DE102022120868A1

DE102022120868A1 - Drive for a door and vehicle door unit

Info

Publication number: DE102022120868A1
Application number: DE102022120868.0A
Authority: DE
Inventors: Yvan Marcel Sierp; Nicolai Deutschmann; Thomas Wrobel; Eric Bittner
Original assignee: U Shin Deutschland Zugangssysteme GmbH
Current assignee: Minebea AccessSolutions Deutschland GmbH
Priority date: 2022-08-18
Filing date: 2022-08-18
Publication date: 2024-02-29

Abstract

Ein Antrieb für eine Tür (100), insbesondere eine Fahrzeugtür, mit einem Motor (3), einem Gehäuse (2), einem im Gehäuse (2) angeordneten Getriebe, das vom Motor (3) angetrieben wird, und einem linear hin und her verfahrbaren Abtrieb, der mit dem Getriebe mechanisch gekoppelt ist, ist dadurch gekennzeichnet, dass im Gehäuse (2) zumindest ein Kraftsensor positioniert ist, der mit zumindest einem auf den Kraftsensor einwirkenden Teil innerhalb des Gehäuses (2) sensorisch gekoppelt ist oder koppelbar ist, das durch den Motor (3) angetrieben wird, wobei das zumindest eine Teil und der zumindest eine Kraftsensor so gelagert sind, dass das zumindest eine Teil durch eine von außen auf das Gehäuse (2) aufgebrachte Kraft auf den zumindest einen Kraftsensor einwirkt und dieser ein Signal abgibt. Ferner ist eine Fahrzeugtüreinheit vorgestellt mit einem entsprechenden Antrieb.A drive for a door (100), in particular a vehicle door, with a motor (3), a housing (2), a gear arranged in the housing (2) which is driven by the motor (3), and a linear back and forth movable output, which is mechanically coupled to the transmission, is characterized in that at least one force sensor is positioned in the housing (2), which is sensorically coupled or can be coupled to at least one part acting on the force sensor within the housing (2). is driven by the motor (3), the at least one part and the at least one force sensor being mounted in such a way that the at least one part acts on the at least one force sensor by a force applied to the housing (2) from the outside and the latter produces a signal gives away. Furthermore, a vehicle door unit is presented with a corresponding drive.

Description

Die Erfindung betrifft einen Antrieb für eine Tür, insbesondere eine Fahrzeugtür, mit einem Motor, einem Gehäuse, einem im Gehäuse angeordneten Getriebe, das vom Motor angetrieben wird, und einem linear hin und her verfahrbaren Abtrieb, der mit dem Getriebe mechanisch gekoppelt ist.The invention relates to a drive for a door, in particular a vehicle door, with a motor, a housing, a gear arranged in the housing, which is driven by the motor, and an output which can be moved linearly back and forth and which is mechanically coupled to the gear.

Ferner betrifft die Erfindung eine Fahrzeugtüreinheit mit einem solchen Antrieb.The invention further relates to a vehicle door unit with such a drive.

Derartige Antriebe für Fahrzeugtüren werden genutzt, um schwere Seitentüren oder Schiebetüren im Fahrzeug zu betätigen. Unter den Begriff „Fahrzeugtüren“ sollen aber auch Klappen am Fahrzeug fallen, zum Beispiel die Heckklappe, eine Kofferraumklappe oder eine Motorhaube. Auch ein verschiebbarer Laderaumboden fällt unter diesen Begriff. Vorzugsweise jedoch ist der nachfolgend erläuterte Antrieb für eine linear verfahrbare und/oder schwenkbare Tür vorgesehen.Such drives for vehicle doors are used to operate heavy side doors or sliding doors in the vehicle. The term “vehicle doors” should also include flaps on the vehicle, for example the tailgate, a trunk lid or a hood. A sliding cargo area floor also falls under this term. Preferably, however, the drive explained below is intended for a linearly movable and/or pivotable door.

Üblicherweise sind die Antriebe an dem beweglichen Teil, also der Tür, befestigt, und ein Abtrieb, beispielsweise in Form einer Art Stange, koppelt dann den Antrieb mit der feststehenden Fahrzeugstruktur, wie beispielsweise der A-Säule oder B-Säule. Indem jedoch der Antrieb üblicherweise an der Tür sitzt oder in sie integriert ist, muss er kompakt bauen, was allerdings angesichts der notwendigen Elektrik und Mechanik schwierig zu realisieren ist. Tatsächlich nämlich gibt es einen großen Bauraumbedarf für den Antrieb, weil hohe Anforderungen an sein optisches Erscheinungsbild, an seine Schallemission und die Abdichtung des Antriebs gegenüber Umwelteinflüssen, wie beispielsweise in die Tür eintretendes Wasser, gestellt werden. Darüber hinaus sollen diese Antriebe sehr leistungsfähig sein.The drives are usually attached to the movable part, i.e. the door, and an output, for example in the form of a kind of rod, then couples the drive to the fixed vehicle structure, such as the A-pillar or B-pillar. However, since the drive is usually located on the door or is integrated into it, it has to be compact, which is difficult to achieve given the necessary electrical and mechanical systems. In fact, there is a large space requirement for the drive because high demands are placed on its visual appearance, its sound emissions and the sealing of the drive against environmental influences, such as water entering the door. In addition, these drives should be very powerful.

Schließlich gibt es derartige Antriebe, die durch eine Art Schalter aktiviert werden, beispielsweise im Innenraum, oder durch Betätigen des Türgriffes. Diese Funktionen machen den Antrieb noch aufwendiger und komplexer.Finally, there are such drives that are activated by a type of switch, for example in the interior, or by operating the door handle. These functions make the drive even more complex and complex.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, einen Antrieb der eingangs genannten Art so zu verbessern, dass er sehr kompakt und für den Benutzer komfortabel bedienbar ist.The object of the invention is therefore to improve a drive of the type mentioned in such a way that it is very compact and easy to use for the user.

Diese Aufgabe wird bei einem Antrieb der eingangs genannten Art dadurch erreicht, dass im Gehäuse zumindest ein Kraftsensor positioniert ist, der mit zumindest einem auf den Kraftsensor einwirkenden Teil innerhalb des Gehäuses sensorisch gekoppelt ist oder koppelbar ist, wobei das zumindest eine Teil durch den Motor angetrieben wird. Das zumindest eine Teil und der zumindest eine Kraftsensor sind so gelagert, dass das zumindest eine Teil durch eine von außen auf das Gehäuse aufgebrachte Kraft auf den zumindest einen Kraftsensor einwirkt und dieser ein Signal abgibt. Der Kraftsensor ist gehäuseintegriert, womit er keinen erwähnenswerten zusätzlichen Bauraum einnimmt. Zugleich ist er vor Umwelteinflüssen geschützt. Das Teil, welches eine Kraft auf den Kraftsensor ausübt, ist ein vom Motor angetriebenes Teil, wodurch es möglich ist, eine auf die Tür ausgeübte äußere Kraft unmittelbar zu detektieren. Dieses abgeleitete Signal kann verwendet werden, um die Tür beim Öffnen oder Schließen zu unterstützen oder die Tür komplett selbständig zu verfahren. Man spricht von einer Servounterstützung durch den Antrieb. Der erfindungsgemäße Antrieb ist aber auch dafür geeignet, mittels des Kraftsensors eine Hinderniserkennung zu realisieren, wenn nämlich die Tür beim Öffnen oder Schließen gegen eine normalerweise nicht vorhandene Barriere fährt.This task is achieved in a drive of the type mentioned in that at least one force sensor is positioned in the housing, which is sensorically coupled or can be coupled to at least one part within the housing that acts on the force sensor, the at least one part being driven by the motor becomes. The at least one part and the at least one force sensor are mounted in such a way that the at least one part acts on the at least one force sensor through a force applied to the housing from the outside and the latter emits a signal. The force sensor is integrated into the housing, which means it does not take up any additional installation space worth mentioning. At the same time, it is protected from environmental influences. The part that exerts a force on the force sensor is a motor-driven part, making it possible to immediately detect an external force exerted on the door. This derived signal can be used to support the door when opening or closing or to move the door completely independently. This is referred to as servo support from the drive. However, the drive according to the invention is also suitable for implementing obstacle detection using the force sensor, namely if the door moves against a barrier that is not normally present when opening or closing.

Eine kompakte Bauform ergibt sich dadurch, dass der Abtrieb Teil eines Spindeltriebs ist.A compact design results from the fact that the output is part of a spindle drive.

Dieser Spindeltrieb umfasst zum Beispiel eine Gewindespindel, welche in ein drehfest mit dem Gehäuse gekoppeltes Schubrohr ragt. Das Schubrohr bildet dann den Abtrieb. Durch die räumliche Ineinanderschachtelung von Schubrohr und Gewindespindel wird Bauraum in seitlicher Richtung gespart.This spindle drive includes, for example, a threaded spindle which projects into a torque tube which is coupled to the housing in a rotationally fixed manner. The thrust tube then forms the output. The spatial nesting of the thrust tube and threaded spindle saves installation space in the lateral direction.

Eine weitere Variante besteht darin, dass ein vom Motor angetriebenes, drehbares Rotorrohr vorgesehen ist.Another variant is that a rotatable rotor tube driven by the motor is provided.

In diesem Rotorrohr können die Gewindespindel und das Schubrohr angeordnet sein. Das Rotorrohr ist dabei mit der Gewindespindel drehfest verbunden. Diese Verbindung erfolgt vorzugsweise an einem axialen Ende des Rotorrohres.The threaded spindle and the thrust tube can be arranged in this rotor tube. The rotor tube is connected to the threaded spindle in a rotationally fixed manner. This connection is preferably made at an axial end of the rotor tube.

Dieses Rotorrohr ist am oder im Gehäuse drehgelagert, sodass sich eine bauliche Einheit ergibt.This rotor tube is rotatably mounted on or in the housing, resulting in a structural unit.

Das auf den Kraftsensor einwirkende Teil kann ein Abschnitt des Rotorrohres oder ein auf dem Rotorrohr aufgebrachtes Teil sein. Das Rotorrohr ist stabil gelagert, sodass über diese Lagerung ausgeschlossen werden kann, dass seitliche Kräfte auf den Kraftsensor ausgeübt werden. Der Kraftsensor soll nämlich vorzugsweise ausschließlich axiale Kräfte aufnehmen, die zum Beispiel durch das Schwenken der Tür per Hand aufgebracht werden.The part acting on the force sensor can be a section of the rotor tube or a part applied to the rotor tube. The rotor tube is stably mounted so that this bearing can prevent lateral forces from being exerted on the force sensor. The force sensor should preferably only absorb axial forces, which are applied by hand, for example, by pivoting the door.

Dieses einwirkende Teil ist insbesondere ein vom Motor angetriebenes Zahnrad, also ein Teil des Getriebes.This acting part is in particular a gear driven by the motor, i.e. a part of the transmission.

Wenn das Zahnrad eine Schrägverzahnung hat, wird bereits beim Antrieb eine Axialkraft und eine minimale Verschiebung des Zahnrads ermöglicht, die dann vom Kraftsensor ermittelt wird. Wird der Kraftsensor als Hindernissensor eingesetzt, ist es möglich, die zuvor beim normalen Verfahren auftretende Kraft zu messen.If the gear has helical teeth, an axial force and a minimal displacement of the gear is enabled during the drive, which is then determined by the force sensor. If the force sensor is used as an obstacle sensor, it is possible to measure the force that previously occurred during the normal procedure.

Um den Kraftsensor möglichst optimal arbeiten zu lassen, ist vorgesehen, dass das Zahnrad axial zum Gehäuse beweglich ist, was nur wenige Zehntel Millimeter sein können, und eine axiale Bewegung des Zahnrads bei Drehantrieb des Zahnrads vom Kraftsensor erfasst wird.In order to allow the force sensor to work as optimally as possible, it is provided that the gear is movable axially to the housing, which can only be a few tenths of a millimeter, and an axial movement of the gear is detected by the force sensor when the gear is driven in rotation.

Das Zahnrad kann einstückiger Bestandteil des Rotorrohres sein oder auf diesem sitzen. Wenn das Zahnrad als separates Teil ausgeführt ist, muss es drehfest mit dem Rotorrohr gekoppelt sein, um das vom Motor erzeugte Drehmoment auf das Rotorrohr zu übertragen.The gear can be an integral part of the rotor tube or can sit on it. If the gear is designed as a separate part, it must be non-rotatably coupled to the rotor tube in order to transmit the torque generated by the motor to the rotor tube.

Wenn nur ein Kraftsensor vorgesehen ist, wird bei einer Bewegung des zumindest einen Teiles in Richtung zum Kraftsensor die Kraftrichtung sofort erkennbar. Wird jedoch in die Gegenrichtung eine Kraft ausgeübt, so ist die Ermittlung der Kraft und der Richtung schwieriger. Um diese Ermittlung von Kraft und Richtung zu realisieren, ist es vorteilhaft, wenn der Kraftsensor stets kraftbelastet ist, sodass die geringste auf ihn ausgeübte Kraft diejenige ist, die bei Aufbringen einer Kraft weg vom Kraftsensor vorhanden ist. In einer Nulllage wird eine mittlere Kraft auf den Kraftsensor ausgeübt, und die höchste Kraft ist dann vorhanden, wenn die Kraftrichtung auf ihn zu gerichtet ist.If only one force sensor is provided, the direction of force is immediately recognizable when the at least one part moves in the direction of the force sensor. However, if a force is exerted in the opposite direction, determining the force and direction is more difficult. In order to realize this determination of force and direction, it is advantageous if the force sensor is always subjected to force, so that the lowest force exerted on it is the one that is present when a force is applied away from the force sensor. In a zero position, a medium force is exerted on the force sensor, and the highest force is present when the force direction is directed towards it.

Eine andere Option, um auch die Kraftrichtung zu bestimmen, besteht darin, dass zumindest zwei axial beabstandete Kraftsensoren vorgesehen sind, welchen sensorisch entgegengesetzte Bewegungsrichtungen zugeordnet sind. Somit hat jeder Kraftsensor vor allem eine Kraftrichtung, die ihm zugeordnet ist und die er optimal erfassen kann. Dies ist jedoch nicht zwingend notwendig, denn es kann beispielsweise auch durch eine Logikverknüpfung sichergestellt sein, dass alle Kraftsensoren korrekt arbeiten. Wird nämlich in Richtung zum ersten Kraftsensor verstellt, müsste dessen ermittelter Kraftwert höher werden und gleichzeitig der Kraftwert auf den anderen Kraftsensor, falls dieser in der Nulllage auch kraftbelastet wäre, reduziert sein.Another option for determining the direction of force is that at least two axially spaced force sensors are provided, which are assigned sensory opposite directions of movement. This means that each force sensor has, above all, a direction of force that is assigned to it and that it can optimally detect. However, this is not absolutely necessary because, for example, a logic link can be used to ensure that all force sensors work correctly. If it is adjusted in the direction of the first force sensor, its determined force value would have to become higher and at the same time the force value on the other force sensor would have to be reduced if it was also subject to force in the zero position.

Besteht jedoch ein gewisses Spiel um die Nulllage herum, kann man nicht bei einem Erhöhen eines Kraftwerts gleichzeitig auf einen reduzierten Kraftwert am anderen Kraftsensor schließen.However, if there is a certain amount of play around the zero position, increasing one force value cannot simultaneously indicate a reduced force value on the other force sensor.

Bei den wenigstens zwei axial voneinander beabstandeten Kraftsensoren ist es möglich, dass ein gemeinsames Teil oder eine fest gekoppelte Baueinheit aus zwei oder mehr Teilen, vorgesehen ist, welches auf beide axial beabstandeten Kraftsensoren einwirkt. Dieses Teil oder diese Baueinheit liegt vorzugsweise zwischen den beiden axial beabstandeten Kraftsensoren.With the at least two axially spaced force sensors, it is possible for a common part or a firmly coupled structural unit made of two or more parts to be provided, which acts on both axially spaced force sensors. This part or this structural unit is preferably located between the two axially spaced force sensors.

Vorzugsweise ist dieses gemeinsame Teil das vorgenannte Zahnrad, sodass sich zusätzliche Bauteile einsparen lassen. Das Zahnrad hat also eine Mehrfachfunktion.This common part is preferably the aforementioned gear, so that additional components can be saved. The gear therefore has multiple functions.

Eine Möglichkeit, den Kraftsensor einerseits zu halten und andererseits optimal einzusetzen, besteht darin, zumindest einen deformierbaren Sensorhalter vorzusehen. Auf diesem sitzt der zumindest eine Kraftsensor. Durch die Bewegung des auf den zumindest einen Kraftsensor einwirkenden Teils wird der Sensorhalter deformiert und der Sensorhalter wirkt damit auf den Kraftsensor ein.One way to hold the force sensor on the one hand and to use it optimally on the other hand is to provide at least one deformable sensor holder. At least one force sensor sits on this. Due to the movement of the part acting on the at least one force sensor, the sensor holder is deformed and the sensor holder thus acts on the force sensor.

Eine einfache Variante für den Sensorhalter sieht vor, dass diese einen Steg besitzt, auf dem der Kraftsensor sitzt. Dieser Steg wird gebogen und mit ihm der darauf sitzende Kraftsensor.A simple variant for the sensor holder provides that it has a web on which the force sensor sits. This bar is bent and with it the force sensor sitting on it.

Um die Biegung besonders vorbestimmbar und bei geringer Krafteinwirkung realisieren zu können, verläuft der Steg insbesondere axial schräg, d. h. axial schräg radial nach innen oder nach außen. Auch ein bogenförmig verlaufender Steg fällt darunter.In order to be able to realize the bend in a particularly predeterminable manner and with little force, the web runs in particular axially obliquely, i.e. H. axially oblique radially inwards or outwards. There is also an arch-shaped footbridge.

Bei Kraftsensoren, insbesondere in Form von DMS-Sensoren, ist es wichtig, dass diese möglichst nur in einer Richtung belastet werden. Wenn der Steg jedoch gebogen wird, wäre eine zusätzliche Auslenkung in eine andere Richtung auch noch möglich. Um dies zu verhindern, sieht die Erfindung gemäß einer Variante vor, dass eine axiale Führung für den Steg vorgesehen ist. Somit ist der Steg in axialer Richtung zwangsgeführt. Eine Möglichkeit, um dies zu erreichen, besteht beispielsweise darin, dass in einem Gehäuseteil, an dem der Kraftsensor angebracht ist, die axiale Führung ausgebildet ist. Der Steg kann eine Verlängerung besitzen, die in die axiale Führung hineinragt.With force sensors, especially in the form of strain gauge sensors, it is important that they are only loaded in one direction if possible. However, if the web is bent, an additional deflection in another direction would also be possible. In order to prevent this, the invention provides, according to a variant, that an axial guide is provided for the web. The web is therefore positively guided in the axial direction. One way to achieve this is, for example, that the axial guide is formed in a housing part to which the force sensor is attached. The web can have an extension that projects into the axial guide.

Eine Variante der Erfindung sieht vor, dass der Sensorhalter einen Ring aufweist, welcher das Rotorrohr umgibt. Von diesem Ring steht axial ein in radialer Richtung gesehen L-förmiger Arm ab. Der vorgenannte Steg ist derjenige Abschnitt des „L“, welcher an den Ring angrenzt. Ein von diesem Steg abgewinkelter Abschnitt hat dann einen Fortsatz, welcher in die axiale Führung ragt.A variant of the invention provides that the sensor holder has a ring which surrounds the rotor tube. An L-shaped arm projects axially from this ring when viewed in the radial direction. The aforementioned web is the section of the “L” that borders the ring. A section angled from this web then has an extension which projects into the axial guide.

Das Rotorrohr muss gelagert werden. Um diese Lagerung kompakt zu halten, sieht die Erfindung optional vor, dass ein Drehlager für das Rotorrohr in dem Sensorhalter gehaltert ist. Der Sensorhalter kann mit dem Drehlager zusammen eine vormontierte Einheit darstellen.The rotor tube must be stored. In order to keep this storage compact, the invention optionally provides for a pivot bearing for the rotor tube is held in the sensor holder. The sensor holder can form a pre-assembled unit together with the pivot bearing.

Sind zumindest zwei axial beabstandete Kraftsensoren vorhanden, können zwei separate Sensorhalter vorgesehen sein. Diese Sensorhalter werden vorzugsweise über eine Brücke miteinander mechanisch verbunden, zur Bildung einer vormontierten Einheit. Die Brücke kann auch als Führung und Unterbringung für ein Sensorkabel verwendet werden.If at least two axially spaced force sensors are present, two separate sensor holders can be provided. These sensor holders are preferably mechanically connected to one another via a bridge to form a pre-assembled unit. The bridge can also be used to guide and accommodate a sensor cable.

Der Sensorhalter oder die mehreren Sensorhalter können an einem Gehäuseteil befestigt sein und mit diesem eine vormontierte Einheit bilden. An dem Sensorhalter kann auch eine Steuerplatine als Teil einer Steuerung oder als die Steuerung für den Anrieb angebracht sein, um auch diese zum Teil der Einheit zu machen und vor allem die Sensorleitungen bereits vor der Montage des Antriebs zu fixieren.The sensor holder or the multiple sensor holders can be attached to a housing part and form a pre-assembled unit with it. A control board can also be attached to the sensor holder as part of a control or as the control for the drive in order to make this part of the unit and, above all, to fix the sensor lines before the drive is installed.

Der Sensorhalter oder die Sensorhalter sind vorzugsweise aus Kunststoff ausgeführt, um auch die Flexibilität zu ermöglichen, die nötig ist, um eine elastische Biegung oder Stauchung zu erreichen, welche vom Kraftsensor ermittelt wird.The sensor holder or holders are preferably made of plastic in order to also enable the flexibility that is necessary to achieve an elastic bend or compression, which is determined by the force sensor.

Der Kraftsensor ist insbesondere ein DMS-Sensor, also ein Dehnmessstreifen.The force sensor is in particular a strain gauge sensor, i.e. a strain gauge.

Der Antrieb kann auch mit einer Steuerung versehen sein, die optional im Gehäuse untergebracht ist.The drive can also be equipped with a control, which is optionally housed in the housing.

Diese Steuerung ist zumindest mit einem, vorzugsweise mit allen vorgesehenen Kraftsensoren gekoppelt und so programmiert, dass sie auf Ermittlung einer eine vorgegebene Mindestkraft übersteigenden, von außen auf den Antrieb aufgebrachten Kraft mittels des zumindest einen Sensors und auf Ermittlung einer Kraftrichtung den Motor zum Drehen in eine zur ermittelten Kraftrichtung zugeordnete Drehrichtung ansteuert. Wird die Tür beispielsweise von einem Nutzer in Richtung Öffnungsbewegung gedrückt, wird aufgrund der Kraft des Benutzers, die vorzugsweise wenige Newton bis 40 Newton erreichen muss, dieser Öffnung-Steuerimpuls, der vom Nutzer ausgeht, ermittelt. Der Antrieb wird damit in Öffnungsrichtung in Drehrichtung versetzt. Dasselbe erfolgt beim Schließen.This control is coupled to at least one, preferably to all, force sensors provided and is programmed in such a way that it uses the at least one sensor to determine a force that exceeds a predetermined minimum force and is applied to the drive from the outside and to determine a direction of force to rotate the motor in one controls the direction of rotation assigned to the determined direction of force. For example, if the door is pushed by a user in the direction of opening movement, this opening control impulse, which comes from the user, is determined based on the user's force, which must preferably reach a few Newtons to 40 Newtons. The drive is thus moved in the direction of rotation in the opening direction. The same happens when closing.

Fährt die Tür gegen ein Hindernis, ist die ermittelte Kraft deutlich höher, und nachdem die Kraftrichtung auch detektiert wird, stoppt und/oder öffnet oder schließt die Tür in dieser Situation automatisch. Das bedeutet, die Gegendrehrichtung ist dann einer Kraft zugeordnet, die deutlich höher als die übliche Bedienkraft ist.If the door hits an obstacle, the force determined is significantly higher, and after the direction of force is also detected, the door stops and/or opens or closes automatically in this situation. This means that the opposite direction of rotation is then assigned to a force that is significantly higher than the usual operating force.

Die Erfindung betrifft darüber hinaus auch eine Fahrzeugtüreinheit mit einer Fahrzeugtür und einem erfindungsgemäßen Antrieb. Dieser Antrieb dient zum motorischen oder motorunterstützten Öffnen und/oder Schließen der Fahrzeugtür. Die Steuerung ist so programmiert, dass sie ab Ermittlung einer vorgegebenen Mindestkraft und ab Ermittlung einer Kraftrichtung den Antrieb in Öffnungsrichtung oder Schließrichtung der Tür ansteuert.The invention also relates to a vehicle door unit with a vehicle door and a drive according to the invention. This drive is used for motorized or motor-assisted opening and/or closing of the vehicle door. The control is programmed in such a way that once a specified minimum force has been determined and a direction of force has been determined, it controls the drive in the opening or closing direction of the door.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibungen und aus den nachfolgenden Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. In den Zeichnungen zeigen:

1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Fahrzeugtüreinheit mit einem erfindungsgemäßen Antrieb;
2 eine perspektivische Ansicht des erfindungsmäßen Antriebs nach 1 mit teilweise weggelassenem Gehäuse;
3 einen Längsschnitt durch den Antrieb nach 2, wobei die Kraftsensoren nicht dargestellt sind;
4 einen vergrößerten Längsschnitt durch den Antrieb nach 2 im Bereich von zwei axial versetzten Kraftsensoren, wobei diese Ansicht um eine vertikale Achse zur Ansicht nach 3 gespiegelt ist;
5 eine perspektivische Ansicht auf einen Teil des Antriebs nach 4, mit weggelassenem Gehäuse, im Bereich der Kraftsensoren;
6 eine perspektivische Ansicht des Rotorrohres mit den Kraftsensoren und den Sensorhaltern nach 4;
7 eine perspektivische Ansicht des Rotorrohres mit den Kraftsensoren nach 6, das auf ein Führungsrohr aufgesteckt wird;
8 eine perspektivische Ansicht auf das Rotorrohr und die Sensorhalter nach 4;
9 eine perspektivische Ansicht auf eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Antriebs, von dem das Führungsrohr und ein Kraftsensor samt Sensorhalter dargestellt sind;
10 den Sensorhalter und ein Gehäuseteil, die bei der zweiten Ausführungsform verwendet werden;
11 einen Schritt bei der Montage der zweiten Ausführungsform, genauer beim Einführen des Rotors in den Sensorhalter; und
12 eine Seitenansicht des Sensorhalters samt Rotor nach 9.

Further features and advantages of the invention emerge from the following descriptions and from the following drawings, to which reference is made. Shown in the drawings:

1 a perspective view of a vehicle door unit according to the invention with a drive according to the invention;
2 a perspective view of the drive according to the invention 1 with partially omitted housing;
3 a longitudinal section through the drive 2 , where the force sensors are not shown;
4 an enlarged longitudinal section through the drive 2 in the area of two axially offset force sensors, this view being viewed around a vertical axis 3 is mirrored;
5 a perspective view of part of the drive 4 , with the housing omitted, in the area of the force sensors;
6 a perspective view of the rotor tube with the force sensors and the sensor holders 4 ;
7 a perspective view of the rotor tube with the force sensors 6 , which is attached to a guide tube;
8th a perspective view of the rotor tube and the sensor holders 4 ;
9 a perspective view of a second embodiment of the drive according to the invention, of which the guide tube and a force sensor including sensor holder are shown;
10 the sensor holder and a housing part used in the second embodiment;
11 a step in assembling the second embodiment, more specifically in inserting the rotor into the sensor holder; and
12 a side view of the sensor holder including the rotor 9 .

1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Fahrzeugtüreinheit, mit einer Fahrzeugtür 100 und einem erfindungsgemäßen elektromotorischen Antrieb 1 für die Fahrzeugtür 100 (insbesondere für eine Schwenktür). 1 shows a perspective view of a vehicle door unit according to the invention, with a vehicle door 100 and an electric motor drive 1 according to the invention for the vehicle door 100 (in particular for a swing door).

Der Antrieb 1 weist ein Gehäuse 2, einen außerhalb des Gehäuses 2 vorgesehenen Motor 3 und einen Spindeltrieb 4 auf, wobei der Motor 3 und der Spindeltrieb 4 antriebstechnisch miteinander verbunden sind und eine motorische Verstellung der Tür 100 ermöglichen. Der Antrieb 1 verfährt die Tür 100 mindestens in eine geöffnete Position und eine geschlossene Position.The drive 1 has a housing 2, a motor 3 provided outside the housing 2 and a spindle drive 4, the motor 3 and the spindle drive 4 being connected to one another in terms of drive technology and enabling motorized adjustment of the door 100. The drive 1 moves the door 100 into at least one open position and one closed position.

Zur Befestigung des Antriebs 1 an oder in der Tür 100 ist ein Halter 5 vorgesehen, welcher den Antrieb 1 aufnimmt.To attach the drive 1 to or in the door 100, a holder 5 is provided, which accommodates the drive 1.

Eine Drehachse 6 des Motors 3 und eine Drehachse 7 des Spindeltriebs 4 sind orthogonal zueinander angeordnet. Der Halter 5 ermöglicht ein Verschwenken des Antriebs 1, da der Antrieb 1 durch eine erste Lagerstelle 8 und durch eine zweite Lagerstelle 9 in dem Halter schwenkbar gelagert ist. Vorzugsweise handelt es sich bei den Lagerstellen 8, 9 um Gleitlager, welche zwischen dem Gehäuse 2 und dem Halter 5 angeordnet sind. Somit weist der Antrieb 1 eine Schwenkachse 10 auf, welche parallel zu der Drehachse 6 des Motors 3 verläuft oder mit dieser zusammenfällt. Dadurch wird eine Schwenkbewegung des Antriebs 1 relativ zur Klappe oder Tür ermöglicht.A rotation axis 6 of the motor 3 and a rotation axis 7 of the spindle drive 4 are arranged orthogonally to one another. The holder 5 enables the drive 1 to be pivoted, since the drive 1 is pivotally mounted in the holder by a first bearing point 8 and a second bearing point 9. The bearing points 8, 9 are preferably plain bearings which are arranged between the housing 2 and the holder 5. The drive 1 thus has a pivot axis 10, which runs parallel to the axis of rotation 6 of the motor 3 or coincides with it. This enables the drive 1 to pivot relative to the flap or door.

2 zeigt eine perspektivische Ansicht des Motors 3, des Spindeltriebs 4 und zweier Getriebestufen 11, 12, die Teil eines Getriebes sind. Dieses Getriebe ist im Gehäuse 2 untergebracht, wobei in 2 das Gehäuse 2 bis auf ein Gehäuseteil 29 in Form eines Gehäusedeckels weggelassen ist. 2 shows a perspective view of the motor 3, the spindle drive 4 and two gear stages 11, 12, which are part of a gear. This gear is housed in housing 2, whereby in 2 the housing 2 is omitted except for a housing part 29 in the form of a housing cover.

Der Motor 3 kann beispielsweise ein bürstenloser Elektromotor sein.The motor 3 can be, for example, a brushless electric motor.

Die erste Getriebestufe 11 ist ein Schneckenradgetriebe und die zweite Getriebestufe 12 ein Stirnradgetriebe.The first gear stage 11 is a worm gear and the second gear stage 12 is a spur gear.

Die erste Getriebestufe 11 ist mit der zweiten Getriebestufe 12 über eine Überlastkupplung 13 verbunden. Der Motor 3 kann mit der ersten Getriebestufe 11 über eine flexible Welle 22 verbunden sein und/oder zwischen dem Motor 3 und der Welle 22 ist eine Oldham Kupplung angeordnet.The first gear stage 11 is connected to the second gear stage 12 via an overload clutch 13. The motor 3 can be connected to the first gear stage 11 via a flexible shaft 22 and/or an Oldham coupling is arranged between the motor 3 and the shaft 22.

Des Weiteren ist zwischen dem Motor 3 und dem Spindeltrieb 4 eine Hysteresebremse 40 angeordnet. Dadurch kann die Drehachse 6 des Motors 3 gebremst werden, wodurch ein Halten der Tür, insbesondere der Fahrzeugtür, in allen Positionen und Fahrzeuglagen erfolgen kann.Furthermore, a hysteresis brake 40 is arranged between the motor 3 and the spindle drive 4. As a result, the axis of rotation 6 of the motor 3 can be braked, whereby the door, in particular the vehicle door, can be held in all positions and vehicle positions.

3 zeigt einen Schnitt des Spindeltriebs 4 sowie einen Schnitt von Teilen des Antriebs 1. Der Spindeltrieb 4 umfasst eine zentrisch angeordnete Gewindespindel 14 mit einer nicht drehenden Mutter 15 und einem die Gewindespindel 14 umgebenden Schubrohr 16, an welchem die Mutter 15 befestigt ist. Das Schubrohr 16 stellt den Abtrieb dar. 3 shows a section of the spindle drive 4 and a section of parts of the drive 1. The spindle drive 4 includes a centrally arranged threaded spindle 14 with a non-rotating nut 15 and a push tube 16 surrounding the threaded spindle 14, to which the nut 15 is attached. The thrust tube 16 represents the output.

Das Schubrohr 16 ist über die Mutter 15 mit der Gewindespindel 14 drehbar gekoppelt, sodass bei Drehung der Gewindespindel 14 das Schubrohr 16 translatorisch verfahren wird, aufgrund der Abstützung des Drehmoments im Führungsrohr 28.The thrust tube 16 is rotatably coupled to the threaded spindle 14 via the nut 15, so that when the threaded spindle 14 rotates, the thrust tube 16 is moved translationally due to the torque being supported in the guide tube 28.

Weiterhin ist an einem axialen Ende des Schubrohrs 16 eine Verbindungstelle 20 vorhanden, welche mit einer Fahrzeugkarosserie verbunden wird, wobei das Schubrohr 16 und die Verbindungstelle 20 in axialer Richtung fest miteinander verbunden sind und/oder das Schubrohr 16 und die Verbindungstelle 20 drehfest miteinander verbunden sind. Die Verbindungstelle 20 kann dabei insbesondere in Form eines Kugelgelenks oder in Form einer Durchgangsbohrung ausgebildet sein, welche eine Schwenkachse 21 definiert. Die Schwenkachse 21 verläuft insbesondere parallel zur Drehachse 6 des Motors 3.Furthermore, at an axial end of the push tube 16 there is a connection point 20, which is connected to a vehicle body, the push pipe 16 and the connection point 20 being firmly connected to one another in the axial direction and/or the push pipe 16 and the connection point 20 being connected to one another in a rotationally fixed manner . The connection point 20 can in particular be designed in the form of a ball joint or in the form of a through hole which defines a pivot axis 21. The pivot axis 21 runs in particular parallel to the axis of rotation 6 of the motor 3.

Die Verbindungstelle 20 kann auch eine Drehmomentabstützung für das Schubrohr 16 bereitstellen, indem die Verbindungstelle 20 eine in axialer Richtung feste Verbindung und/oder eine drehfeste Verbindung zu der Fahrzeugkarosserie aufweist, wobei die Verbindungstelle 20 mit der Fahrzeugkarosserie vorzugsweise orthogonal zu der Schwenkachse 21 der Verbindungstelle 20 in axialer Richtung fest und/oder drehfest ausgebildet ist.The connection point 20 can also provide a torque support for the thrust tube 16 in that the connection point 20 has a fixed connection in the axial direction and/or a rotationally fixed connection to the vehicle body, the connection point 20 with the vehicle body preferably being orthogonal to the pivot axis 21 of the connection point 20 is designed to be fixed and/or rotationally fixed in the axial direction.

Der Spindeltrieb 4 ist innerhalb eines Rotorrohres 17 angeordnet und der Motor 3 treibt das Rotorrohr 17 über die Getriebestufen 11, 12 an, wobei das Rotorrohr 17 mit der Gewindespindel 14 drehfest (zum Beispiel über eine Verzahnung) an einem gemeinsamen Ende mittels eines Verbinders 18 gekoppelt ist und eine hohlzylindrische Geometrie aufweist.The spindle drive 4 is arranged within a rotor tube 17 and the motor 3 drives the rotor tube 17 via the gear stages 11, 12, the rotor tube 17 being coupled to the threaded spindle 14 in a rotationally fixed manner (for example via a toothing) at a common end by means of a connector 18 and has a hollow cylindrical geometry.

Auf der Außenseite des Rotorrohres 17 ist ein Zahnrad 19, hier ein Stirnrad mit einer Schrägverzahnung, drehfest angebracht. Alternativ hierzu kann das Zahnrad 19 einstückiger Teil des Rotorrohres 17 sein.On the outside of the rotor tube 17, a gear 19, here a spur gear with helical teeth, is mounted in a rotationally fixed manner. Alternatively, the gear 19 can be an integral part of the rotor tube 17.

Das Zahnrad 19 ist mit der zweiten Getriebestufe 12 verbunden und wird durch diese angetrieben.The gear 19 is connected to the second gear stage 12 and is driven by it.

Zusätzlich kann die Gewindespindel 14 eine umlaufende Nut 24 aufweisen, welche innerhalb des Verbinders 18 angeordnet ist. Dazu kann in dem Verbinder 18 ein Stift 25 angeordnet sein, welcher mit dem Verbinder 18 verbunden ist. Dadurch erfolgt eine zusätzliche Lagesicherung der Gewindespindel 14. Alternativ kann die Gewindespindel 14 eine Axialsicherung aufweisen.In addition, the threaded spindle 14 can have a circumferential groove 24, which is arranged within the connector 18. For this purpose, a pin 25 can be arranged in the connector 18, which is connected to the connector 18. This provides additional positional security for the threaded spindle 14. Alternatively, the threaded spindle 14 can have an axial lock.

Die Gewindespindel 14 und das Schubrohr 16 sind radial von dem Rotorrohr 17 umgeben, wobei das Schubrohr 16 aus dem Rotorrohr 17, an dem Verbinder 18 entgegengesetzten Ende, heraus gefahren werden kann und das Schubrohr 16 auch wieder in das Rotorrohr 17 hinein gefahren werden kann. Somit ist das Rotorrohr 17 auf einer Stirnseite durch den Verbinder 18, besonders bevorzugt wasserdicht, verschlossen und auf der gegenüberliegenden Stirnseite ist das Rotorrohr 17 stirnseitig offen. Hier ragt das Schubrohr 16 aus dem Rotorrohr 17 je nach Verfahrzustand mehr oder weniger weit hinaus.The threaded spindle 14 and the thrust tube 16 are surrounded radially by the rotor tube 17, whereby the thrust tube 16 can be moved out of the rotor tube 17, at the end opposite the connector 18, and the thrust tube 16 can also be moved back into the rotor tube 17. Thus, the rotor tube 17 is closed on one end face by the connector 18, particularly preferably watertight, and on the opposite end face the rotor tube 17 is open at the end face. Here the thrust tube 16 protrudes more or less far out of the rotor tube 17 depending on the travel status.

Um eine Drehmomentabstützung des Schubrohrs 16 zu gewährleisten, d. h., ein Verdrehen des Schubrohres 16 zu verhindern, kann das Schubrohr 16 eine ovale oder mehreckige Geometrie aufweisen und im Gehäuse 2 und/oder in dem Halter 5 kann eine der Geometrie des Schubrohrs 16 entsprechende Aussparung vorhanden sein.In order to ensure torque support of the thrust tube 16, i.e. i.e., to prevent twisting of the thrust tube 16, the thrust tube 16 can have an oval or polygonal geometry and in the housing 2 and/or in the holder 5 there can be a recess corresponding to the geometry of the thrust tube 16.

Weiterhin ist an dem Rotorrohr 17 eine Abtastscheibe 26 angeordnet, welche von einem Sensor 27, der innerhalb des Gehäuses 2 angeordnet ist, abgetastet wird. Die Abtastscheibe 26 kann sowohl magnetisch sein als auch eine optische Abtastscheibe 26 sein, wobei die Abtastscheibe 26 eine Codierung aufweist, welche von dem Sensor 27 abgetastet werden kann und dadurch ein Drehwinkel bestimmt werden kann. Der Sensor 27 kann den Drehwinkel absolut oder relativ bestimmen.Furthermore, a scanning disk 26 is arranged on the rotor tube 17, which is scanned by a sensor 27 which is arranged within the housing 2. The scanning disk 26 can be both magnetic and an optical scanning disk 26, the scanning disk 26 having a coding which can be scanned by the sensor 27 and thereby an angle of rotation can be determined. The sensor 27 can determine the angle of rotation absolutely or relatively.

Für die Lagerung des Rotorrohres 17 sind innerhalb des Gehäuses 2 zwei axial voneinander beanstandete Lagerstellen 39 vorgesehen (siehe 2).For the storage of the rotor tube 17, two axially spaced bearing points 39 are provided within the housing 2 (see 2 ).

Anstatt das Schubrohr 16 über eine nicht kreisrunde Öffnung im Gehäuse 2 an einer Drehung zu hindern, kann ein in seinem Inneren im Querschnitt nicht kreisrundes Führungsrohr 28 vorgesehen sein.Instead of preventing the thrust tube 16 from rotating via a non-circular opening in the housing 2, a guide tube 28 with a non-circular cross section in its interior can be provided.

Das Führungsrohr 28 ist zwischen dem Schubrohr 16 und dem Rotorrohr 17 und vorzugsweise gehäusefest angeordnet. Somit besteht der Spindeltrieb 4 in diesem Ausführungsbeispiel aus der Gewindespindel 14 mit der Mutter 15, dem Schubrohr 16 und dem Führungsrohr 28, wobei das Führungsrohr 28 als Drehmomentabstützung für das Schubrohr 16 dient. Dazu ist das Führungsrohr 28 mit dem Gehäuseteil (Gehäusedeckel) 29 verbunden, insbesondere drehfest verbunden.The guide tube 28 is arranged between the thrust tube 16 and the rotor tube 17 and is preferably fixed to the housing. Thus, in this exemplary embodiment, the spindle drive 4 consists of the threaded spindle 14 with the nut 15, the thrust tube 16 and the guide tube 28, with the guide tube 28 serving as a torque support for the thrust tube 16. For this purpose, the guide tube 28 is connected to the housing part (housing cover) 29, in particular connected in a rotationally fixed manner.

Das Gehäuseteil 29 verschließt dabei eine Öffnung im Gehäuse 2. Somit ist das Schubrohr 16 mit der Gewindespindel 14 über die Mutter 15 bzw. ein Innengewinde verbunden. Dadurch kann die Drehbewegung des Motors 3 in eine translatorische Bewegung des Schubrohres 16 umgewandelt werden. Um dies zu ermöglichen, wird das Drehmoment an dem Schubrohr 16 am Führungsrohr 28, welches drehfest mit dem Gehäuse 2 über das Gehäuseteil 29 (Gehäusedeckel) verbunden ist, abgestützt. Das Gehäuseteil 29 und das Führungsrohr 28 können dabei auch einteilig ausgebildet sein.The housing part 29 closes an opening in the housing 2. The thrust tube 16 is thus connected to the threaded spindle 14 via the nut 15 or an internal thread. This allows the rotational movement of the motor 3 to be converted into a translational movement of the push tube 16. To make this possible, the torque on the thrust tube 16 is supported on the guide tube 28, which is connected in a rotationally fixed manner to the housing 2 via the housing part 29 (housing cover). The housing part 29 and the guide tube 28 can also be designed in one piece.

Vorzugsweise ist die Mutter 15 aus Kunststoff gefertigt. Beispielsweise wird die Mutter 15 durch Einspritzen durch Öffnungen direkt am Schubrohr 16 gefertigt und eingepasst. Dadurch wird eine stabile und widerstandfähige Verbindung zwischen dem Schubrohr 16 und der Mutter 15 hergestellt.The nut 15 is preferably made of plastic. For example, the nut 15 is manufactured and fitted by injection through openings directly on the push tube 16. This creates a stable and durable connection between the push tube 16 and the nut 15.

Insbesondere besitzt die Mutter 15 in Längsrichtung jeweils zwei über eine Brücke verbundene Haltefortsätze, die in zwei in Längsrichtung hintereinander liegende Öffnungen im Schubrohr 16 eingreifen. Somit ist ein optimaler Halt gewährt.In particular, the nut 15 has two holding extensions connected via a bridge in the longitudinal direction, which engage in two openings in the push tube 16 which are located one behind the other in the longitudinal direction. This ensures optimal support.

Wie in 1 und in 3 gezeigt, ragt das Rotorrohr 17 in das Gehäuse 2 auf einer Seite hinein, und das Schubrohr 16 ragt aus dem Rotorrohr 17 und aus dem Gehäuse 2 auf der entgegengesetzten Seite des Gehäuses 2 heraus.As in 1 and in 3 shown, the rotor tube 17 protrudes into the housing 2 on one side, and the thrust tube 16 protrudes from the rotor tube 17 and from the housing 2 on the opposite side of the housing 2.

Dichtungen 41 zwischen dem Gehäuse 2 und dem Rotorrohr 17 sowie dem Gehäuse 2 und dem Schubrohr 16 dichten das Innere des Gehäuses 2 an den entsprechenden Öffnungen im Gehäuse 2 nach außen ab.Seals 41 between the housing 2 and the rotor tube 17 and the housing 2 and the thrust tube 16 seal the interior of the housing 2 from the outside at the corresponding openings in the housing 2.

Der Antrieb 1 ist dazu vorgesehen, einen Servoantrieb für die Fahrzeugtür zu bilden. Das bedeutet, die Fahrzeugtür wird vom Bediener in Öffnungsrichtung oder in Schließrichtung leicht gedrückt, was detektiert wird. Eine Steuerung 42 (siehe 4) steuert dann den Motor 3 an und dieser dreht in eine zugeordnete Drehrichtung, um die Fahrzeugtür zu öffnen bzw. zu schließen.The drive 1 is intended to form a servo drive for the vehicle door. This means that the vehicle door is pressed slightly by the operator in the opening or closing direction, which is detected. A control 42 (see 4 ) then controls the motor 3 and it rotates in an assigned direction of rotation to open or close the vehicle door.

Die Detektion dieser Kraft, die vom Bediener ausgeht, die jedoch auch dadurch aufgebracht werden kann, dass ein Hindernis bei der motorischen Bewegung der Tür im Wege steht, wird von einem oder mehreren Kraftsensoren 43 ermöglicht.The detection of this force, which comes from the operator, but which can also be applied by an obstacle standing in the way of the motor movement of the door, is made possible by one or more force sensors 43.

In 4 sind zwei axial versetzte Kraftsensoren 43 vorhanden, in Form von DMS-Sensoren.In 4 There are two axially offset force sensors 43, in the form of strain gauge sensors.

Diese Kraftsensoren 43 sind auf zugeordneten Sensorhaltern 44 angebracht, bei Dehnmessstreifen sind sie auf der Außenseite des entsprechenden Sensorhalters 44 aufgeklebt.These force sensors 43 are attached to assigned sensor holders 44; in the case of strain gauges, they are glued to the outside of the corresponding sensor holder 44.

Die Sensorhalter 44 sind aus Kunststoff und insbesondere als ringförmige Teile ausgebildet, die das Rotorrohr 17 umgeben. 4 zeigt, dass die Sensorhalter 44 auf axial entgegengesetzten Seiten des zwischen ihnen liegenden Zahnrades 19 liegen. Jeder Sensorhalter 44 hat einen im Längsschnitt gemäß 4 zur Mittelachse des Rotorrohres 17 ragenden Ring 45.The sensor holders 44 are made of plastic and are in particular designed as annular parts that surround the rotor tube 17. 4 shows that the sensor holders 44 lie on axially opposite sides of the gear 19 lying between them. Each sensor holder 44 has a longitudinal section 4 Ring 45 projecting towards the central axis of the rotor tube 17.

Das Zahnrad 19 sitzt in der dargestellten Ausführungsform auf einem im Durchmesser verringerten Endabschnitt des Rotorrohres 17 und ist mit diesem an einem Absatz 46 verbunden, beispielsweise durch Verschweißen, Verlöten, Verstemmen oder dergleichen. Alternativ hierzu ist nur der Absatz 46 vorhanden, der als Anschlag dient, und das Zahnrad 19 ist über eine Reibverbindung drehfest mit dem Rotorrohr 17 verbunden. Auch eine Verzahnung kann natürlich zur Koppelung vorgesehen sein.In the embodiment shown, the gear 19 sits on an end section of the rotor tube 17 with a reduced diameter and is connected to it at a shoulder 46, for example by welding, soldering, caulking or the like. Alternatively, only the shoulder 46 is present, which serves as a stop, and the gear 19 is connected to the rotor tube 17 in a rotationally fixed manner via a friction connection. Of course, toothing can also be provided for coupling.

Jeder Ring 45 ragt so weit radial nach innen, dass er seitlich des Zahnrades 19, im Bereich von dessen Zähnen, oder seitlich des Absatzes 46 liegt.Each ring 45 projects so far radially inwards that it lies on the side of the gear 19, in the area of its teeth, or on the side of the shoulder 46.

Von jedem Ring 45 ragen mehrere, insbesondere plattenförmige Stege 47 axial (gegebenenfalls auch axial schräg) ab, von denen einige nochmal mit einem bügelartigen Abschnitt 145 gekoppelt sein können.Several, in particular plate-shaped, webs 47 protrude axially (possibly also axially obliquely) from each ring 45, some of which can be coupled to a bow-like section 145.

Die Stege 47 oder die bügelartigen Abschnitte 145 liegen axial am Gehäuse 2 und am Gehäuseteil 29 an (siehe 4). Die Sensorhalter 44 sind dadurch auch in Richtung axial voneinander weg im Gehäuse 2 und dem Gehäuseteil 29 gegen Bewegung gehaltert, sodass sie sich nicht in entgegengesetzte axiale Richtungen bewegen können.The webs 47 or the bow-like sections 145 rest axially on the housing 2 and on the housing part 29 (see 4 ). The sensor holders 44 are thereby also held against movement in the direction axially away from one another in the housing 2 and the housing part 29, so that they cannot move in opposite axial directions.

Die Sensorhalter 44 sind darüber hinaus in entsprechenden Ausnehmungen oder Absätzen oder Taschen im Gehäuse 2 und im Gehäuseteil 29 aufgenommen und dort zentriert.The sensor holders 44 are also accommodated in corresponding recesses or shoulders or pockets in the housing 2 and in the housing part 29 and centered there.

Das Zahnrad 19, gegebenenfalls auch der Absatz 46, dienen somit als ein Teil innerhalb des Gehäuses 2, welches sensorisch mit den Kraftsensoren 43 gekoppelt bzw. koppelbar ist.The gear 19, possibly also the shoulder 46, thus serve as a part within the housing 2, which is or can be coupled or coupled in a sensory manner to the force sensors 43.

Bei einer geringen Axialbewegung wird entweder ein gewisses Spiel zum Ring 45 überwunden und anschließend wird der Sensorhalter 44 im Bereich der Stege 47 gebogen, was der Dehnmessstreifen detektiert. Alternativ ist kein Spiel zum Ring 45 vorhanden und bei der geringsten Axialbewegung auf den entsprechenden Sensorhalter 44 hin wird dieser im Bereich der Stege 47 gebogen, was ebenfalls vom Dehnmessstreifen detektiert wird.With a small axial movement, either a certain amount of play in the ring 45 is overcome and then the sensor holder 44 is bent in the area of the webs 47, which is detected by the strain gauge. Alternatively, there is no play in the ring 45 and with the slightest axial movement towards the corresponding sensor holder 44, it is bent in the area of the webs 47, which is also detected by the strain gauge.

Wird beispielsweise die Tür bezogen auf 4 vom Nutzer nach links gedrückt, was einem Bewegen in Schließrichtung entspricht, wird ein Druck auf das Rotorrohr 17 nach links ausgeübt, und das Zahnrad 19 bewegt sich minimal nach links gegen den Ring 45 des linken Sensorhalters 44. Damit wird dieser abschnittsweise gebogen, was eine Dehnung des Kraftsensors 43 zur Folge hat. Die Steuerung 42 kann ermitteln, welche Kraft aufgebracht wird. Ab Erreichen einer abgespeicherten Mindestkraft, die im Bereich von wenigen Newton bis 40 Newton liegt und die je nach gewünschtem Ansprechverhalten einstellbar ist, geht die Steuerung 42 von einem Schließwunsch des Bedieners aus und aktiviert den Motor in der entsprechenden Drehrichtung.For example, the door is referred to 4 pressed by the user to the left, which corresponds to moving in the closing direction, pressure is exerted on the rotor tube 17 to the left, and the gear 19 moves minimally to the left against the ring 45 of the left sensor holder 44. This is bent in sections, which is a Stretching of the force sensor 43 results. The controller 42 can determine what force is being applied. Once a stored minimum force is reached, which is in the range of a few Newtons to 40 Newtons and which can be adjusted depending on the desired response, the control 42 assumes that the operator wants to close and activates the motor in the corresponding direction of rotation.

Vorzugsweise sind die Kraftsensoren 43 in ihrer Endstellung, also in der komplett geöffneten oder geschlossenen Stellung der Tür, nicht bestromt. Wenn dann eine Entriegelung stattfindet (zum Schließen oder zum Öffnen) wird dieser Vorgang detektiert, und der Kraftsensor wird bestromt.The force sensors 43 are preferably not energized in their end position, i.e. in the completely opened or closed position of the door. If unlocking then takes place (for closing or opening), this process is detected and the force sensor is energized.

Wird während des Öffnung- oder Schließvorgang ein Hindernis von der Tür angefahren, wird die detektierte Kraft deutlich höher liegen als die für die Bedienung erforderliche Kraft. Die Steuerung 42 erkennt dies und steuert den Motor entsprechend an, sodass diese sich in Gegenrichtung dreht.If the door hits an obstacle during the opening or closing process, the force detected will be significantly higher than the force required for operation. The controller 42 recognizes this and controls the motor accordingly so that it rotates in the opposite direction.

Wird, erneut bezogen auf 4, die Tür dann nach rechts gedrückt, was einem Bewegen in Öffnungsrichtung entspricht, wird ein Zug auf das Rotorrohr 17 nach rechts ausgeübt, sodass das Zahnrad 19 oder, falls vorhanden, der Absatz 46 gegen den Ring 45 des rechten Sensorhalters 44 gedrückt, sodass dessen Stege 47 abschnittsweise gebogen werden und der entsprechende Kraftsensor 43 anspricht. Erneut wird dann über die Steuerung der Motor in die entsprechende Drehrichtung angesteuert, sodass die Tür selbständig auf fährt.Will, again referred to 4 , the door is then pushed to the right, which corresponds to moving in the opening direction, a pull is exerted on the rotor tube 17 to the right, so that the gear 19 or, if present, the shoulder 46 is pressed against the ring 45 of the right sensor holder 44, so that its Webs 47 are bent in sections and the corresponding force sensor 43 responds. The motor is then activated again via the control in the appropriate direction of rotation so that the door opens automatically.

Durch die Schrägverzahnung des Zahnrades 19 wird beim Antrieb bereits eine gewisse axiale Kraft erzeugt, die dann vom entsprechenden Kraftsensor 43 detektiert wird. Somit kann die Bewegung des Zahnrades 19 überprüft werden. Eine von außen ausgeübte Kraft muss dann unter Berücksichtigung der durch die Schrägverzahnung hervorgerufenen Axialkraft bestimmt werden.Due to the helical teeth of the gear 19, a certain axial force is generated during the drive, which is then detected by the corresponding force sensor 43. The movement of the gear 19 can thus be checked. An external force must then be determined taking into account the axial force caused by the helical gearing.

Im vorliegenden Fall ist es das Zahnrad 19 oder ein Teil des Rotorrohres 17, welches auf den Kraftsensor 43 einwirkt. Generell jedoch ist das entsprechende Teil, welches auf den oder einen der Kraftsensoren 43 einwirkt, ein Teil, welches durch den Motor 3 angetrieben ist und sich im Inneren des Gehäuses 2 befindet.In the present case, it is the gear 19 or part of the rotor tube 17 which acts on the force sensor 43. In general, however, the corresponding part which acts on the or one of the force sensors 43 is a part which through the motor 3 is driven and is located inside the housing 2.

Vorzugsweise ist dieses Teil auch Teil des Spindeltriebs 4.This part is preferably also part of the spindle drive 4.

In 5 sind der Aufbau des Antriebs im Bereich des Zahnrades 19 und die Sensorhalter 44 besser zu erkennen. Hier wird die ringförmige Gestalt der Sensorhalter 44 dargestellt. Zu sehen ist auch, dass die Kraftsensoren 43 auf in Axialrichtung verbreiterten Stegen 47 angeordnet sind und über Leitungen 72 zusammengeführt sind und mit der Steuerung 42 verbunden werden.In 5 The structure of the drive in the area of the gear 19 and the sensor holder 44 can be seen better. The annular shape of the sensor holder 44 is shown here. It can also be seen that the force sensors 43 are arranged on webs 47 that are widened in the axial direction and are brought together via lines 72 and are connected to the controller 42.

Die Steuerung 42 ist am Gehäuseteil 29 (5) oder an einem Fortsatz eines Sensorhalters 44 (9) befestigt und bildet mit diesem eine vormontierte Einheit, ebenso mit den beiden Sensorhaltern 44 und den Kraftsensoren 43.The control 42 is on the housing part 29 ( 5 ) or on an extension of a sensor holder 44 ( 9 ) is attached and forms a pre-assembled unit with it, as well as with the two sensor holders 44 and the force sensors 43.

Die Sensorhalter 44 haben, wie gesagt, nicht nur einen Ring 45, der in Axialrichtung relativ schmal ist, sondern ein oder mehrere axial davon abstehende Stege 47, die zum Beispiel plattenartig ausgebildet sind und auf denen die Kraftsensoren 43 angebracht sind. Zur Sicherung einer gleichmäßigen Einfederung und Biegung des Sensorhalters 44 sind vorzugsweise mehrere gleichmäßig am Umfang des Ringes 45 beabstandete Stege 47 vorhanden, wobei an mehreren Stegen 47 Kraftsensoren 43 angebracht sein können. Es hat sich jedoch herausgestellt, dass es ausreicht, pro Sensorhalter 44 nur einen Kraftsensor 43 vorzusehen.As mentioned, the sensor holders 44 not only have a ring 45, which is relatively narrow in the axial direction, but also one or more webs 47 projecting axially therefrom, which are, for example, plate-like and on which the force sensors 43 are attached. To ensure uniform deflection and bending of the sensor holder 44, there are preferably several webs 47 spaced evenly around the circumference of the ring 45, with force sensors 43 being able to be attached to several webs 47. However, it has been found that it is sufficient to provide only one force sensor 43 per sensor holder 44.

In 6 sind mehrere dieser Stege 47 dargestellt. Nicht auf allen, mindesten auf einem dieser Stege, ist ein Kraftsensor 43 vorhanden.In 6 several of these webs 47 are shown. A force sensor 43 is not present on all of these webs, at least on one of them.

6 zeigt eine mechanische Brücke 48, welche zwei Stege 47 und damit zwei Sensorhalter 44 miteinander mechanisch gekoppelt. Damit bilden beide Sensorhalter 44 eine vormontierte Einheit. Diese Einheit ist jedoch Teil einer größeren Einheit, die das Rotorrohr 17 mit umfasst, auf welchem die Sensorhalter 44 sitzen. Bei 6 sind die Abschnitte 145 nicht vorgesehen, um eine Variante hierzu zu zeigen. 6 shows a mechanical bridge 48, which mechanically couples two webs 47 and thus two sensor holders 44 to one another. Both sensor holders 44 thus form a pre-assembled unit. However, this unit is part of a larger unit that includes the rotor tube 17 on which the sensor holders 44 sit. At 6 Sections 145 are not provided to show a variant of this.

7 zeigt die Montage eines Teils des Antriebes. 7 shows the assembly of part of the drive.

Das Gehäuseteil 29 hat einstückig angeformte, axiale Fortsätze 50, welche entweder zwischen sich oder als solches axiale Führungen 51 (siehe 8) bilden, die in ihrer Form der der Stege 47 angepasst sind, um diese aufzunehmen und zu lagern. Darüber hinaus sind die Fortsätze 50 so ausgebildet, dass sie ein Drehlager 52, welches eine der Lagerstellen 39 bildet, aufnehmen.The housing part 29 has integrally formed axial extensions 50, which either between them or as such have axial guides 51 (see 8th ), whose shape is adapted to that of the webs 47 in order to accommodate and store them. In addition, the extensions 50 are designed so that they accommodate a pivot bearing 52, which forms one of the bearing points 39.

An dem Gehäuseteil 29 ist auch das Führungsrohr 28 angebracht oder Teil desselben.The guide tube 28 is also attached to the housing part 29 or is part of it.

Die in 7 dargestellte Einheit mit dem Rotorrohr 17 und den Sensorhaltern 44 und der Brücke 48 wird auf die Einheit mit dem Gehäuseteil 29, dem Drehlager 52 und dem Führungsrohr 28 axial aufgeschoben. Das Drehlager 52 sitzt dann auf einem Ausläufer des Rotorrohres 17 oder des Zahnrades 19, wie in 4 zu sehen ist.In the 7 The unit shown with the rotor tube 17 and the sensor holders 44 and the bridge 48 is pushed axially onto the unit with the housing part 29, the pivot bearing 52 and the guide tube 28. The pivot bearing 52 then sits on an extension of the rotor tube 17 or the gear 19, as in 4 you can see.

Das zweite Drehlager 52 ist dabei in das Gehäuse 2 in eine entsprechende Tasche eingesetzt und lagert das Rotorrohr 17 auf der anderen Seite des Zahnrades 19, wie in 4 zu sehen ist.The second pivot bearing 52 is inserted into a corresponding pocket in the housing 2 and supports the rotor tube 17 on the other side of the gear 19, as in 4 you can see.

Die Ausführungsform nach den 9-12 hat nur auf einer axialen Seite des Zahnrades 19 einen Kraftsensor 43 und einen entsprechenden Sensorhalter 44, nämlich in dem Bereich zwischen der Verzahnung des Zahnrades 19 und dem Gehäuseteil 29.The embodiment according to the 9-12 has a force sensor 43 and a corresponding sensor holder 44 only on one axial side of the gear 19, namely in the area between the teeth of the gear 19 and the housing part 29.

In 10 ist zu sehen, dass der Sensorhalter 44 einen seitlichen, plattenförmigen Fortsatz an ihrem Ring 45 hat, an dem die Steuerung 42 in Form einer Steuerplatine befestigt ist.In 10 It can be seen that the sensor holder 44 has a lateral, plate-shaped extension on its ring 45, to which the controller 42 is attached in the form of a control board.

Von dem Ring 45 stehen eine oder mehrere Stege 47, die axial schräg, hier bogenförmig nach innen verlaufen, ab, wo sie an einem bügelartigen Abschnitt 145 enden, der ein Kreissegment bildet. Am freien Ende dieses Abschnitts 145 sitzt ein Fortsatz 61, der in die axiale Führung 51 ragt, welche zwischen oder an Fortsätzen 50 vorgesehen ist.One or more webs 47, which extend axially obliquely, here in an arc shape, protrude from the ring 45, where they end at a bow-like section 145, which forms a segment of a circle. At the free end of this section 145 there is an extension 61 which projects into the axial guide 51, which is provided between or on extensions 50.

Durch diese axiale Führung 51 wird verhindert, dass der entsprechende Steg 47 bei axiale Belastung zusätzlich verdrillt wird oder seitlich gebogen wird. Die Biegung wird damit nur in radialer Richtung erfolgen, sodass der Dehnmessstreifen auf dem entsprechenden Steg 47 definiert gebogen und gedehnt wird.This axial guide 51 prevents the corresponding web 47 from being additionally twisted or bent laterally under axial load. The bending will therefore only take place in the radial direction, so that the strain gauge is bent and stretched in a defined manner on the corresponding web 47.

Bei dieser Variante bilden der Sensorhalter 44 und das Drehlager 52 eine Einheit, denn in Axialrichtung begrenzen die Abschnitte 145 die Bewegung des Drehlagers 52. Diese Einheit wird dann axial auf das Gehäuseteil 29 aufgesetzt.In this variant, the sensor holder 44 and the pivot bearing 52 form a unit, because the sections 145 limit the movement of the pivot bearing 52 in the axial direction. This unit is then placed axially on the housing part 29.

Anschließend wird, wie in 11 zu sehen ist, das Rotorrohr 17 mit dem darauf angebrachten Zahnrad 19 axial auf die zuvor ausgeführte Einheit aufgesteckt.Then, as in 11 can be seen, the rotor tube 17 with the gear 19 mounted thereon is axially attached to the previously executed unit.

Bei dieser Variante ist der Steg 47, der den Kraftsensor 43 trägt, immer gebogen, sodass er eine vorgespannte Ausgangslage hat.In this variant, the web 47, which carries the force sensor 43, is always bent so that it has a prestressed starting position.

Werden, bezogen auf 12, das Rotorrohr 17 und damit das Zahnrad 19 nach links axial bewegt, wird der Steg 47 noch weiter gebogen (siehe gestrichelte Linie 147) als in der Ausgangsposition. Wird hingegen das Rotorrohr 17 nach rechts bewegt, wandert das Zahnrad 19 ebenfalls minimal nach rechts, sodass der Steg 47 etwas weniger gebogen ist (siehe gestrichelte Linie 247)und die Spannung damit etwas nachlässt. Somit kann man mit dem Kraftsensor 43 feststellen, in welcher Richtung eine Kraft aufgebracht wurde.Be, related to 12 , the rotor tube 17 and thus the gear 19 to the left axially moved, the web 47 is bent even further (see dashed line 147) than in the starting position. However, if the rotor tube 17 is moved to the right, the gear 19 also moves slightly to the right, so that the web 47 is slightly less curved (see dashed line 247) and the tension therefore decreases slightly. The force sensor 43 can therefore be used to determine in which direction a force was applied.

Zu betonen ist, dass je nach Temperatur natürlich unterschiedliche Wärmedehnungen im gesamten System vorhanden sein können, wobei jede Temperatur einen anderen Verlauf der plastischen Deformation des Sensorhalters 44 zur Folge hat. Deshalb ist es notwendig, dass in zeitlichen Abständen eine Nullpunkt-Kalibrierung der Kraftsensoren 43 von der Steuerung 42 vorgenommen wird, und zwar zu einem Zeitpunkt, in dem keine Kraft von außen aufgebracht wird.It should be emphasized that, depending on the temperature, different thermal expansions can of course be present in the entire system, with each temperature resulting in a different course of the plastic deformation of the sensor holder 44. It is therefore necessary that a zero point calibration of the force sensors 43 is carried out by the controller 42 at time intervals, at a time when no external force is applied.

BezugszeichenlisteReference symbol list

11: Antriebdrive
22: GehäuseHousing
33: Motorengine
44: SpindeltriebSpindle drive
55: Halterholder
66: DrehachseAxis of rotation
77: DrehachseAxis of rotation
88th: erste Lagerstellefirst storage location
99: zweite Lagerstellesecond storage location
1010: SchwenkachsePivot axis
1111: erste Getriebestufefirst gear stage
1212: zweite Getriebestufesecond gear stage
1313: ÜberlastkupplungOverload clutch
1414: Gewindespindelthreaded spindle
1515: MutterMother
1616: SchubrohrThrust tube
1717: RotorrohrRotor tube
1818: VerbinderInterconnects
1919: Zahnradgear
2020: Verbindungstelleconnection point
2121: SchwenkachsePivot axis
2222: flexible Welleflexible shaft
2424: NutNut
2525: StiftPen
2626: Abtastscheibescanning disk
2727: Sensorsensor
2828: FührungsrohrGuide tube
2929: GehäuseteilHousing part
3939: LagerstellenStorage locations
4040: HysteresebremseHysteresis brake
4141: DichtungenSeals
4242: Steuerungsteering
4343: KraftsensorenForce sensors
4444: SensorhalterSensor holder
4545: Ringring
4646: AbsatzParagraph
4747: StegeBridges
4747: Stegweb
4848: BrückeBridge
5050: FortsätzeAppendages
5151: axiale Führungenaxial guides
5151: axiale Führungaxial guidance
5252: DrehlagerPivot bearing
6161: Fortsatzappendage
7272: Leitungencables
100100: Türdoor
145145: AbschnittSection
147147: Linieline
247247: Linieline

Claims

Drive for a door (100), in particular a vehicle door, with a motor (3), a housing (2), a gear arranged in the housing (2) which is driven by the motor (3), and a gear that can be moved linearly back and forth Output that is mechanically coupled to the transmission, characterized in that at least one force sensor (43) is positioned in the housing (2), which is sensorically coupled to at least one part within the housing (2) that acts on the force sensor (43), or can be coupled, which is driven by the motor (3), the at least one part and the at least one force sensor (43) being mounted in such a way that the at least one part is at least affected by a force applied to the housing (2) from the outside a force sensor (43) acts and this emits a signal.

Drive after Claim 1 , characterized in that the output is part of a spindle drive (4).

Drive after Claim 2 , characterized in that a threaded spindle (14) projects into a thrust tube (16) which is coupled in a rotationally fixed manner to the housing (2), the thrust tube (16) forming the output.

Drive according to one of the preceding claims, characterized in that a rotatable rotor tube (17) driven by the motor (3) is provided.

Drive according to the Claims 3 and 4 , characterized in that the threaded spindle (14) and the thrust tube (16) are arranged in the rotor tube (17) and the rotor tube (17) is connected to the threaded spindle (14) in a rotationally fixed manner.

Drive after one of the Claims 4 and 5 , characterized in that the rotor tube (17) is rotatably mounted in the housing (2).

Drive according to one of the preceding claims, characterized in that the part acting on the force sensor (43) is a section of the rotor tube (17) or a part applied to the rotor tube (17).

Drive according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one part acting on the at least one force sensor (43) is a gear (19) of the transmission.

Drive after Claim 8 , characterized in that the gear (19) has helical teeth.

Drive after Claim 9 , characterized in that the gear (19) is axially movable to the housing (2) and an axial movement of the gear (19) when the gear (19) is driven in rotation is detected by the force sensor (43) due to the helical teeth.

Drive after one of the Claims 8 - 10 and additionally after Claim 7 , characterized in that the gear (19) is an integral part of the rotor tube (17) or sits on the rotor tube (17) and is coupled to it in a rotationally fixed manner.

Drive according to one of the preceding claims, characterized in that at least two axially spaced force sensors (43) are provided, to which sensory opposite directions of movement are assigned.

Drive after Claim 12 and additionally after one of the Claims 7 - 11 , characterized in that a common part is provided which acts on both axially spaced force sensors (43).

Drive after Claim 13 and additionally after one of the Claims 8 - 11 , characterized in that the common part is the gear (19).

Drive according to one of the preceding claims, characterized in that at least one deformable sensor holder (44) is provided, on which at least one force sensor (43) sits, the sensor holder (44) being moved by moving the part acting on the at least one force sensor (43). is deformed and thus acts on the force sensor (43).

Drive after Claim 15 , characterized in that the sensor holder (44) has a web (47), in particular an axially or axially oblique web (47), on which the force sensor (43) sits.

Drive after Claim 16 , characterized in that an axial guide (51) is provided for the web (47).

Drive after one of the Claims 15 - 17 , characterized in that a pivot bearing (52) is provided which supports a rotor tube (17) driven by the motor (3), the pivot bearing (52) being held in the sensor holder (44) and forming a pre-assembled unit with it.

Drive after one of the Claims 12 - 14 and additionally after one of the Claims 15 - 18 , characterized in that two separate sensor holders (44) are provided for the at least two axially spaced force sensors (43), which are connected to one another via a bridge (48) to form a pre-assembled unit.

Drive after one of the Claims 15 - 19 , characterized in that at least one sensor holder (44) is attached to a housing part (29) and forms a pre-assembled unit with it, in particular a control board is attached to the sensor holder (44).

Drive according to one of the preceding claims, characterized in that the force sensor (43) is a strain gauge sensor.

Drive according to one of the preceding claims, with a control which is coupled to the at least one force sensor (43) and is programmed in such a way that it uses the at least one force sensor ( 43) and under investigation Development of a direction of force controls the motor (3) to rotate in a direction of rotation assigned to the determined direction of force.

Vehicle door unit with a vehicle door and a drive (1). Claim 22 for motorized or motor-assisted opening and/or closing of the vehicle door, the control being programmed in such a way that once a predetermined minimum force has been determined and a force direction has been determined, it controls the drive (1) so that it opens or closes the vehicle door.