DE102021205017A1

DE102021205017A1 - Antriebsvorrichtung mit mindestens einem elastischen Bauteil

Info

Publication number: DE102021205017A1
Application number: DE102021205017.4A
Authority: DE
Inventors: Martin Storch
Original assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Current assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Priority date: 2021-05-18
Filing date: 2021-05-18
Publication date: 2022-11-24

Abstract

Antriebsvorrichtung zum Verstellen eines ersten Fahrzeugteils relativ zu einem zweiten Fahrzeugteils, mit mindestens einem Bauteil, das im Kraftfluss zwischen dem ersten Fahrzeugteil und dem zweiten Fahrzeugteil angeordnet ist, wobei das mindestens eine Bauteil elastisch verformbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft gemäß einem ersten Aspekt eine Antriebsvorrichtung zum Verstellen eines ersten Fahrzeugteils relativ zu einem zweiten Fahrzeugteil nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, gemäß einem zweiten Aspekt ein Verstellteil für eine Antriebsvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 11 und gemäß einem dritten Aspekt eine Befestigungsplatte für eine Antriebsvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 12.
Eine derartige Antriebsvorrichtung umfasst mindestens ein Bauteil, das im Kraftfluss zwischen dem ersten Fahrzeugteil und dem zweiten Fahrzeugteil angeordnet ist.
Die Druckschrift DE 10 2019 211 932 A1 beschreibt eine Türantriebsvorrichtung zum Verstellen einer Fahrzeugtür relativ zu einer Fahrzeugkarosserie. Die Türantriebsvorrichtung umfasst ein Verstellteil zur Kraftübertragung zwischen der Fahrzeugtür und der Fahrzeugkarosserie. Eine Befestigungsplatte ist mit einem Getriebegehäuse der Türantriebsvorrichtung verbunden und kann an der Fahrzeugtür festgelegt werden, sodass darüber die Türantriebsvorrichtung an der Fahrzeugtür abgestützt ist.
Über dieselben Bauteile, nämlich Verstellteil und Befestigungsplatte, die zur Kraftübertragung von bzw. zur Abstützung der Türantriebsvorrichtung dienen, können sich auch unerwünschte, dynamische Kraftanteile ausgehend von der Türantriebsvorrichtung in die Fahrzeugtür als erstem Fahrzeugteil bzw. in die Fahrzeugkarosserie als zweitem Fahrzeugteil ausbreiten. Dazu zählt beispielsweise akustischer Körperschall.
Der akustische Körperschall kann sich beispielsweise als eine im Vergleich zu den Betriebskräften an der Antriebsvorrichtung hochfrequente Schwingung darstellen. Die Ausbreitung von Körperschall in die Fahrzeugkarosserie und/oder die Fahrzeugtür kann die Schallabstrahlung von der Türantriebsvorrichtung um ein Vielfaches übertreffen, was von einem Nutzer des Fahrzeugs als unerwünschtes Geräusch wahrgenommen werden kann.
Herkömmliche Lösungen bestehen darin, die Türantriebsvorrichtung von der Fahrzeugkarosserie und der Fahrzeugtür durch Vorsehen eines Entkopplungselements, das den Körperschall absorbiert oder wenigstens dämpft, zu entkoppeln. Dadurch kann die akustische Performance des Fahrzeugs im Betrieb verbessert werden. Bekannte Entkopplungselemente bestehen zumeist aus Gummi. Gummi ist ein nichtlineares Material. Das heißt, dass es beispielsweise auf eine Verformung mit einer nichtlinearen Rückstellkraft reagiert, die von dem Grad der Verformung abhängt. Die verformungsabhängige Rückstellkraft vermindert die Effizienz der Entkopplung. Zunehmender Materialverfall über die Lebensdauer, negative Umgebungsbedingungen und eventuell vorhandene Vorspannungen lassen die Effizienz weiter sinken. Im Hinblick auf maßgeschneiderte Lösungen für bestimmte Fahrzeugtüren ist es wünschenswert, zur Optimierung der Entkopplung die Türantriebsvorrichtung mittels Software numerisch zu simulieren. Nichtlineare Rückstellkräfte lassen sich aber nur unter unverhältnismäßigen Aufwand numerisch simulieren, so dass die computergestützte Optimierung herkömmlicher Türantriebsvorrichtungen erschwert ist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine verbesserte Antriebsvorrichtung zur Verfügung zu stellen.
Diese Aufgabe wird gemäß einem ersten Aspekt durch einen Gegenstand mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Demnach ist das mindestens eine Bauteil, das im Kraftfluss zwischen dem ersten Fahrzeugteil und dem zweiten Fahrzeugteil angeordnet ist, elastisch verformbar.
Durch die Verwendung eines elastisch verformbaren Bauteils, das im Kraftfluss zwischen dem ersten Fahrzeugteil und dem zweiten Fahrzeugteil angeordnet ist, kann eine stabile Schallentkopplung zwischen dem ersten Fahrzeugteil und dem zweiten Fahrzeugteil erzielt werden. Dass das mindestens eine Bauteil elastisch verformbar ist, kann bedeuten, dass es seine ursprüngliche Form wieder annehmen kann, nachdem eine Last, die eine temporäre Verformung des mindestens einen Bauteils hervorgerufen hat, entfernt wurde. Insbesondere bei Verwendung eines Materials mit linearen Werkstoffparametern können auch Nachteile, wie eine sich verändernde Entkopplungswirkung aufgrund von Materialalterung, Temperaturabhängigkeit und Vorspannung reduziert werden. Eine auf das Material wirkende Last kann beispielsweise eine zur Last proportionale mechanische Reaktion des Materials, wie eine Verschiebung, Dehnung oder Spannung, hervorrufen. Außerdem ist kein zusätzliches Entkopplungsbauteil notwendig, wie bei herkömmlichen Lösungen, weil das mindestens eine Bauteil selbst zur akustischen Entkopplung verwendet wird.
Dass das mindestens eine Bauteil im Kraftfluss zwischen dem ersten Fahrzeugteil und dem zweiten Fahrzeugteil angeordnet ist, kann bedeuten, dass über das mindestens eine Bauteil eine Verstellkraft übertragen wird, die die Verstellung des ersten Fahrzeugteils relativ zu dem zweiten Fahrzeugteil bewirkt, oder dass das mindestens eine Bauteil die Antriebsvorrichtung abstützt, so dass die Verstellkraft gegen das zweite Fahrzeugteil von der Antriebsvorrichtung abgestützt gegen das erste Fahrzeugteil bewirkt werden kann. Der Kraftfluss zwischen dem ersten Fahrzeugteil und dem zweiten Fahrzeugteil kann also an dem ersten Fahrzeugteil ansetzen, sich durch die Antriebsvorrichtung erstrecken und darüber in das zweite Fahrzeugteil übergehen. Insbesondere kann der Kraftfluss zwischen dem ersten Fahrzeugteil und der Antriebsvorrichtung durch eine Befestigungsplatte der Antriebsvorrichtung, wie beispielsweise einen Adapter für eine spezifische Fahrzeugtür als erstes Fahrzeugteil, über den die Antriebsvorrichtung als Türantriebsvorrichtung an dem ersten Fahrzeugteil befestigt ist, erstreckt sein. Zwischen der Antriebsvorrichtung und dem zweiten Fahrzeugteil kann der Kraftfluss durch ein Verstellteil, wie beispielsweise eine Schubstange, erstreckt sein. Ein derartiges Verstellteil stützt sich bei Türantriebsvorrichtungen üblicherweise an einem Türholm, beispielsweise an der A-Säule des Fahrzeugs, ab.
Ein Grundgedanke der Erfindung liegt darin, eine herkömmliche Antriebsvorrichtung ohne die Verwendung zusätzlicher akustischer Entkopplungselemente dahingehend zu verbessern, dass unerwünschte dynamische Kraftanteile wie Körperschall, die sich entlang des gewünschten Kraftflusses zwischen der Antriebsvorrichtung und dem ersten Fahrzeugteil bzw. dem zweiten Fahrzeugteil ausbreiten können, zu absorbieren oder wenigstens zu dämpfen. Die dafür notwendige räumlich-körperliche Ausgestaltung der Antriebsvorrichtung und insbesondere des mindestens einen Bauteils kann numerisch simuliert werden. Eine numerische Simulation wird umso effizienter, je einfacher der zu simulierende Gegenstand ist. Daher kann das Vorsehen eines elastischen Bauelements, was im Kraftfluss zwischen dem ersten Fahrzeugteil und dem zweiten Fahrzeugteil angeordnet ist, vorteilhaft sein, weil kein zusätzliches Bauteil simuliert werden muss. Wenn das mindestens eine Bauteil lineare Werkstoffparameter und insbesondere eine lineare Elastizität aufweist, kann es noch einfacher zu simulieren sein. Eine einfache Simulation reduziert auch den Validierungsaufwand für die Anpassung der Antriebsvorrichtung an unterschiedliche Typen von ersten Fahrzeugteilen, wie beispielsweise Fahrzeugtüren, oder unterschiedliche Typen von zweiten Fahrzeugteilen, wie beispielsweise Fahrzeugkarosserien, so dass Kosten gespart werden können.
In einer Ausgestaltung stellt das mindestens eine Bauteil eine Federfunktion zur Verfügung und dient darüber hinaus für wenigstens eine weitere Funktion in der Antriebsvorrichtung. Dies resultiert daraus, dass das mindestens eine Bauteil ohnehin ein Bauteil sein kann, das für die bestimmungsgemäße Funktion der Antriebsvorrichtung vorgesehen ist. Das mindestens eine Bauteil kann aufgrund seiner Anordnung im Kraftfluss und gegebenenfalls zusätzlich, weil es sich besonders für die Ausgestaltung als elastisch verformbares Bauteil eignet, ausgewählt werden. Im Prinzip kann jedes Bauteil der Antriebsvorrichtung dazu geeignet sein, elastisch verformbar ausgebildet zu werden, wenn es im Kraftfluss zwischen dem ersten Fahrzeugteil und der dem zweiten Fahrzeugteil angeordnet ist, sodass es zur akustischen Entkopplung zwischen dem ersten Fahrzeugteil und dem zweiten Fahrzeugteil zumindest beitragen kann. Dementsprechend ist es nicht erforderlich, ein zusätzliches Bauteil zu Entkopplung vorzusehen, sodass Kosten und Bauraum für das zusätzliche Bauteil gespart werden können. Das mindestens eine Bauteil kann eine Federfunktion zur Verfügung stellen, indem es gemäß einer Federkennlinie verformbar ist. Die Federkennlinie kann beispielsweise linear, progressiv oder degressiv ausgebildet sei. Beispielsweise kann das mindestens eine Bauteil linear-elastisch oder progressiv-elastisch verformbar sein.
In einer Ausgestaltung ist das mindestens eine Bauteil stangen- oder plattenförmig ausgebildet. Das mindestens eine Bauteil kann beispielsweise ein Verstellteil zum Verstellen der des ersten Fahrzeugteil relativ zu dem zweiten Fahrzeugteil, insbesondere eine Schubstange, oder eine Befestigungsplatte der Antriebsvorrichtung sein, über die die Antriebsvorrichtung mit dem ersten Fahrzeugteil verbunden ist. Das mindestens eine Bauteil kann zusätzlich oder alternativ eine gerüstartige Struktur aufweisen. Das mindestens eine Bauteil kann insbesondere mittels eines 3-D Druckverfahrens hergestellt sein.
Gemäß einer Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das mindestens eine Bauteil zur Befestigung der Antriebsvorrichtung an dem ersten Fahrzeugteil dient. Die Antriebsvorrichtung kann also über das mindestens eine Bauteil an dem ersten Fahrzeugteil befestigt sein. Dazu kann die Antriebsvorrichtung in einem Innenraum des ersten Fahrzeugteils, beispielsweise einem Türinnenraum, angeordnet sein und über das mindestens eine Bauteil von innen an dem ersten Fahrzeugteil befestigt sein. Das hat den Vorteil, dass beispielsweise Körperschall, der von der Antriebsvorrichtung ausgeht, an dem mindestens einen Bauteil gedämpft oder absorbiert wird, bevor der Körperschall (über das mindestens eine Bauteil) in das erste Fahrzeugteil eingekoppelt wird. Insbesondere kann das mindestens eine Bauteil eine hutförmige Befestigungsplatte mit einer Krempe und einer Krone zur Befestigung der Antriebsvorrichtung an der Fahrzeugtür sein.
Gemäß einer alternativen Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das mindestens eine Bauteil zur Übertragung einer Verstellkraft von der Antriebsvorrichtung in das zweite Fahrzeugteil dient. Dabei kann die Antriebsvorrichtung durch Verstellung des mindestens einen Bauteils die Verstellkraft von dem ersten Fahrzeugteil in das zweite Fahrzeugteil übertragen. Um eine optimale Funktion der Antriebsvorrichtung zu gewährleisten, kann das mindestens eine Bauteil derartig elastisch ausgelegt sein, dass die Verstellkraft keine Verformung des mindestens einen Bauteils bewirkt, aber dynamische Kräfte, insbesondere Körperschall eine Verformung bewirken und dadurch gedämpft oder absorbiert werden.
In einer Ausgestaltung ist ein (erstes) elastisch verformbares Bauteil zur Befestigung der Antriebsvorrichtung an dem zweiten Fahrzeugteil und ein (zweites) elastisch verformbares Bauteil zur Übertragung einer Verstellkraft von der Antriebsvorrichtung in das zweite Fahrzeugteil vorgesehen. Gemäß dieser Ausgestaltung werden also mindestens zwei Bauteile im Kraftfluss zwischen dem ersten Fahrzeuteil und dem zweiten Fahrzeugteil verwendet. Dadurch, dass an zwei Stellen im Kraftfluss zwischen dem ersten Fahrzeugteil und dem zweiten Fahrzeugteil elastisch verformbar Bauteile angeordnet sind, kann die Entkopplung zwischen dem ersten Fahrzeugteil und dem zweiten Fahrzeugteil verbessert sein. Grundsätzlich können ebenso mehr als zwei Bauteile zur besseren Entkopplung zum Einsatz kommen.
Gemäß einer Ausgestaltung ist das mindestens eine Bauteil derartig elastisch verformbar, dass dynamische Kräfte, die an der Antriebsvorrichtung wirken, oberhalb einer Grenzfrequenz durch die Verformung des mindestens einen Bauteils gedämpft oder absorbiert werden. Grundsätzlich kann das mindestens eine Bauteil also derartig elastisch verformbar sein, dass dynamische Kräfte gedämpft oder absorbiert werden. Dynamische Kräfte können beispielsweise hochfrequente Schwingungen und/oder Körperschall sein. Ohne geeignete Gegenmaßnahmen können derartige dynamische Kräfte Bauelemente in der Regel ungehindert passieren. Dadurch, dass das mindestens eine Bauteil elastisch verformbar ist, werden dynamische Kräfte zumindest gedämpft und im besten Fall absorbiert, sodass sie das mindestens eine Bauteil nicht passieren können. Ein elastisch verformbares Bauteil unterscheidet sich von einem starren Bauteil dadurch, dass es neben der ohnehin bei jedem Material vorhandenen Verformbarkeit, die beispielsweise durch das Schubmodul charakterisiert wird, zusätzlich, beispielsweise aufgrund von einer besonderen geometrischen Ausbildung des mindestens einen Bauteils, elastisch verformbar ist. Die (Feder-)Steifigkeit des mindestens einen Bauteils kann also in Abhängigkeit der dynamischen Kräfte ausgelegt sein. Das mindestens eine Bauteil kann zur Realisierung der elastischen Verformbarkeit beispielsweise eine eingeprägte Federgeometrie aufweisen.
Das mindestens eine Bauteil kann dazu ausgelegt sein, dynamische Kräfte in einem bestimmten (hohen) Frequenzbereich zu absorbieren. Das mindestens eine Bauteil kann beispielsweise einen Tiefpassfilter verwirklichen. Insbesondere können dadurch niederfrequente (quasi-statische) Kräfte, die bei der Verstellung des ersten Fahrzeugteils relativ zu dem zweiten Fahrzeugteil auftreten, ungehindert übertragen werden. Unerwünschte dynamische Kräfte, deren Übertragung über das mindestens eine Bauteil unterbunden werden soll, können beispielsweise bei hohen Frequenzen auftreten. Hohe Frequenzen können beispielsweise gleich oder größer einer Antriebsdrehzahl eines Antriebsmotors der Antriebsvorrichtung sein. Typische Werte hoher Frequenzen sind oberhalb von 300 Hz oder 500 Hz. In einer Ausgestaltung ist das mindestens eine Bauteil dazu ausgelegt, dynamische Kräfte oberhalb einer Grenzfrequenz von 100 Hz zu dämpfen oder zu absorbieren.
Die dynamischen Kräfte können an der Antriebsvorrichtung dahingehend wirken, dass sie von der Antriebsvorrichtung, beispielsweise durch die Rotation des Antriebsmotors, beim Betrieb erzeugt werden und/oder durch die Antriebsvorrichtung übertragen werden. Die dynamischen Kräfte können von dem ersten Fahrzeugteil in das zweite Fahrzeugteil, aber ebenso oder auch zusätzlich von dem zweiten Fahrzeugteil in das erste Fahrzeugteil übertragen werden. In jedem Fall ist es wünschenswert, die Übertragung der dynamischen Kräfte zu verhindern, um die akustische Performance des Fahrzeugs zu verbessern.
Um das mindestens eine Bauteil elastisch verformbar auszulegen, kann das mindestens eine Bauteil gemäß einer Ausgestaltung mindestens eine Materialschwächung, mindestens ein Loch, mindestens eine Aussparung, mindestens eine Kerbe und/oder mindestens eine Sicke aufweisen. Die mindestens eine Materialschwächung kann beispielsweise eine Fehlstelle oder eine Vertiefung in einem Abschnitt des mindestens einen Bauteils mit konstanter Dicke sein. Das mindestens eine Loch kann beispielsweise ein runder Durchbruch oder eine Bohrung an dem mindestens einen Bauteil sein. Die mindestens eine Aussparung kann beispielsweise ein beliebig geformter Durchbruch an dem mindestens einen Bauteil sein. Die mindestens eine Kerbe kann beispielsweise eine längliche, insbesondere keilförmige, Vertiefung an dem mindestens einen Bauteil sein. Die mindestens eine Sicke kann beispielsweise durch einen wellblechartig geformten Abschnitt des mindestens einen Bauteils gebildet sein. Im Profil kann die mindestens eine Sicke an dem mindestens einen Bauteil eine Zickzackstruktur, eine wellenförmige, sägezahnförmige oder trapezförmige Struktur ausbilden.
In einer Ausgestaltung ist die mindestens eine Materialschwächung, das mindestens eine Loch, die mindestens eine Aussparung, die mindestens eine Kerbe und/oder die mindestens eine Sicke mit einem Füllmaterial ausgefüllt. Beispielsweise kann das Füllmaterial viskoelastisch sein. Das Füllmaterial kann in die mindestens eine Materialschwächung, das mindestens eine Loch, die mindestens eine Aussparung, die mindestens eine Kerbe und/oder die mindestens eine Sicke eingespritzt sein. Durch das Füllmaterial kann die Dämpfung dynamischer Kräfte verbessert werden. Es ist auch denkbar und möglich, das mindestens eine Bauteil vollständig mit dem Füllmaterial zu Umspritzen, um die Dämpfung zu erhöhen.
In einer Ausgestaltung sind mehrere Materialschwächungen, mehrere Löcher, mehrere Aussparungen, mehrere Kerben und/oder mehrere Sicken vorgesehen. Die mehrere Materialschwächungen, mehrere Löcher, mehreren Aussparungen, mehreren Kerben und/oder mehreren Sicken können ein periodisches Muster bilden. Das periodische Muster kann beispielsweise eine lineare Abfolge von Materialschwächungen sein, die gegebenenfalls in ihrer Tiefe, Länge und/oder Breite zunehmen oder abnehmen können. Ebenso kann das periodische Muster eine Abfolge von Sicken sein, die den wellblechartig geformten Abschnitt an dem mindestens einen Bauteil ausbilden.
In einer Ausgestaltung ist an dem mindestens einen Bauteil mindestens ein Gewichtselement angeordnet. Durch die Anordnung des Gewichtselements kann gezielt die Dämpfung oder Absorption von dynamischen Kräften an dem mindestens einen Bauteil festgelegt werden, weil das mindestens eine Gewichtselement gegebenenfalls lösbar mit dem mindestens einen Bauteil verbindbar sein kann. Das mindestens eine Gewichtselement kann ein Gewicht über 10 mg, insbesondere zwischen 100 mg und 10 g, haben. Insbesondere kann das Gewicht 5 g wiegen.
In einer Ausgestaltung ist das mindestens eine Bauteil metallisch. Metall ist ein Material mit linearen Werkstoffparametern. Es hat den Vorteil, dass es keine Änderungen aufgrund von Materialalterungen erfährt. Grundsätzlich sind auch andere lineare Materialien geeignet. Neben der räumlich-körperlichen Ausgestaltung des mindestens einen Bauteils stellt die Möglichkeit der Auswahl des Materials einen weiteren Parameter zur Beeinflussung der elastischen Verformbarkeit des mindestens einen Bauteils zur Verfügung. Dadurch kann die Verformbarkeit des mindestens einen Bauteils noch differenzierter auf die gewünschte Entkopplung der Antriebsvorrichtung abgestimmt werden.
Das erste Fahrzeugteil ist in einer Ausgestaltung eine Fahrzeugtür und das zweite Fahrzeugteil eine Fahrzeugkarosserie. Die Antriebsvorrichtung ist dann eine Türantriebsvorrichtung zum Verstellen der Fahrzeugtür, beispielsweise wie sie in der DE 10 2019 211 932 A1 beschrieben ist. In einer anderen Ausgestaltung ist das erste Fahrzeugteil eine Heckklappe und das zweite Fahrzeugteil eine Fahrzeugkarosserie. Die Antriebsvorrichtung ist dann eine Heckklappenantriebsvorrichtung zum Verstellen der Heckklappe. In einer weiteren Ausgestaltung ist das erste Fahrzeugteil ein Fahrzeugfenster und das zweite Fahrzeugteil eine Fahrzeugkarosserie. Die Antriebsvorrichtung ist dann ein Fensterheber. In einer weiteren Ausgestaltung ist das erste Fahrzeugteil ein Schlossbolzen und das zweite Fahrzeugteil ein Fahrzeugschlossgehäuse. Die Antriebsvorrichtung ist dann eine Verstellvorrichtung für den Schlossbolzen. Die Antriebsvorrichtung kann in weiteren Ausgestaltungen zum Verstellen von Fahrzeugteilen in verstellbaren Sitz- und Innenraumsystemen sowie bei elektrischen Antrieben, Steuerungen und Sensoren zum Einsatz kommen.
Die Aufgabe wird gemäß einem zweiten Aspekt durch ein Verstellteil zur Kraftübertragung zwischen dem ersten Fahrzeugteil und dem zweiten Fahrzeugteil für die oben beschriebene Antriebsvorrichtung gelöst. Demnach ist das Verstellteil elastisch ausgebildet. Das Verstellteil kann insbesondere die Merkmale des oben beschriebenen mindestens einen Bauteils aufweisen. Beispielsweise kann das Verstellteil an einem Abschnitt eine Sägezahnform zum Ermöglichen einer elastischen Verformbarkeit haben. Das Verstellteil kann insbesondere ein in der DE 10 2019 211 932 A1 beschriebenes Verstellteil sein.
Die Aufgabe wird gemäß einem dritten Aspekt durch eine Befestigungsplatte zur Anordnung der Antriebsvorrichtung an dem ersten Fahrzeugteil für die oben beschriebene Antriebsvorrichtung gelöst. Demnach ist die Befestigungsplatte elastisch ausgebildet. Die Befestigungsplatte kann insbesondere die Merkmale des oben beschriebenen mindestens einen Bauteils aufweisen. Beispielsweise können an der Befestigungsplatte Sicken zum Ermöglichen einer elastischen Verformbarkeit vorgesehen sein. Die Befestigungsplatte kann insbesondere eine in der DE 10 2019 211 932 A1 beschriebene Befestigungsplatte sei.
Der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke soll nachfolgend anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Es zeigen:

1 eine schematische Draufsicht auf eine Fahrzeugtür an einer Fahrzeugkarosserie;
2 eine schematische Seitenansicht einer Fahrzeugtür an einer Fahrzeugkarosserie;
3 eine schematische Seitenansicht einer Türantriebsvorrichtung;
4 eine schematische perspektivische Ansicht einer Befestigungsplatte;
5A eine schematische Seitenansicht eines Schubelements; und
5B eine schematische Draufsicht auf das Schubelement aus 5A.

1 zeigt eine schematische Ansicht eines Fahrzeugs 1 mit einer Fahrzeugkarosserie 10 und einer um ein Türscharnier 111 gelenkig an der Fahrzeugkarosserie 10 angeordneten Fahrzeugtür 11, die entlang einer Öffnungsrichtung O relativ zu der Fahrzeugkarosserie 10 verschwenkt werden kann, um eine Türöffnung freizugeben oder zu verschließen.
Zwischen der Fahrzeugkarosserie 10 und der Fahrzeugtür 11 wirkt eine Türantriebsvorrichtung 2, die ein Verstellteil 21 in Form eines Schubelements aufweist und zum Verstellen der Fahrzeugtür 11 relativ zu der Fahrzeugkarosserie 10 dient. Das Verstellteil 21 in Form des Schubelements ist um ein Gelenk 20 an der Fahrzeugkarosserie 10, beispielsweise an der A-Säule des Fahrzeugs 1, gelenkig angeordnet und bewegt sich bei einem Verschwenken der Fahrzeugtür 11 relativ zu der Fahrzeugtür 11. Das Verstellteil 21 ragt hierzu mit einem Ende 211 in einen Türinnenraum 110 der Fahrzeugtür 11 hinein und bewegt sich bei einem Verstellen der Fahrzeugtür 11 in diesem Türinnenraum 110.
2 zeigt eine Seitenansicht des Fahrzeugs 1 mit der Türantriebsvorrichtung 2. Daraus geht hervor, dass die Türantriebsvorrichtung 2 eine Befestigungsplatte 242 aufweist, über die die Türantriebsvorrichtung 2 mit der Fahrzeugtür 11 verbunden ist. Darüber hinaus ist die Türantriebsvorrichtung 2 über das Verstellteil 21 mit der Fahrzeugkarosserie 10 verbunden. Die Türantriebsvorrichtung 2 stellt also eine feste Verbindung zwischen der Fahrzeugkarosserie 10 und der Fahrzeugtür 11 her, über die zum einen eine Verstellkraft zum Verschwenken der Fahrzeugtür 11 und zum andern unerwünschte dynamische Kräfte, wie Körperschall oder hochfrequente Schwingungen, übertragen werden können.
3 zeigt eine Seitenansicht der Türantriebsvorrichtung 2. Die strukturellen Merkmale und die Funktionsweise der Türantriebsvorrichtung 2 werden im Folgenden dargelegt. Das Verstellteil 21 ist über einen Gelenkbolzen 200 an einem ersten Ende 210 um eine Gelenkachse G gelenkig mit einem Gelenk 20 gekoppelt das fest mit der Fahrzeugkarosserie 10 verbunden ist, wie dies auch schematisch in 1 dargestellt ist. An dem von dem ersten Ende 210 abliegenden zweiten Ende 211 ist das Verstellteil 21 demgegenüber mit einem Gleitelement 26 gelenkig gekoppelt.
Das Gleitelement 26 liegt gleitend in einer Führungsschiene 27 ein derart, dass das Gleitelement 26 entlang einer Verstellrichtung V längs an der Führungsschiene 27 verstellt werden kann.
Das Ende 211 des Verstellteils 21 kann in der Führungsschiene 27 bewegt werden, indem das Gleitelement 26 verstellt wird. Das Gleitelement 26 wird über eine Spindel 25 durch eine Rotation der Spindel 25 um die Drehachse D verstellt. Dazu ist die Spindel 25 mit einem Getriebe 23 verbunden, das von einem Antriebsmotor 22 antreibbar ist. Durch die Verstellung des Gleitelements 26 kann das Verstellteil 21 zwischen einer ersten, eingefahrenen Stellung und einer zweiten, ausgefahrenen Stellung verstellt werden, um die Fahrzeugtür 11 relativ zur Fahrzeugkarosserie 10 zu bewegen und zwischen einer geschlossenen Stellung (entsprechend der eingefahrenen Stellung des Verstellteils 21) und einer geöffneten Stellung (entsprechend einer ausgefahrenen Stellung des Verstellteils 21) zu verstellen.
Die Türantriebsvorrichtung ist über eine Befestigungsplatte 242 in der Fahrzeugtür 11 fixiert. Die Befestigungsplatte 242 ist über Befestigungselemente 243 in Form von Schrauben mit einem Getriebegehäuse 24 der Türantriebsvorrichtung verbunden und kann über Befestigungselemente 244 in Form von Schrauben an einem Strukturabschnitt der Fahrzeugtür 11, zum Beispiel an einem Türinnenblechabschnitt, festgelegt werden. Über die Befestigungsplatte 242 kann zusätzlich die Führungsschiene 27 an dem Getriebegehäuse 24 gehalten sein. Die Befestigungselemente 243, 244 können natürlich ebenso durch Bolzen oder Nieten oder andere geeignete Mittel gebildet sein.
Die Befestigungsplatte 242 ist in einer ersten Ebene über einen ersten Verbindungsabschnitt 242.1 mit dem Getriebegehäuse 24 verbunden und in einer zweiten, zu der ersten versetzten Ebene über einen zweiten Verbindungsabschnitt 242.2 mit einem Strukturabschnitt der Fahrzeugtür 11 verbunden. Der erste und der zweite Verbindungsabschnitt 242.1, 242.2 sind über einen Mantelabschnitt 242.3 miteinander verbunden. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Befestigungsplatte 242 hutförmig ausgebildet, wobei der erste Verbindungsabschnitt 242.1 eine Krempe bildet und der zweite Verbindungsabschnitt 242.2 zusammen mit dem Mantelabschnitt 242.3 eine Krone bildet.
Die Befestigungsplatte 242 ist elastisch verformbar, weil im Mantelabschnitt 242.3 eine Federgeometrie beispielhaft dadurch eingeprägt ist, dass in dem Mantelabschnitt 242.3 Löcher 3 in einem periodischen Muster vorgesehen sind.
Das Gleitelement 26 ist in der ersten, eingefahrenen Stellung von dem Getriebegehäuse 24 entfernt und einem von der Befestigungsplatte 242 abliegenden Ende der Führungsschiene 27 angenähert. In der zweiten, ausgefahrenen Stellung ist das Gleitelement 26 demgegenüber hin zu dem Getriebegehäuse 24 bewegt, sodass das Verstellteil 21 mit seinem zweiten Ende 211 in die Verstellrichtung V hin zur Befestigungsplatte 242 bewegt ist.
4 zeigt eine alternative Ausgestaltung der Befestigungsplatte 242. Die Befestigungsplatte 242 weist einen ersten Verbindungsabschnitt 242.1 auf, über den die Befestigungsplatte 242 über Befestigungselemente 243 mit einem Getriebegehäuse 24 verbunden werden kann. Außerdem weist die Befestigungsplatte 242 einen zweiten Verbindungsabschnitt 242.2 auf, über den die Befestigungsplatte 242 an einer Fahrzeugkarosserie 10 festgelegt werden kann. Der zweite Verbindungsabschnitt 242.2 weist vier Sicken auf, die eine elastische Verformbarkeit der Befestigungsplatte 242 bewirken. Die Sicken sind beispielhaft im Profil zickzackförmig ausgebildet. Grundsätzlich ist aber auch ein anderes Querschnittsprofil denkbar und möglich, wobei optional in verschiedenen Ebenen angeordnete Verbindungsabschnitte 242.1, 242.2 vorgesehen sein können. Im Gegensatz zur herkömmlichen Ausgestaltung der Befestigungsplatte 242 ist somit die Federsteifigkeit oberhalb einer Grenzfrequenz, beispielsweise 100 Hz, verringert. Die vorliegende Ausgestaltung hat den Vorteil, dass Anschraubmomente der Befestigungselemente 244 nicht angepasst werden müssen.
5A zeigt ein als Schubstange ausgebildetes Verstellteil 21. Das Verstellteil 21 ist stangenförmig ausgebildet. Ein Abschnitt des Verstellteils 21 weist eine (zur Illustration übertrieben vergrößerte) Sägezahnform auf, um eine elastische Verformbarkeit entlang der Erstreckungsrichtung des Verstellteils 21 zur Verfügung zu stellen. Die gezeigte Geometrie des Verstellteils 21 ermöglicht eine zyklische Änderung des Körperschallflusses. Bei der Sägezahnform ist hierbei vorgesehen, dass auf eine schräg ansteigende Flanke eine senkrecht abfallende Flanke folgt. Die schräge und senkrechte Flanke bilden zusammen einen Absatz. Grundsätzlich können die Absätze in ihrer Höhe und Länge oder ihrem Abstand zueinander variierbar sein. Zusätzlich können an dem Verstellteil 21 Gewichtselemente 4 an einer Oberseite und/oder einer Unterseite des Verstellteils angeordnet sein, um die Verformbarkeit gezielt zu verändern.
5B zeigt das Verstellteil 21 in der Draufsicht. Es ist ersichtlich, dass das Verstellteil 21 abschnittsweise bogenförmig ausgebildet ist, um das Öffnen der Fahrzeugtür 11 entlang eines Kreissegments zu ermöglichen. Die Absätze sind zur Illustration mit gestrichelten Linien mit den Absätzen in 5A verbunden. Es ist erkennbar, dass die Absätze äquidistant zueinander sind, wobei grundsätzlich auch variierende Abstände oder sich konstant entlang einer Richtung verringernde Abstände denkbar und möglich sind.
Bezugszeichenliste

1: Fahrzeug
10: Fahrzeugkarosserie (zweites Fahrzeugteil)
11: Fahrzeugtür (erstes Fahrzeugteil)
110: Türinnenraum
111: Türscharnier
2: (Tür-)antriebsvorrichtung
20: Gelenk
200: Gelenkbolzen
21: Verstellteil (Schubelement)
210, 211: Ende
22: Antriebsmotor
23: Getriebe
24: Getriebegehäuse
241: Abdeckelement
242: Befestigungsplatte
242.1: erster Verbindungsabschnitt
242.2: zweiter Verbindungsabschnitt
242.3: Mantelabschnitt
243, 244: Befestigungselement
25: Spindel
26: Gleitelement
3: Löcher
4: Gewichtselement
D: Drehachse
G: Gelenkachse
O: Öffnungsrichtung
V: Verstellrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102019211932 A1 [0003, 0026, 0027, 0028]

Claims

Antriebsvorrichtung (2) zum Verstellen eines ersten Fahrzeugteils (11) relativ zu einem zweiten Fahrzeugteil (10), mit mindestens einem Bauteil (21, 242), das im Kraftfluss zwischen dem ersten Fahrzeugteil (11) und dem zweiten Fahrzeugteil (10) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Bauteil (21, 242) elastisch verformbar ist.
Antriebsvorrichtung (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Bauteil (21, 242) eine Federfunktion zur Verfügung stellt und darüber hinaus für wenigstens eine weitere Funktion in der Antriebsvorrichtung (2) dient.
Antriebsvorrichtung (2) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Bauteil (21, 242) stangen- oder plattenförmig ausgebildet ist und/oder eine gerüstartige Struktur aufweist.
Antriebsvorrichtung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Bauteil (21, 242) zur Befestigung der Antriebsvorrichtung (2) an dem ersten Fahrzeugteil (11) oder zur Übertragung einer Verstellkraft von der Antriebsvorrichtung (2) in das zweite Fahrzeugteil (10) dient.
Antriebsvorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Bauteil (21, 242) derartig elastisch verformbar ist, dass dynamische Kräfte oberhalb einer Grenzfrequenz durch die Verformung des mindestens einen Bauteils (21, 242) gedämpft oder absorbiert werden.
Antriebsvorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Bauteil (21, 242) mindestens eine Materialschwächung, mindestens ein Loch (3), mindestens eine Aussparung, mindestens eine Kerbe und/oder mindestens eine Sicke aufweist.
Antriebsvorrichtung (2) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Materialschwächung, das mindestens eine Loch (3), die mindestens eine Aussparung, die mindestens eine Kerbe und/oder die mindestens eine Sicke mit einem Füllmaterial ausgefüllt ist.
Antriebsvorrichtung (2) nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Materialschwächungen, mehrere Löcher (3), mehrere Aussparungen, mehrere Kerben und/oder mehrere Sicken vorgesehen sind, die ein periodisches Muster bilden.
Antriebsvorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem mindestens einen Bauteil (21, 242) mindestens ein Gewichtselement (4) angeordnet ist.
Antriebsvorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Bauteil (21, 242) metallisch ist.
Antriebsvorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Fahrzeugteil eine Fahrzeugtür (11), ein Fahrzeugfenster oder eine Heckklappe ist und das zweite Fahrzeugteil eine Fahrzeugkarosserie (10) ist.
Verstellteil (21) für eine Antriebsvorrichtung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Antriebsvorrichtung (2) zum Verstellen eines ersten Fahrzeugteils (11) relativ zu einem zweiten Fahrzeugteil (10) und das Verstellteil (21) zur Kraftübertragung zwischen dem ersten Fahrzeugteil (11) und dem zweiten Fahrzeugteil (10) dient, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstellteil (21) elastisch ausgebildet ist.
Befestigungsplatte (242) für eine Antriebsvorrichtung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Antriebsvorrichtung (2) zum Verstellen eines ersten Fahrzeugteils (11) relativ zu einem zweiten Fahrzeugteil (10) und die Befestigungsplatte (242) zur Anordnung der Antriebsvorrichtung (2) an dem zweiten Fahrzeugteil (11) dient, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsplatte (242) elastisch ausgebildet ist.