DE10318674A1 - Operating unit for a component which is movable on base part against spring tension, comprises a coupling which has a drive clutch wheel rotatable about a rotation axis - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Betätigungseinrichtung für ein an einem Basisteil entgegen einer Federkraft bewegbar antreibbaren Bauteil, mit einem Antriebsmotor zum Antrieb des bewegbaren Bauteils, durch den während des Antriebs über eine Kupplung eine Seiltrommel entgegen einer Drehfederkraft drehbar antreibbar und auf die Seiltrommel ein Seil aufwickelbar ist, dessen eines Ende mit der Seiltrommel und dessen anderes Ende mit dem bewegbaren Bauteil verbunden ist.The Invention relates to an actuator for a a base part movable against a spring force Component, with a drive motor for driving the movable component, through the while of the drive over a clutch rotates a cable drum against a torsional spring force can be driven and a rope can be wound onto the rope drum, the one end with the cable drum and the other end with the movable Component is connected.
Bei einer derartigen Betätigungseinrichtung ist es bekannt durch eine elektromotorisch schaltbare Kupplung eine Antriebsverbindung von einem Antriebsmotor über eine Getriebestufe zu einer Seiltrommel herzustellen. Eine derartige elektromotorische schaltbare Kupplung ist aufwendig und teuer sowie defektanfällig.at such an actuator it is known by an electromotive switchable clutch Drive connection from a drive motor via a gear stage to one Manufacture rope drum. Such an electromotive switchable Coupling is complex and expensive and prone to defects.
Aufgabe der Erfindung ist es daher eine Betätigungseinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die einfach und kostengünstig aufgebaut ist und ein hohes Maß an Defektunauffälligkeit aufweist.task The invention is therefore an actuator of the beginning to create the type mentioned, which is simple and inexpensive is and a high level of Defektunauffälligkeit having.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Kupplung ein Antriebskupplungsrad aufweist, das um eine Drehachse drehbar gelagert und von dem Antriebsmotor in der einen Drehrichtung drehbar antreibbar ist, wobei das Antriebskupplungsrad durch einen Antrieb in diese eine Drehrichtung in ein Mitnehmerkupplungsrad der Seiltrommel dieses um die Drehachse drehend antreibend einkuppelbar ist.This The object of the invention solved, that the Coupling has a drive clutch wheel that is about an axis of rotation rotatably mounted and by the drive motor in one direction of rotation is rotatably drivable, the drive clutch wheel by a Drive in this one direction of rotation in a drive clutch wheel the cable drum can be coupled to drive this rotating about the axis of rotation is.
Durch diese Ausbildung ist kein besonderer Antrieb für die Kupplung erforderlich, da der Drehantrieb des Antriebskupplungsrades, durch den auch der Drehantrieb der Seiltrommel erfolgt, gleichzeitig eine selbsttätige Kupplungsverbindung des Antriebskupplungsrades zur Seiltrommel herstellt.By this training does not require a special drive for the clutch, because the rotary drive of the drive clutch wheel, through which the The cable drum is driven in rotation, and at the same time an automatic coupling connection of the drive clutch wheel to the rope drum.
In einfacher mechanischer Ausgestaltung mit hoher Funktionssicherheit kann das Antriebskupplungsrad aus einer von dem Mitnehmerkupplungsrad entkuppelten Entkupplungsstellung entgegen einer Federkraft axial in eine mit dem Mitnehmerkupplungsrad verbindende Einkupplungsstellung bewegbar antreibbar sein, wobei die das Antriebskupplungsrad beaufschlagende Federkraft dafür sorgt, daß die Kupplung immer geöffnet ist, wenn kein Antrieb des bewegbaren Bauteils erfolgt.In simple mechanical design with high functional reliability can the drive clutch wheel from one of the driver clutch wheel uncoupled decoupling position axially against a spring force in an engagement position connecting to the driver clutch wheel be movably drivable, the one acting on the drive clutch wheel Spring force for it ensures that the Clutch always open is when the movable component is not driven.
Dazu kann in einfacher und bauraumsparender Weise das Antriebskupplungsrad von einer Druckfeder, insbesondere von einer vorgespannten Schraubendruckfeder in Entkupplungsrichtung federbeaufschlagt sein.To can the drive clutch wheel in a simple and space-saving manner from a compression spring, in particular from a prestressed helical compression spring be spring loaded in the uncoupling direction.
Zu einem schlupffreien und auch höhere Kräfte übertragenden Antrieb ist die Kupplung vorzugsweise eine formschlüssige Kupplung, bei der insbesondere Antriebskupplungsrad und Mitnehmerkupplungsrad axial einander zugewandte Stirnverzahnungen aufweisen, die in der Einkupplungsstellung ineinander eingreifen.To a slip-free and also transferring higher forces The drive is preferably a positive coupling, in the particular drive clutch wheel and drive clutch wheel have axially facing spur gears in the Interengage clutch position.
Eine Ausbildung sehr einfachen Aufbaus und großer Funktionssicherheit wird dadurch erreicht, daß das Antriebskupplungsrad um einen bestimmten Drehwinkel frei drehbar und koaxial zu einem von dem Antriebsmotor in die eine Drehrichtung drehbar antreibbaren Antriebsrad angeordnet ist, wobei Antriebskupplungsrad und Antriebsrad über ein oder mehrere sich etwa konzentrisch zur Drehachse erstreckende Rampen aneinander abgestützt sind, die entgegen der einen Drehrichtung axial ansteigend ausgebildet sind.A Training very simple structure and great reliability achieved in that the Drive clutch wheel freely rotatable by a certain angle of rotation and coaxial to one of the drive motors in one direction of rotation rotatably drivable drive wheel is arranged, drive clutch wheel and drive wheel over one or more extending approximately concentrically to the axis of rotation Ramps supported against each other are formed axially increasing against the one direction of rotation are.
Dabei ergibt sich eine geringe Baugröße, wenn das Antriebsrad etwa topfartig ausgebildet ist und an seinem Bodenbereich die Rampen aufweist, an denen das axial in die Topföffnung des Antriebsrads ragende Antriebs kupplungsrad über jeder Rampe zugeordnete Abstützelemente axial abgestützt ist, wobei die Abstützelemente radial von dem Antriebskupplungsrad hervorstehende Abstützstifte sein können.there there is a small size if the drive wheel is approximately pot-shaped and on its bottom area has the ramps on which the axially into the pot opening of the Drive wheel protruding drive clutch wheel assigned above each ramp support elements axially supported is, the support elements support pins protruding radially from the drive clutch wheel could be.
Zur einfachen Begrenzung der Drehbewegung des Antriebskupplungsrades auf dem für den Kupplungsvorgang erforderlichen Drehwinkel kann das Antriebskupplungsrad durch Anschläge begrenzt um den bestimmten Drehwinkel frei drehbar zum Antriebsrad angeordnet sein.to simple limitation of the rotary movement of the drive clutch wheel on the for the drive clutch wheel through attacks limited freely rotatable to the drive wheel by the specified angle of rotation be arranged.
Sind die Anschläge am Antriebsrad radial in dessen Topföffnungen ragend in der Ebene der Abstützelemente angeordnet und die Abstützelemente bei Drehung des Antriebsrads in der einen Drehrichtung an den Anschlägen anschlagbar, so besitzen die Abstützelemente die Doppelfunktion zum Anheben des Antriebskupplungsrades und zu dessen Drehwinkelbgrenzung.are the attacks on the drive wheel projecting radially in its cup openings in the plane the support elements arranged and the support elements at Rotation of the drive wheel in one direction of rotation can be stopped at the stops, so have the support elements the double function for lifting the drive clutch wheel and its rotation angle limitation.
Das Antriebsrad ist vorzugsweise ein Antriebszahnrad und über ein Getriebe von dem Antriebsmotor insbesondere von einem Gleichstrommotor drehbar antreibbar.The Drive wheel is preferably a drive gear and over a Gearbox from the drive motor, in particular from a DC motor rotatably drivable.
Um eine Zerstörung der Bauteile der Betätigungseinrichtung zu vermeiden, wenn eine der Schließrichtung entgegenwirkend hohe Kraft auf die Betätigungseinrichtung einwirkt, kann zwischen dem Antriebskupplungsrad und dem Mitnehmerkupplungsrad eine Überlastschutzeinrichtung angeordnet sein, durch die bei Überschreitung einer bestimmten Verstellkraft zum Bewegen des bewegbaren Teils Antriebskupplungsrad und Mitnehmerkupplungsrad voneinander trennbar sind.In order to avoid destruction of the components of the actuating device when a force acting counter to the closing direction acts on the actuating device, there can be between the drive clutch wheel and the driving clutch tion wheel an overload protection device can be arranged, by which when a certain adjusting force is exceeded to move the movable part, the drive clutch wheel and the drive clutch wheel can be separated from one another.
Dazu kann in einfacher Weise das Mitnehmerkupplungsrad axial von einer Federkraft gegen eine oder mehrere drehfest mit der Seiltrommel verbundene, konzentrisch zur Drehachse sich erstreckende Rampen beaufschlagen und durch Verdrehung in die eine Drehrichtung bei unverdrehbarer Seiltrommel in Einkupplungsrichtung bewegbar sein. Die bestimmte Verstellkraft ergibt sich dabei durch die Federkraft. Bei einer Drehblockierung der Seiltrommel wird durch den Drehantrieb des Antriebskupplungsrades auch das Mitnehmerrad gedreht. Da aber die Seiltrommel blockiert ist, wird das Mitnehmerrad auf den Rampen gleitend entgegen der Federkraft außer Eingriff von dem Antriebskupplungsrad gehoben.To can in a simple manner, the drive clutch wheel axially from one Spring force against one or more rotatably with the rope drum connected ramps extending concentrically to the axis of rotation apply and by twisting in one direction non-rotatable cable drum can be moved in the direction of engagement. The certain adjusting force results from the spring force. If the rope drum is blocked by the rotary drive of the drive clutch wheel also rotated the drive wheel. Here but the rope drum is blocked, the drive wheel on the ramps slidingly against the spring force out of engagement with the drive clutch wheel lifted.
In einfacher Ausbildung kann dabei das Mitnehmerkupplungsrad auf einem drehfest mit der Seiltrommel verbundenen Zapfen frei drehbar und axial verschiebbar gelagert sein sowie von einer Druckfeder in Kupplungsschließrichtung axial gegen die an einem drehfest mit der Seiltrommel verbundenen Flansch angeordneten Rampen beaufschlagt sein.In the driver clutch wheel on a simple training pivotally connected to the cable drum freely rotatable and be axially displaceable and by a compression spring in the coupling closing direction axially against the flange connected to the cable drum in a rotationally fixed manner arranged ramps may be applied.
Weist das Mitnehmerkupplungsrad ein oder mehrere die Rampen bildende konzentrisch zu Drehachse angeordnete, axial zum Flansch gerichtete trapezartig sich verjüngende Ansätze auf und ist der Flansch mit den Ansätzen entsprechenden und in gleicher Weise konzentrisch zur Drehachse angeordneten trapezartige Ausnehmungen ausgebildet, so wird bei in die Ausnehmungen eingerasteten Ansätzen gleichzeitig eine bestimmte Zuordnung des Mitnehmerkupplungsrades zur Seiltrommel sichergestellt. Liegt keine die Seiltrommel blockierende Kraft vor, so bilden die in die Ausnehmungen eingerasteten Ansätze eine formschlüssige Drehverbindung zwischen Mitnehmerkupplungsrad und Antriebskupplungsrad.has the clutch wheel one or more concentrically forming the ramps Trapezoidal to the axis of rotation, axially directed to the flange tapering approaches on and is the flange with the approaches corresponding and in the same Trapezoidal recesses arranged concentrically to the axis of rotation is formed, so when approaches are snapped into the recesses at the same time a specific assignment of the driver clutch wheel to the cable drum ensured. If there is no force blocking the cable drum, the lugs snapped into the recesses form one positive Slewing ring between drive clutch wheel and drive clutch wheel.
In bauraumsparender Weise kann die Druckfeder eine Tellerfeder oder ein Tellerfederpaket sein.In space-saving manner, the compression spring can be a disc spring or a plate spring package.
Ist das bewegbar antreibbare Bauteil von größerer Dimension, ist es von Vorteil, wenn auf die Seiltrommel zwei Seile aufwickelbar sind, deren jeweils eines Ende mit der Seiltrommel und deren jeweils anderes Ende mit dem bewegbaren Bauteil verbunden ist.is the movably drivable component of larger dimensions, it is from Advantage if two ropes can be wound on the rope drum one end with the rope drum and the other End is connected to the movable member.
Um dabei eine gleiche Kraftbeaufschlagung an beiden Seiten auch dann sicher zu stellen, wenn es im Laufe der Zeit zu unterschiedlichen Längun gen der Seile kommt, können die Enden der beiden Seile über eine Seillängenausgleichseinrichtung mit der Seiltrommel verbunden sein.Around even then apply the same force on both sides make sure if there are different over time Elongations of the Ropes comes, can the ends of the two ropes over a rope length compensation device be connected to the cable drum.
Zu einem einfachen Aufbau führt es dabei, wenn die Seillängenausgleichseinrichtung zwei etwa radial zur Drehachse sich erstreckende Ausgleichsglieder aufweist, die als jeweils um zur Drehachse parallele Schwenkachsen frei schwenkbare zweiarmige Hebel ausgebildet sind und an deren radial äußeren Enden jeweils ein Ende eines Seils befestigt und deren radial innere Enden um einen bestimmten Schwenkwinkel frei zueinander schwenkbar miteinander verbunden sind.To leads to a simple structure it when the rope length compensation device two compensating members extending approximately radially to the axis of rotation has as the pivot axes parallel to the axis of rotation freely pivotable two-armed levers are formed and on their radially outer ends one end of each rope is attached and its radially inner ends freely pivotable with each other by a certain swivel angle are connected.
Dazu kann das radial innere Ende des einen Ausgleichsglieds klauenartig ausgebildet sein und das zapfenartig ausgebildete radial innere Ende des anderen Ausgleichsglieds eine relativ freie Schwenkbarkeit der beiden Ausgleichsglieder um einen bestimmten Schwenkwinkel erlaubend umgreifen.To can the radially inner end of a compensating member claw-like be formed and the cone-shaped radially inner End of the other compensating member a relatively free pivotability of the two compensating members allowing a certain swivel angle embrace.
Vorzugsweise erstrecken sich die Ausgleichsglieder etwa diametral zur Drehachse.Preferably the compensating members extend approximately diametrically to the axis of rotation.
Um zu vermeiden, daß ein sich im Bewegungsweg des bewegbaren Bauteils befindliches Hindernis eingeklemmt und beschädigt wird, kann durch eine Hinderniserkennung ein eine Schließbewegung des bewegbaren Bauteils behindernder Widerstand erfaßbar und ein entsprechendes Widerstandssignal einer Elektronik zuführbar sein, durch die der Antrieb des Antriebsmotors in der einen Drehrichtung anhaltbar ist.Around to avoid a obstacle in the path of movement of the movable component pinched and damaged is a closing movement by an obstacle detection of the movable component obstructing resistance detectable and a corresponding resistance signal can be supplied to electronics, through which the drive of the drive motor in one direction of rotation is sustainable.
Ein solches Hindernis können Körperteile einer Person, insbesondere eines Kindes sein.On such an obstacle Body Parts a person, especially a child.
Um ein derartiges eingeklemmtes Hindernis sofort wieder freigeben zu können, kann durch die Elektronik bei Erhalt eines Widerstandssignals der Antriebsmotor um einen bestimmten Drehwinkel entgegen der einen Drehrichtung drehend umschaltbar sein.Around to immediately release such a jammed obstacle can, can by the electronics when receiving a resistance signal of the drive motor rotating by a certain angle of rotation against the one direction of rotation be switchable.
Dadurch kann sich die Kupplung lösen und das bewegbare Bauteil durch die es beaufschlagende Federkraft in entgegengesetzte Richtung bewegt werden.Thereby the clutch can come loose and the movable component by the spring force acting on it be moved in the opposite direction.
Dazu kann die Hinderniserkennung einen die jeweilige Drehposition der Seiltrommel erfassenden Drehpositionssensor, insbesondere ein Potentiometer aufweisen, durch den ein entsprechendes Drehpositionssignal erzeugbar und der Elektronik zuführbar sowie in der Elektronik die zum Erreichen der jeweiligen Drehposition tatsächlich benötigte Laufzeit mit einer bestimmten vorgegebenen Laufzeit zum Erreichen der jeweiligen Drehposition vergleichbar ist, wobei bei Überschreitung der vorgegebenen Laufzeit durch die tatsächliche Laufzeit ein Widerstandssignal erzeugbar ist.For this purpose, the obstacle detection can have a rotational position sensor, in particular a potentiometer, which detects the respective rotational position of the cable drum, by means of which a corresponding rotational position signal can be generated and fed to the electronics, and in the electronics the running time actually required to reach the respective rotating position with a specific predetermined running time to reach the respective one Rotational position is comparable, with a resistance signal when the specified transit time is exceeded by the actual transit time can be generated.
Erfolgt eine Bewegung des bewegbaren Bauteils nicht durch den Antriebsmotor sondern durch manuelle Kraftbeaufschlagung, ist es von Vorteil, wenn die Seiltrommel entgegen der Drehfederkraft einer Torsionsfeder von dem Antriebsmotor drehbar antreibbar und so das Seil auf die Seiltrommel aufwickelbar ist.He follows a movement of the movable component not by the drive motor but by manual application of force, it is advantageous if the cable drum counteracts the torsional spring force of a torsion spring rotatably driven by the drive motor and so the rope on the Rope drum can be wound up.
Dazu kann in bauraumsparender Ausbildung die Torsionsfeder eine Schenkelfeder sein, die mit ihrem einen Ende ortsfest und mit ihrem anderen Ende in einem radialen Abstand zur Drehachse an der Seiltrommel angeordnet ist.To the torsion spring can be a leg spring in a space-saving design be stationary with one end and in with their other end a radial distance from the axis of rotation on the cable drum is.
Eine Führung des Seils oder der Seile kann dadurch erreicht werden, daß das Seil oder die Seile die in der Hülle oder den Hüllen eines Bowdenzugs oder von Bowdenzügen verschiebbare Seele ist oder Seelen sind.A guide of the rope or the ropes can be achieved in that the rope or the ropes in the sheath or the covers a Bowden cable or a Bowden cable movable soul or are souls.
Besonders vorteilhaft anwendbar ist die Betätigungseinrichtung, wenn das Basisteil ein feststehendes Karosserieteil und das bewegbar antreibbare Bauteil eine bewegbare Klappe oder eine verschiebbare Tür eines Kraftfahrzeugs ist.Especially the actuator is advantageously applicable if that The base part is a fixed body part and the movably drivable component is a movable flap or a sliding door of a motor vehicle.
Bauraumsparend ist es dabei, wenn Antriebsmotor, Kupplung und Seiltrommel eine Baueinheit bilden, die z.B. unter der Hutablage in einem Kraftfahrzeug eingebaut sein kann..space-saving it is when the drive motor, clutch and cable drum are one Form a unit that e.g. under the hat shelf in a motor vehicle can be built in ..
Eine weitere bauraumsparende Integration kann dadurch erreicht werden, daß die Baueinheit die Überlastschutzeinrichtung und/oder die Seillängenausgleichseinrichtung und/oder die Hinderniserkennung aufweist.A further space-saving integration can be achieved that the Unit the overload protection device and / or the rope length compensation device and / or the obstacle detection.
Die Federkraft, entgegen der das bewegbare Bauteil von dem Antriebsmotor bewegbar antreibbar ist, kann die Federkraft einer Gasfeder oder einer Schraubendruckfeder sein.The Spring force against which the movable component of the drive motor Is movably driven, the spring force of a gas spring or a helical compression spring.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigenOn embodiment The invention is illustrated in the drawing and is described below described in more detail. Show it
Die dargestellte Betätigungseinrichtung dient zum Schließen einer durch z. B. eine Gasfeder oder eine Schraubenfeder öffenbaren Heckklappe eines Kraftfahrzeugs.The Actuator shown serves to close one by z. B. a gas spring or a coil spring openable Tailgate of a motor vehicle.
Von
einem Motorritzel
Das
Antriebszahnrad
An
den Übergängen von
einer zur anderen Rampe
In
die Topföffnung
Auf
radial in das Innere des Antriebskupplungsrads
Durch
die Anschläge
In
die Lagerhülse
Der
Lagerflansch
Durch
ein Tellerfederpaket
Das
Tellerfederpaket
Die
Seiltrommel
An
den äußeren Enden
Das
radial innere Ende
Durch
einen Drehantrieb der Seiltrommel
Mit
dem unteren Ende des Zapfens
Die Betätigungseinrichtung funktioniert wie folgt.The actuator works like follows.
Durch
Einschalten des Gleichstrommotors
Sobald
die Abstützstifte
Wenn
eine der Schließrichtung
entgegenwirkende hohe Kraft auf das System einwirkt, tritt ein Überlastschutz
in Kraft, bevor eine Zerstörung
der Bauteile auftreten kann. Hierbei muß die Seiltrommel
Die
Heckklappe kann auch manuell geschlossen werden. Bei einem solchen
manuellen Schließvorgang
besteht zwischen der Seiltrommel
- 11
- GleichstrommotorDC motor
- 22
- Motorritzelpinion
- 33
- Zwischenradidler
- 44
- Antriebszahnraddrive gear
- 55
- Drehachseaxis of rotation
- 66
- erste Drehrichtungfirst direction of rotation
- 77
- GehäuseunterteilHousing bottom
- 88th
- Topföffnungcup opening
- 99
- Rampenramps
- 1010
- Anschlägeattacks
- 1111
- Lagerhülsebearing sleeve
- 1212
- Antriebskupplungsraddrive gear wheel
- 1313
- Abstützstiftesupporting pins
- 1414
- Abstützzapfensupport pin
- 1515
- Gleitringsliding ring
- 1616
- SchraubendruckfederHelical compression spring
- 1717
- GehäuseoberteilHousing top
- 1818
- Zapfenspigot
- 1919
- LagerflanschLagerflansch
- 2020
- Lagerringbearing ring
- 2121
- MitnehmerkupplungsradMitnehmerkupplungsrad
- 2222
- Stirnverzahnungspur gearing
- 2323
- Stirnverzahnungspur gearing
- 2424
- TellerfederpaketBelleville spring assembly
- 2525
- Ansätzeapproaches
- 2626
- Ausnehmungenrecesses
- 2727
- Seiltrommelcable drum
- 2828
- Zentrierschraubecentering
- 2929
- Torsionsfedertorsion spring
- 3030
- Aufwickelelementewinding members
- 3131
- LückenGaps
- 3232
- äußere Endenouter ends
- 3333
- Ausgleichsgliedbalancing member
- 3434
- Ausgleichsgliedbalancing member
- 3535
- SeillängenausgleichseinrichtungCable length compensation device
- 3636
- Schwenkachseswivel axis
- 3737
- Schwenkachseswivel axis
- 3838
- Seelensouls
- 3939
- Bowdenzügecables
- 4040
- Hüllenwrap
- 4141
- klauenartiges Endeclaw-like The End
- 4242
- zapfenartiges Endepin-like The End
- 4343
- Ritzelpinion
- 4444
- Sensorradsensor wheel
- 4545
- DrehpositionssensorRotary position sensor
- 4646
- Elektronikelectronics
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