länge unterscheiden. Das Spindel-Außengewinde 7 kann dann abschnittsweise in Längsrichtung auf einfache Weise mit unterschiedlichen Eigenschaften ausgestalten werden. So kann beispielsweise die Reibung zwischen dem Spindel-Außengewinde 7 und dem Spindelmutter-Innengewinde 9 abschnittsweise entlang der geometrischen Spindelachse A unterschiedlich ausgebildet sein. Es ist dann auf besonders einfache Weise möglich, die Spindel 6 an verschiedene Anwendungsfälle anzupassen.
Es muss jederzeit sichergestellt sein, dass die Gewindegänge des Spindel-Außengewindes 7 ohne einen Versatz in Umfangsrichtung stetig über die gesamte Länge des Spindel-Außengewindes 7 ausgebildet sind. Um dies insbesondere auch beim Einsatz mehrerer Gewindehülsen 16 auf einfache Weise sicherzustellen, ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Länge der Gewindehülse 16 im Wesentlichen dem Vielfachen einer Gewindesteigung entspricht. Hier und vorzugsweise entspricht die Länge der Gewindehülse 16 x/n*S, mit x als natürlich Zahl, n als Anzahl der Seitenflächen 18 des polygonförmigen Stangenprofils 14 und S als Gewindesteigung. Es ist dann sichergestellt, dass ein in Bezug auf eine Seitenfläche 18 des Stangenprofils 14 an einer bestimmten Position in Umfangsrichtung an einem axialen Ende der Gewindehülse 16 startender Gewindegang am anderen axialen Ende der Gewindehülse 16 an derselben Position in Umfangsrichtung in Bezug auf dieselben Seitenfläche 18 oder in Bezug auf eine anderen Seitenfläche 18 endet. Wird dann eine zweite Gewindehülse 16 gegen die erste Gewindehülse 16 angelegt, kann auf einfache Weise sichergestellt werden, dass die Gewindegänge jeweils stetig über die axiale Länge des Spindel-Außengewindes 7 ausgebildet sind, unabhängig davon, wie die Gewindehülsen 16 in Umfangsrichtung relativ zueinander orientiert sind. Wie insbesondere die Detailansicht in 3 zeigt, entspricht hier und vorzugsweise die Länge der Gewindehülse 16 dem ganzzahligen Vielfachen einer Gewindesteigung. Es ist dann sichergestellt, dass ein in Bezug auf eine Seitenfläche 18 des Stangenprofils 14 an einer bestimmten Position in Umfangsrichtung an einem axialen Ende der Gewindehülse 16 startender Gewindegang am anderen axialen Ende der Gewindehülse 16 an derselben Position in Umfangsrichtung in Bezug auf dieselbe Seitenfläche 18 endet.
Wie die Figuren zeigen, weist das Stangenprofil 14 einen gleichmäßigen sechskantigen Querschnitt auf. Die Gewindehülse 16 weist sechs Gewindegänge und eine Länge, die dem ganzzahligen Vielfachen der Gewindesteigung entspricht, auf. Zur Ausbildung stetiger Gewindegänge über die gesamte Länge des Spindel-Außengewindes 7 ist es dann unerheblich, in welcher Ausrichtung die Gewindehülse 16 in Umfangsrichtung auf das Stangenprofil 14 axial aufgeschoben wird, da jeweils ein Ende eines Gewindegangs einer ersten Gewindehülse 16 gegen einen Anfang eines Gewindeganges einer zweiten Gewindehülse 16 anliegt, wie insbesondere die Detailansicht in 3 zeigt. Dies ist auch für den Fall gegeben, dass die Länge der Gewindehülse 16 x/n*S entspricht, mit x als natürlich Zahl, n als Anzahl der Seitenflächen 18 des polygonförmigen Stangenprofils 14 und S als Gewindesteigung.
Hier und vorzugsweise beträgt die Gewindesteigung von 5 mm bis 30 mm, vorzugsweise von 10 mm bis 20 mm. Die Länge des Spindel-Außengewindes 7 beträgt hier und vorzugsweise von 50 mm bis 500 mm, vorzugsweise von 100 mm bis 350 mm, weiter vorzugsweise von 150 mm bis 200 mm. Die Länge der Gewindehülse 16 beträgt hier und vorzugsweise von 10 mm bis 80 mm, vorzugsweise von 20 mm bis 60 mm, weiter vorzugsweise von 30 mm bis 40 mm.
Es ist vorzugsweise vorgesehen dass die Gewindegänge des Außengewindes 15 der Gewindehülse 16 im Bereich der axialen Enden der Gewindehülse 16 jeweils einen Endabschnitt 19 aufweisen und dass der Endabschnitt 19 durch eine in Gewinderichtung zum jeweiligen axialen Ende der Gewindehülse 16 gerichtete Fase oder durch einen durch einen in Gewinderichtung zum jeweiligen axialen Ende der Gewindehülse 16 gerichteten Radius gebildet ist. In der in 4b) und 5b) gezeigten und insoweit bevorzugten Ausführungsform ist der Endabschnitt 19 durch einen zum axialen Ende gerichteten Radius in Gewinderichtung gebildet. Auf diese Weise wird ein reibungs- und geräuscharmer Übergang von einem Schraubeingriff zwischen dem Spindelmutter-Innengewinde 9 und dem Außengewinde 15 einer Gewindehülse 16 zu einem Schraubeingriff zwischen dem Spindelmutter-Innengewinde 9 und dem Außengewinde 15 einer unmittelbar anschließenden Gewindehülse 16 geschaffen, wie der Detailansicht der 4b) zu entnehmen ist.
In der in 5 gezeigten und insoweit bevorzugten Ausführungsform weist die Spindelstange 13 einen Gewindeprofilabschnitt 20 mit einem Außengewinde 21 auf, der Gewindeprofilabschnitt 20 ist integraler Bestandteil der Spindelstange 13 und das Spindel-Außengewinde 7 ist abschnittsweise durch das Außengewinde 21 des Gewindeprofilabschnitts 20 ausgebildet. Der Begriff „integraler Bestandteil“ ist vorliegend derart zu verstehen, dass die Spindelstange 13 einstückig mit dem Außengewinde 21 ausgebildet ist. Die Spindelstange 13 weist dann einen festgelegten Abschnitt des Spindel-Außengewindes 7 auf. Durch wenigstens eine an dem Gewindeprofilabschnitt 20 anliegende Gewindehülse 16 kann die Spindel 6 an den entsprechenden Anwendungsfall individualisiert angepasst werden.
Es ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Gewindegänge des Außengewindes 21 des Gewindeprofilabschnitt 20 im Bereich der axialen Enden des Gewindeprofilabschnitt 20 jeweils einen Endabschnitt 22 aufweisen und dass der Endabschnitt 22 durch eine in Gewinderichtung zum jeweiligen axialen Ende des Gewindeprofilabschnitts 20 gerichtete Fase oder durch einen durch einen in Gewinderichtung zum jeweiligen axialen Ende des Gewindeprofilabschnitts 20 gerichteten Radius in Gewinderichtung gebildet ist. Auf diese Weise wird ein reibungs- und geräuscharmer Übergang von einem Schraubeingriff zwischen dem Spindelmutter-Innengewinde 9 und dem Außengewinde 21 des Gewindeprofilabschnitts 20 zu von einem Schraubeingriff zwischen dem Spindelmutter-Innengewinde 9 und dem Außengewinde 15 einer unmittelbar an den Gewindeprofilabschnitt 20 anschließenden Gewindehülse 16 geschaffen, wie in der Detailansicht in 5b) gezeigt ist.
Bei der in 4 und 5 gezeigten und insoweit bevorzugten Ausführungsform ist es auch denkbar, dass die Gewindegänge des Spindelmutter-Innengewindes 9 der Spindelmutter 8 im Bereich der axialen Enden der Spindelmutter 8 jeweils einen Endabschnitt 19 aufweisen und dass der Endabschnitt 19 durch eine in Gewinderichtung zum jeweiligen axialen Ende der Spindelmutter 8 gerichtete Fase oder durch einen durch einen in Gewinderichtung zum jeweiligen axialen Ende der Spindelmutter 8 gerichteten Radius gebildet ist. Auf diese Weise kann der Übergang von einem Schraubeingriff zwischen dem Spindelmutter-Innengewinde 9 und dem Außengewinde 15 einer Gewindehülse 16 zu einem Schraubeingriff zwischen dem Spindelmutter-Innengewinde 9 und dem Außengewinde 15 einer unmittelbar anschließenden Gewindehülse 16 oder der Übergang zu einem Außengewinde 21 des unmittelbar anschließenden Gewindeprofilabschnitts 20 noch geräuschärmer erfolgen.
Weist die Spindelstange 13 einen Gewindeprofilabschnitt 20 auf, ist zur axiale Sicherung der Gewindehülse 16 vorzugsweise vorgesehen, dass die Spindelstange 13 mit einem radial außenseitigen Anschlagelement 23, insbesondere einem außenseitig um die geometrische Spindelstangenachse B umlaufenden Anschlagelement 23, verbunden ist und dass die Gewindehülse 16 zwischen dem Gewindeprofilabschnitt 20 und dem Anschlagelement 23 in beiden axialen Richtungen axialfest zur Spindelstange 13 gehalten wird. Unter dem Begriff „verbunden“ ist vorliegend eine kraft-, form- und/oder stoffschlüssige Verbindung zu verstehen, die auch eine einstückige Ausbildung der Spindelstange 13 mit dem Anschlagelement 23 umfasst. Hier und vorzugsweise ist das Anschlagelement 23 in axialer Richtung auf die Spindelstange 13 aufschiebbar oder in radialer Richtung auf die Spindelstange 13 aufsteckbar. Es kann somit eine einfache axiale Sicherung der Gewindehülse 16 auf der Spindelstange 13 realisiert werden.
Zwischen dem Anschlagelement 23 und dem Gewindeprofilabschnitt 20 kann auch mehr als eine Gewindehülse 16 axialfest gehalten sein, wie in 5 gezeigt ist. Bei der in 5 gezeigten und insoweit bevorzugten Ausführungsform der Spindelstange 13 mit dem Gewindeprofilabschnitt 20 liegt jeweils eine Gewindehülse 16 an jeweils einem axialen Ende des Gewindeprofilabschnitts 20 an. Insgesamt sind in 5 zwei Anschlagelemente 23 vorgesehen. Zwischen jedem Anschlagelement 23 und dem Gewindeprofilabschnitt 20 ist jeweils wenigstens eine Gewindehülse 16 axialfest zur Spindelstange 13 gehalten.
In der in 4 gezeigten und insoweit bevorzugten Ausführungsform ist das Spindel-Außengewinde 7 vollständig durch das Außengewinde 15 wenigstens einer Gewindehülse 16 gebildet. Es ist dann möglich, das gesamte Spindel-Außengewinde 7 über die Ausgestaltung und Anordnung der Gewindehülsen 16 an unterschiedliche Anwendungsfälle angepasst auszubilden.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Spindelstange 13 mit einem ersten, radial außenseitigen Anschlagelement 24, insbesondere einem außenseitig um die geometrische Spindelstangenachse B umlaufenden Anschlagelement 24, und einem zweiten, radial außenseitigen, vom ersten Anschlagelement 24 axial beabstandeten Anschlagelement 25, insbesondere einem außenseitig um die geometrische Spindelstangenachse B umlaufenden Anschlagelement 25, verbunden ist und dass die Gewindehülse 16 zwischen dem ersten Anschlagelement 24 und dem zweiten Anschlagelement 25 in beiden axialen Richtungen axialfest zur Spindelstange 13 gehalten wird. Unter dem Begriff „verbunden“ ist vorliegend eine kraft-, form- und/oder stoffschlüssige Verbindung zu verstehen, die auch eine einstückige Ausbildung der Spindelstange 13 mit dem ersten und/oder zweiten Anschlagelement 24, 25 umfasst. In 4 sind mehrere Gewindehülsen 16 auf das Stangenprofil 14 der Spindelstange 13 axial aufgeschoben und zwischen dem ersten Anschlagelement 24 und dem zweiten Anschlagelement 25 axialfest zur Spindelstange 13 gehalten. Hier und vorzugsweise ist das erste Anschlagelement 24 und/oder das zweite Anschlagelement 25 in axialer Richtung auf die Spindelstange 13 aufschiebbar und/oder in radialer Richtung auf die Spindelstange 13 aufsteckbar.
Wie 4 und 5 zeigen, sind die Anschlagelemente 23, 24, 25 auf die Spindelstange 13 in axialer Richtung aufschiebbar. Zur axialen Sicherung der Anschlagelemente 23, 24, 25 ist jeweils ein Sicherungsring 26 vorgesehen, der in eine Nut 27 der Spindelstange 13 radial einsteckbar ist und kraft- und/oder formschlüssig in der Nut 27 gehalten ist. Der Begriff „radial“ ist vorliegend auf die geometrische Spindelstangenachse B bezogen. Wie die 4 und 5 zeigen, können die Anschlagelemente 23, 24, 25 jeweils mehrteilig ausgebildet sein.
Vorzugsweise ist die Spindelstange 13 aus einem Metall ausgebildet und die Gewindehülse 16 ist aus einem Kunststoff und/oder einem Metall ausgebildet. Der Begriff „aus einem Metall ausgebildet“ ist vorliegend derart zu verstehen, dass die Spindelstange 13 maßgeblich oder vollständig aus Metall besteht und umfasst insbesondere auch eine Ausgestaltung der Spindelstange 13 aus mehreren Metallen und/oder mehreren Metallkomponenten. Eine aus Metall bestehende Spindelstange 13 ist dahingehend vorteilhaft, dass diese besonders stabil ausgebildet ist. Der Begriff „aus einem Kunststoff gebildet“ ist vorliegend derart zu verstehen, dass die Gewindehülse 16 maßgeblich oder vollständig aus Kunststoff besteht und umfasst insbesondere auch Gewindehülsen 16, die aus mehreren Kunststoffen und/oder mehreren Kunststoffkomponenten bestehen. Besteht die Gewindehülse 16 aus einem Kunststoff, ist diese besonders kostengünstig herzustellen. Es ist auch möglich, dass die Gewindehülse 16 aus einem Metall ausgebildet ist. Es ist ebenfalls denkbar, die Gewindehülse 16 als Zwei-Komponentenbauteil aus Metall und Kunststoff auszubilden. Hier und vorzugsweise ist die Gewindehülse 16 im Spritzgießverfahren hergestellt, wodurch eine besonders kostengünstige, einfache und schnelle Herstellung auch in gro-ßen Stückzahlen ermöglicht wird. Insbesondere ermöglicht das Spritzgießverfahren auch die Herstellung der Gewindehülse 16 aus mehr als einem Kunststoff oder die Herstellung der Gewindehülse 16 aus einer mit Kunststoff umspritzten Metallkomponente. Gleichzeitig kann die Reibung zwischen der Spindelmutter 8 und der Spindel 6 in einem weiten Rahmen durch die Wahl des Kunststoffes der Gewindehülse 16 und der Wahl des Materials der Spindelmutter 8 eingestellt werden, wenn das Außengewinde 15 durch einen Kunststoff gebildet ist. Eine gleichmäßige Ausrichtung der Endabschnitte 19 zu den Seitenflächen 18 des polygonförmigen Stangenprofils 14 lassen sich ebenfalls auf einfache Weise durch die Herstellung der Gewindehülse 16 im Spritzgießverfahren realisieren. Hier und vorzugsweise ist die Gewindehülse 16 aus einem Thermoplast, insbesondere Polyoxymethylen, das besonders gute Gleit- und Reibeigenschaften aufweist, ausgebildet. Die Spindelmutter 8 kann in vorteilhafter Weise ebenfalls aus einem Kunststoff ausgebildet sein.
Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn der Reibkoeffizient zwischen der Spindel 6 und der Spindelmutter 8 von 0,05 bis 0,6, vorzugsweise von 0,08 bis 0,5, weiter vorzugsweise von 0,1 bis 0,4 beträgt. Es ist dann möglich, die Reibung zwischen der Spindel 6 und der Spindelmutter 8 gleichmäßig oder abschnittsweise in Längsrichtung der Spindel 6 unterschiedlich auszugestalten, wodurch die Reibung an eine Vielzahl möglicher Anwendungsfälle angepasst werden kann.
Um bei einer hohen auf des Spindel-Spindelmuttergetriebe 5 einwirkenden Last eine Beschädigung des Spindel-Spindelmuttergetriebes 5 zu vermeiden, ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Spindel 6 eine Überlastkupplung 28 aufweist, die derart ausgebildet ist, dass durch ein in einer ersten Drehrichtung um die geometrische Spindelachse A auf die Spindelstange 13 und/oder die Gewindehülse 16 einwirkendes Drehmoment, das einen Grenz-Schwellenwert überschreitet, eine Relativbewegung zwischen der Spindelstange 13 und der Gewindehülse 16 in der ersten Drehrichtung um die geometrische Spindelachse bewirkbar ist, und/oder, dass durch ein in einer zweiten Drehrichtung um die geometrische Spindelachse A auf die Spindelstange 13 und/oder der Gewindehülse 16 einwirkendes Drehmoment, das einen Grenz-Schwellenwert überschreitet, eine Relativbewegung zwischen der Spindelstange 13 und der Gewindehülse 16 in der zweiten Drehrichtung um die geometrische Spindelachse A bewirkbar ist. Die Überlastkupplung 28 wird somit in die Spindel 6 integriert, wodurch die technische Länge der Spindeleinheit 1 in vorteilhafter Weise verringert werden kann.
In 6a) ist eine solche Überlastkupplung 28 gezeigt, die bei Überschreiten des Grenz-Schwellenwertes in beide Drehrichtungen um die geometrische Spindelachse A eine rotatorische Relativbewegung zwischen der Spindelstange 13 und der Gewindehülse 16 ermöglicht. In 6a) ist beispielhaft ein auf die Spindel 6 wirkendes Drehmoment in einer ersten Richtung um die geometrische Spindelachse A, in 6a) im Uhrzeigersinn, wirkendes Drehmoment, gezeigt, das den Grenz-Schwellenwert überschreitet. Die Spindelstange 13 wird bei Überschreiten des Grenz-Schwellenwertes relativ zur Gewindehülse 16 in die erste Drehrichtung, in 6a) im Uhrzeigersinn, gedreht.
In 6b) und 6c) ist eine zweite Ausführungsform der Überlastkupplung 28 gezeigt. Diese Überlastkupplung 28 ermöglicht eine Relativbewegung zwischen der Spindelstange 13 und der Gewindehülse 16 ausschließlich bei einem in einer der beiden Drehrichtungen um die geometrische Spindelachse A wirkenden Drehmoment, das einen Grenz-Schwellenwert überschreitet. In 6b) wirkt ein Drehmoment in der ersten Drehrichtung um die geometrische Spindelachse A, in 6b) im Uhrzeigersinn, auf die Spindel 6, das den Grenz-Schwellenwert überschreitet. Die Spindelstange 13 wird bei Überschreiten des Grenz-Schwellenwertes relativ zur Gewindehülse 16 in die erste Drehrichtung, in 6b) im Uhrzeigersinn, gedreht. In 6c) wirkt ein Drehmoment in die zweite Drehrichtung um die geometrische Spindelachse A, in 6c) entgegen dem Uhrzeigersinn. Unabhängig von der Höhe des Drehmomentes ist es nicht möglich, eine Relativbewegung zwischen der Spindelstange 13 und der Gewindehülse 16 zu erzeugen, ohne die Verbindung zwischen der Spindelstange 13 und der Gewindehülse 16 dauerhaft zu zerstören. Die Gewindehülse 16 stützt sich dabei derart auf der Spindelstange 13 ab, dass eine Relativbewegung in die zweite Drehrichtung, in 6c) entgegen dem Uhrzeigersinn, nicht möglich ist, wie durch die Pfeile dargestellt ist.
In 6d) ist eine Spindelstange 13 mit einer Gewindehülse 16 gezeigt, die keine Überlastkupplung 28 aufweist. Hier ist die Innenkontur 17 der Gewindehülse 16 derart an die Außenkontur des Stangenprofils 14 der Spindelstange 13 angepasst, dass keine Relativbewegung zwischen der Spindelstange 13 und der Gewindehülse 16 um die geometrische Spindelachse A möglich ist.
Es ist denkbar, entlang des Stangenprofils 14 abschnittsweise unterschiedliche Überlastkupplungen 28 vorzusehen. So können in hoch beanspruchten Bereichen einseitig oder beidseitig wirkende Überlastkupplungen 28 verwendet werden, wohingegen in Bereichen mit geringen Belastungen, keine oder nur einseitig wirkende Überlastkupplungen 28 eingesetzt werden können.
Zur Ausbildung einer Überlastkupplung 28 ist es besonders vorteilhaft, wenn die Gewindehülse 16 im Bereich der Innenkontur 17 wenigstens einen elastischen und/oder beweglichen Abschnitt aufweist, der eine reversible Veränderung der Innenkontur 17 derart erlaubt, dass die Spindelstange 13 bei Überschreiten des Grenz-Schwellenwertes in wenigstens eine oder nur eine Drehrichtung um die geometrische Spindelachse A relativ zur Gewindehülse 16 drehbar ist.
In 6a) und 6b) ist beispielhaft gezeigt, wie die Innenkontur 17 der Gewindehülse 16 bei einer Überschreitung eines auf die Spindelstange 13 wirkendes Drehmoment über den Grenz-Schwellenwert elastisch verformt wird, so dass sich die Spindelstange 13 relativ zur Gewindehülse 16 in Wirkrichtung des Drehmoments drehen kann. In 6a) sind in der Gewindehülse 16 parallel zur geometrischen Spindelachse A verlaufende Materialausnehmungen 29 vorgesehen, die eine elastische, im Wesentlichen in radialer Richtung erfolgende Veränderung der Innenkontur 17 erlauben. In 6b) ist die Innenkontur 17 der Gewindehülse 16 derart geformt, dass die Spindelstange 13 ausschließlich mit voneinander in Umfangsrichtung beabstandeten Rippen 30 der Gewindehülse 16 in Kontakt steht. Bei einem in die erste Drehrichtung, in 6b) im Uhrzeigersinn, wirkenden Drehmoment, das den Grenz-Schwellenwert überschreitet, werden die Rippen 30 derart reversibel verbogen, dass die Spindelstange 13 relativ zur Gewindehülse 16 in die erste Drehrichtung, in 6b) im Uhrzeigersinn, gedreht werden kann.
Nach einer weiteren Lehre, der eigenständige Bedeutung zukommt, ist eine Antriebsanordnung 31 für ein Verschlusselement 3 eines Kraftfahrzeugs 4 mit wenigstens einer vorschlagsgemäßen Spindeleinheit 1 vorgeschlagen (2), wobei die Spindeleinheit 1 eine motorische, insbesondere elektromotorische, Antriebseinheit 32 aufweist, der das Spindel-Spindelmuttergetriebe 5 antriebstechnisch nachgeschaltet ist. Auf alle Ausführungen zur vorschlagsgemäßen Spindeleinheit 1 darf insoweit verwiesen werden.
Nach einer weiteren Lehre, der eigenständige Bedeutung zukommt, ist eine Verschlusselementanordnung 2 eines Kraftfahrzeugs 4 mit einem Verschlusselement 3 und einer vorschlagsgemäßen Antriebsanordnung 31 vorgeschlagen. Auf alle Ausführungen zur vorschlagsgemäßen Antriebsanordnung 31 darf insoweit verwiesen werden.
Nach einer weiteren Lehre, der eigenständige Bedeutung zukommt, ist ein Verfahren zur Montage einer Spindel 6 einer Spindeleinheit 1 für ein Verschlusselement 3 eines Kraftfahrzeugs 4, insbesondere einer vorschlagsgemäßen Spindeleinheit 1, vorgeschlagen, wobei im montierten Zustand die Spindel 6 mit einer Spindelmutter 8 ein Spindel-Spindelmuttergetriebe 5 ausbildet, wobei die Spindel 6 ein Spindel-Außengewinde 7 aufweist und die Spindelmutter 8 ein Spindelmutter-Innengewinde 9 aufweist, die miteinander einen Schraubeingriff bilden.
Wesentlich ist nun, dass die Spindel 6 eine Spindelstange 13 mit einer geometrischen Spindelstangenachse B aufweist, dass die Spindelstange 13 wenigstens abschnittsweise durch ein Stangenprofil 14 gebildet wird, dass wenigstens eine ein Außengewinde 15 aufweisende Gewindehülse 16 vorgesehen ist und dass die Gewindehülse 16 wenigstens abschnittsweise in axialer Richtung auf das Stangenprofil 14 aufgeschoben wird, wodurch die Gewindehülse 16 drehfest auf dem Stangenprofil 14 angeordnet wird. Auf alle Ausführungen zur vorschlagsgemäßen Spindeleinheit 1 darf insoweit verwiesen werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102016118687 A1 [0003]

Claims

Spindeleinheit für ein Verschlusselement (3) eines Kraftfahrzeugs (4), wobei die Spindeleinheit (1) ein Spindel-Spindelmuttergetriebe (5) aufweist, das eine Spindel (6) mit einem Spindel-Außengewinde (7) und eine Spindelmutter (8) mit einem Spindelmutter-Innengewinde (9) aufweist, die miteinander einen Schraubeingriff zur Erzeugung linearer Antriebsbewegungen entlang einer geometrischen Spindelachse (A) zwischen einem spindelseitigen Antriebsanschluss (11) und einem spindelmutterseitigen Antriebsanschluss (12) zum Ausleiten der Antriebsbewegungen bilden, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindel (6) eine Spindelstange (13) mit einer geometrischen Spindelstangenachse (B) aufweist, dass die Spindelstange (13) wenigstens abschnittsweise durch ein Stangenprofil (14) gebildet ist, dass die Spindel (6) wenigstens eine zumindest abschnittsweise auf das Stangenprofil (14) axial aufgeschobene, ein Außengewinde (15) aufweisende Gewindehülse (16) aufweist und dass das Spindel-Außengewinde (7) wenigstens abschnittsweise durch das Außengewinde (15) der Gewindehülse (16) gebildet ist.
Spindeleinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewindehülse (16) eine Innenausnehmung mit einer zum Stangenprofil (14) wenigstens abschnittsweise im Wesentlichen komplementären Innenkontur (17) aufweist, so dass die Gewindehülse (16) in Umfangsrichtung formschlüssig an dem Stangenprofil (14) gehalten ist.
Spindeleinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Stangenprofil (14) einen entlang der Spindelstangenachse (B) gleichmäßigen polygonförmigen Querschnitt aufweist, vorzugsweise, dass das Stangenprofil (14) einen entlang der Spindelstangenachse (B) gleichmäßigen vierkantigen, sechskantigen oder achtkantigen Querschnitt aufweist.
Spindeleinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Außengewinde (15) der Gewindehülse (16) wenigstens zwei Gewindegänge aufweist, vorzugsweise, dass die Anzahl der Gewindegänge der Anzahl der Seitenflächen (18) des polygonförmigen Querschnitts des Stangenprofils (14) entspricht, oder, dass die Anzahl der Gewindegänge einem Vielfachen, insbesondere ganzzahligen Vielfachen, der Anzahl der Seitenflächen (18) des polygonförmigen Querschnitts des Stangenprofils (14) entspricht, weiter vorzugsweise, dass das Außengewinde (15) vier, sechs oder acht Gewindegänge aufweist.
Spindeleinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei auf die Spindelstange (13) axial aufgeschobene, identisch ausgebildete Gewindehülsen (16) vorgesehen sind, oder, dass wenigstens zwei auf die Spindelstange (13) axial aufgeschobene, unterschiedlich ausgebildete Gewindehülsen (16) vorgesehen sind, vorzugsweise dass sich die Gewindehülsen (16) wenigstens abschnittsweise in der Gewindesteigung, im Außendurchmesser, im Material, in ihrer Oberflächenbeschaffenheit, in ihrer Innenkontur (17) und/oder in ihrer Länge unterscheiden.
Spindeleinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge der Gewindehülse (16) im Wesentlichen dem Vielfachen einer Gewindesteigung entspricht, vorzugsweise, dass die Länge der Gewindehülse (16) x/n*S entspricht, mit x als natürlich Zahl, n als Anzahl der Seitenflächen (18) des polygonförmigen Stangenprofils (14) und S als Gewindesteigung, weiter vorzugsweise, dass die Länge der Gewindehülse (16) im Wesentlichen dem ganzzahligen Vielfachen der Gewindesteigung entspricht.
Spindeleinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewindegänge des Außengewindes (15) der Gewindehülse (16) im Bereich der axialen Enden der Gewindehülse (16) jeweils einen Endabschnitt (19) aufweisen und dass der Endabschnitt (19) durch eine in Gewinderichtung zum jeweiligen axialen Ende der Gewindehülse (16) gerichtete Fase und/oder durch einen in Gewinderichtung zum jeweiligen axialen Ende der Gewindehülse (16) gerichteten Radius gebildet ist.
Spindeleinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindelstange (13) einen Gewindeprofilabschnitt (20) mit einem Außengewinde (21) aufweist, dass der Gewindeprofilabschnitt (20) integraler Bestandteil der Spindelstange (13) ist und dass das Spindel-Außengewinde (7) abschnittsweise durch das Außengewinde (21) des Gewindeprofilabschnitts (20) ausgebildet ist.
Spindeleinheit nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewindegänge des Außengewindes (21) des Gewindeprofilabschnitt (20) im Bereich der axialen Enden des Gewindeprofilabschnitt (20) jeweils einen Endabschnitt (22) aufweisen und dass der Endabschnitt (22) durch eine in Gewinderichtung zum jeweiligen axialen Ende des Gewindeprofilabschnitts (20) gerichtete Fase oder durch einen durch einen in Gewinderichtung zum jeweiligen axialen Ende des Gewindeprofilabschnitts (20) gerichteten Radius in Gewinderichtung gebildet ist.
Spindeleinheit nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindelstange (13) mit wenigstens einem radial außenseitigen Anschlagelement (23), insbesondere einem außenseitig um die geometrische Spindelstangenachse (B) umlaufenden Anschlagelement (23), verbunden ist und dass die Gewindehülse (16) zwischen dem radial außenseitigen Anschlagelement (23) und dem Gewindeprofilabschnitt (20) in beiden axialen Richtungen axialfest zur Spindelstange (13) gehalten wird, vorzugsweise, dass das Anschlagelement (23) in axialer Richtung auf die Spindelstange (13) aufschiebbar und/oder in radialer Richtung auf die Spindelstange (13) aufsteckbar ist.
Spindeleinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Spindel-Außengewinde (7) vollständig durch das Außengewinde (15) wenigstens einer auf das Stangenprofil (14) axial aufgeschobenen Gewindehülse (16) gebildet ist.
Spindeleinheit nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindelstange (13) mit einem ersten, radial außenseitigen Anschlagelement (24), insbesondere einem außenseitig um die geometrische Spindelstangenachse (B) umlaufenden Anschlagelement (24), und einem zweiten, radial außenseitigen, vom ersten Anschlagelement (24) axial beabstandeten Anschlagelement (25), insbesondere einem außenseitig um die geometrische Spindelstangenachse (B) umlaufenden Anschlagelement (25), verbunden ist und dass die Gewindehülse (16) zwischen dem ersten Anschlagelement (24) und dem zweiten Anschlagelement (25) in beiden axialen Richtungen axialfest zur Spindelstange (13) gehalten ist, vorzugsweise, dass das erste und/oder das zweite Anschlagelement (24, 25) in axialer Richtung auf die Spindelstange (13) aufschiebbar und/oder in radialer Richtung auf die Spindelstange (13) aufsteckbar ist.
Spindeleinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindelstange (13) aus einem Metall ausgebildet ist und/oder dass die Gewindehülse (16) aus einem Kunststoff und/oder einem Metall ausgebildet ist, vorzugsweise, dass die Gewindehülse (16) im Spritzgießverfahren hergestellt ist, weiter vorzugsweise, dass die Gewindehülse (16) aus einem Thermoplast, insbesondere Polyoxymethylen, ausgebildet ist.
Spindeleinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindel (6) eine Überlastkupplung (28) aufweist, die derart ausgebildet ist, dass durch ein auf die Spindelstange (13) und/oder die Gewindehülse (16) in einer ersten Drehrichtung um die geometrische Spindelachse (A) einwirkendes Drehmoment, das einen Grenz-Schwellenwert überschreitet, eine Relativbewegung zwischen der Spindelstange (13) und der Gewindehülse (16) in der ersten Drehrichtung um die geometrische Spindelachse (A) bewirkbar ist, und/oder, dass durch ein auf die Spindelstange (13) und/oder die Gewindehülse (16) in einer zweiten Drehrichtung um die geometrische Spindelachse (A) einwirkendes Drehmoment, das einen Grenz-Schwellenwert überschreitet, eine Relativbewegung zwischen der Spindelstange (13) und der Gewindehülse (16) in der zweiten Drehrichtung um die geometrische Spindelachse (A) bewirkbar ist, oder, dass keine Relativbewegung zwischen der Spindelstange (13) und der Gewindehülse (16) in der zweiten Drehrichtung um die geometrische Spindelachse (A) möglich ist.
Spindeleinheit nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewindehülse (16) im Bereich der Innenkontur (17) wenigstens einen elastischen und/oder beweglichen Abschnitt aufweist, der eine reversible Veränderung der Innenkontur (17) derart erlaubt, dass die Spindelstange (13) bei Überschreiten des Grenz-Schwellenwertes relativ zur Gewindehülse (16) in wenigstens eine oder nur eine Richtung um die geometrische Spindelachse (A) drehbar ist.
Antriebsanordnung für ein Verschlusselement (3) eines Kraftfahrzeugs (4) mit wenigstens einer Spindeleinheit (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei die Spindeleinheit (1) eine motorische Antriebseinheit (32) aufweist, der das Spindel-Spindelmuttergetriebe (5) antriebstechnisch nachgeschaltet ist.
Verschlusselementanordnung eines Kraftfahrzeugs (4) mit einem Verschlusselement (3) und einer Antriebsanordnung (31) nach Anspruch 16.
Verfahren zur Montage einer Spindel (6) einer Spindeleinheit (1) für ein Verschlusselement (3) eines Kraftfahrzeugs (4), insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei im montierten Zustand die Spindel (6) mit einer Spindelmutter (8) ein Spindel-Spindelmuttergetriebe (5) ausbildet, wobei die Spindel (6) ein Spindel-Außengewinde (7) aufweist und die Spindelmutter (8) ein Spindelmutter-Innengewinde (9) aufweist, die miteinander einen Schraubeingriff bilden, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindel (6) eine Spindelstange (13) mit einer geometrischen Spindelstangenachse (B) aufweist, dass die Spindelstange (13) wenigstens abschnittsweise durch ein Stangenprofil (14) gebildet wird, dass wenigstens eine ein Außengewinde (15) aufweisende Gewindehülse (16) vorgesehen ist und dass die Gewindehülse (16) wenigstens abschnittsweise in axialer Richtung auf das Stangenprofil (14) aufgeschoben wird, wodurch die Gewindehülse (16) drehfest auf dem Stangenprofil (14) angeordnet wird.