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Die
Erfindung bezieht sich auf einen Stellantrieb sowie auf eine Verwendung
des Stellantriebs. Stellantriebe sind bekannt. In der
DE 195 35 437 A1 wird ein
elektromotorischer Stellantrieb für Kraftfahrzeuge, insbesondere
für Zentralverriegelungen,
mit einem Gehäuse,
mit einem Elektromotor, der eine Welle mit Gewinde treibt, beschrieben.
Dieser Stellantrieb zeichnet sich dadurch aus, dass die Länge eines
Gegengewindes einer Schubstange mindestens gleich dem Hub der Schubstange
gegenüber
dem Gehäuse
ist. Ferner ist die Länge
des Gewindes einer Welle kleiner als die Länge des Gegengewindes der Schubstange.
Bei anderen Stellantrieben sind zweiteilige Gehäuse vorgesehen, innerhalb derer
ein mit Innengewinde versehener Stößel drehbar angeordnet ist.
Dieser Stößel wird
im zweiteiligen Gehäuse
durch einen kreisförmig
verlaufenden Bund geführt,
dessen eine Hälfte
Teil des ersten Gehäuseteils und
dessen andere Hälfte
Teil des zweiten Gehäuseteils
ist. Um diesen Bund herum ist zum Schutz vor Verschmutzung ein Faltenbalg
angeordnet. Im Bereich der Kanten des Bundes, in dem das erste Gehäuseteil
am zweiten Gehäuseteil
anliegt kommt es dabei in der Regel zu Problemen hinsichtlich der Dichtigkeit,
so dass trotz der Anordnung des Faltenbalgs Verschmutzungen in das
Innere des Stellantriebs gelangen können.
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Der
Erfindung liegt nunmehr die Aufgabe zugrunde, einen Stellantrieb
zu schaffen, der eine relativ hohe Dichtigkeit in seinem Inneren
gegenüber
der äußeren Umgebung
aufweist. Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, eine
Verwendung des Stellantriebs zu schaffen.
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Die
der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch einen Stellantrieb
gelöst,
bei dem in einem ersten Gehäuseteil
eine Spindel mit einem, an ihrer einen Seite angeordneten Antriebsrad
drehbar gelagert ist, bei dem das Antriebsrad mit dem Ritzel des
Elektromotors, dessen Längsachse
parallel zur Längsachse
der Spindel verläuft,
im Eingriff steht, bei dem die Spindel in einen, mit zur Spindel
komplementärem
Innengewinde versehenen Stößel eingreift,
der an seinem, dem Antriebsrad zugewandten Ende außen zwei
gegenüberliegende
Vorsprünge aufweist
und durch das erste Gehäuseteil
durch eine Bohrung führbar
gelagert ist, die zwei gegenüberliegende
Aussparungen aufweist, die komplementär zu den zwei gegenüberliegenden
Vorsprüngen
ausgebildet sind und bei der die Bohrung an der Außenseite
des ersten Gehäuseteils
durch einen, zum ersten Gehäuseteil
gehörenden,
kreisförmigen
Bund verläuft,
an dem ein Faltenbalg angeordnet ist und bei dem die Bohrung vollständig unterhalb
der Kante des ersten Gehäuseteils
angeordnet ist, die an einem zweiten Gehäuseteil anliegt. Das erste
Gehäuseteil ist
im Wesentlichen kastenförmig
ausgebildet. Als Spindel kommen beispielsweise Gewindespindeln oder
Zylinderschnecken zum Einsatz. Die Spindel und das angeordnete Antriebsrad
weisen beide dieselbe Längsachse
auf. Das Antriebsrad ist dabei in vorteilhafter Weise als Zahnrad
ausgebildet. Die zwei gegenüberliegenden
Vorsprünge
sind kantig und gleichartig ausgebildet und haben im Betrieb des Stellantriebs
eine Anschlagwirkung bei ausgefahrenem Stößel. Die zwei gegenüberliegenden
Aussparungen sind zu den zwei gegenüberliegenden Vorsprüngen komplementär ausgebildet.
Das bedeutet, dass die zwei gegenüberliegenden Vorsprünge durch die
zwei gegenüberliegenden
Aussparungen hindurchgeführt
werden können.
Der zum ersten Gehäuseteil
gehörende
kreisförmige
Bund läuft
nicht unterbrochen, sondern ist durchgängig ausgebildet. Unter der
Kante des ersten Gehäuseteils
ist die Verbindungslinie zwischen dem ersten Gehäuseteil und dem zweiten Gehäuseteil
zu verstehen. Das zweite Gehäuseteil
hat dabei beispielsweise die Form eines Flachdeckels. Die Trennung
zwischen dem ersten Gehäuseteil
und dem zweiten Gehäuseteil
verläuft somit
nicht durch den kreisförmigen
Bund. Es hat sich in überraschender
Weise gezeigt, dass sich durch die Anordnung des Faltenbalgs am
nicht unterbrochenen kreisförmigen
Bund die Dichtigkeit im Inneren des Stellantriebs merklich erhöhen lässt. Somit ist
weitgehend gewährleistet,
dass Verschmutzungen von außen
nicht über
den Bund in das Innere des Stellantriebs gelangen können. Dabei
ist vorteilhaft, dass der Stellantrieb in besonders vorteilhafter
Weise auch dann betriebssicher eingesetzt werden kann, wenn die äußere Umgebung
größere Mengen
an Verschmutzungen wie Staubpartikel oder Ölpartikel aufweist.
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Nach
einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass
am Ende der Spindel, das dem Stößel abgewandt
ist, ein Federelement angeordnet ist. Als Federelement kommt dabei
beispielsweise eine Spiralfeder mit den entsprechenden Anschlägen zum
Einsatz. Das Federelement steht mit der Spindel im Eingriff. Dabei
ist vorteilhaft, dass das Federelement beispielsweise beim Einfahren des
Stößels in
das Innere des Stellantriebs gespannt wird. Das Ausfahren des Stößels kann
dann, beispielsweise bei Ausfall des Elektromotors, nachdem das
Federelement gespannt ist, allein durch die Kraft des Federelements
erreicht werden, was in vielen Fällen
gewünscht
ist. Dies gilt selbstverständlich auch
in Hinblick auf eine möglicherweise
gewünschte reversiblen
Bewegung des Stößels.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind zwischen den
Vorsprüngen
und dem der Spindel abgewandten Ende des Stößels auf der Außenseite
des Stößels zwei
gegenüberliegende,
im Winkel von 30° bis
90° zu den
Vorsprüngen
im Abstand zu diesen laufende weitere Vorsprünge angeordnet, die ebenfalls
zu den Aussparungen komplementär
ausgebildet sind und diese im Betrieb über die gesamte lineare, reversible
Bewegung des Stößels bündig verschließen. Dies
erfolgt in der Weise, dass die Aussparungen über die gesamte reversible
Bewegung des Stößels verschlossen
sind. Dadurch wird in vorteilhafter Weise die Dichtigkeit noch stärker verbessert.
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Nach
einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen,
dass am der Spindel abgewandten Ende des Stößels ein weiterer Bund für den Faltenbalg
angeordnet ist. Dieser weitere Bund ist in der Regel ebenfalls kreisförmig ausgebildet
und kann ferner die Funktion eines Anschlages übernehmen. Auf diese Weise
kann der Stellantrieb relativ kompakt ausgebildet werden, wobei gleichzeitig
die Anordnung des Faltenbalgs optimiert wird.
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Gegenstand
ist schließlich
die Verwendung des Stellantriebs als Vorrichtung zur Betätigung einer Zentralverriegelung
eines Kraftfahrzeuges. Bei Zentralverriegelungen von Kraftfahrzeugen
ist in der Regel ein Schutzgrad gegen Eindringen fester Fremdkörper von
IP6K7 nach DIN 40050 erwünscht.
Dieser Schutzgrad lässt
sich in besonders vorteilhafter Weise mit dem erfindungsgemäßen Stellantrieb
erreichen.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung (1 bis 6)
näher und
beispielhaft erläutert.
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1 zeigt den Stellantrieb
ohne Faltenbalg in Form einer Explosionszeichnung.
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2 zeigt den Stellantrieb
ohne Faltenbalg mit eingebauter Spindel.
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3 zeigt den Stellantrieb
mit Faltenbalg und eingebauter Spindel.
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4 zeigt den Stellantrieb
in der Draufsicht gemäß 3 ohne das zweite Gehäuseteil
mit ausgefahrenem Stößel.
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5 zeigt den Stellantrieb
gemäß 4 mit eingefahrenem Stößel.
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6 zeigt einen Stellantrieb
nach dem Stand der Technik.
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In 1 ist der Stellantrieb ohne
Faltenbalg in Form einer Explosionszeichnung dargestellt. Der Stellantrieb
weist ein erstes Gehäuseteil 1 auf,
in dem eine Spindel 3 mit einem, an ihrer einen Seite angeordneten
Antriebsrad 3a drehbar gelagert ist. Das Antriebsrad 3a steht
mit dem Ritzel 4a eines Elektromotors 4, dessen
Längsachse
parallel zur Längsachse
zur Spindel 3 verläuft,
im Eingriff. Die Spindel 3 ist als Gewindespindel mit einem
Außengewinde
ausgebildet und greift in einen, mit zur Spindel 3 komplementären Innengewinde
versehenen Stößel 5 ein.
Der Stößel 5 weist
an seinem, dem Antriebsrad 3a zugewandten Ende außen zwei
gegenüberliegende
Vorsprünge 5a auf
und ist durch das erste Gehäuseteil 1 durch
eine Bohrung 7 führbar
gelagert. Die Bohrung 7 weist zwei gegenüberliegende
Aussparungen 7a auf, die komplementär zu den zwei gegenüberliegenden
Vorsprüngen 5a ausgebildet
sind. Die Bohrung 7 verläuft an der Außenseite
des ersten Gehäuseteils 1 durch
einen, zum ersten Gehäuseteil 1 gehörenden kreisförmigen Bund 6,
an dem ein Faltenbalg (nicht dargestellt) angeordnet ist. Die Bohrung 7 verläuft dabei
vollständig
unterhalb der Kante 8 des ersten Gehäuseteils 1, die an
dem zweiten Gehäuseteil 2 anliegt.
Am Ende der Spindel 3, das dem Stößel 5 abgewandt ist,
ist ein Federelement 9 angeordnet, das mit der Spindel 3 fest
im Eingriff steht. Zwischen den Vorsprüngen 5a und dem der
Spindel 3 abgewandten Ende des Stößels 5 sind auf der
Außenseite
des Stößels 5 zwei
gegenüberliegende,
im Winkel von 90° zu
den Vorsprüngen 5a im
Abstand zu diesen verlaufende weitere Vorsprünge 5b angeordnet,
die ebenfalls zu den Aussparungen 7a komplementär ausgebildet
sind und diese im Betrieb über die
gesamte lineare, reversible Bewegung des Stößels 5 bündig verschließen. An
dem der Spindel 3 abgewandten Ende des Stößels 5 ist
ein weiterer Bund 12 für
den Faltenbalg (nicht dargestellt) angeordnet. Die Montage des Stellantriebs
erfolgt dabei in der folgenden Reihenfolge. Zunächst wird die Spindel 3 mit dem
Antriebsrad 3a im ersten Gehäuseteil 1 angeordnet.
Danach wird der Stößel 5 mit
seinen zwei gegenüberliegenden
Vorsprüngen 5a durch
die Bohrung 7 und den zwei gegenüberliegenden Aussparungen 7a in
das erste Gehäuseteil
eingeführt
und auf die Spindel 3 geschoben. Sobald die gegenüberliegende
Vorsprünge 5a die
zwei gegenüberliegenden
Aussparungen 7a vollständig
durchlaufen haben, wird der Stößel 5 um
90° gedreht,
so dass die weiteren Vorsprünge 5b durch
die gegenüberliegenden
Aussparungen 7a der Bohrung 7 geführt werden können. Über die
gesamte lineare, reversible Bewegung des Stößels 5 wird so ein
bündiges
Verschließen
der Aussparungen 7a erzielt. Nachdem der Stößel 5 in
das erste Gehäuseteil 1 eingeführt ist,
wird der Elektromotor 4 in Pfeilrichtung in das erste Gehäuseteil 1 eingesetzt.
Danach erfolgt das Einsetzen der Motorkontakte (nicht dargestellt),
so dass der Elektromotor 4 über den Anschluss 10 mit
elektrischem Strom beaufschlagt werden kann. Abschließend wird
das zweite Gehäuseteil 2 mit
dem ersten Gehäuseteil 1 verbunden.
Sofern die Anordnung des Federelements 9 vorgesehen ist,
wird dieses unter Vorspannung in das erste Gehäuseteil 1 eingesetzt und
anschließend
die Spindel 3 mit dem Antriebsrad 3a angeordnet.
Die Anordnung des Faltenbalgs (nicht dargestellt) erfolgt durch Überstülpen über den kreisförmigen Bund 6 und über den
weiteren Bund 12.
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In 2 ist der Stellantrieb ohne
Faltenbalg dreidimensional dargestellt, wobei die Spindel 3 mit dem
Antriebrad 3a bereits eingebaut ist. Das Antriebsrad 3a greift
direkt in das Ritzel 4a des Elektromotors 4, dessen
Längsachse
parallel zur Längsachse
der Spindel 3 verläuft.
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In 3 ist der Stellantrieb gemäß 2 mit Faltenbalg dargestellt.
Bei dieser Darstellung ist der Stößel ausgefahren. Die zwei gegenüberliegenden Vorsprünge 5a wirken
dann als Anschlag des Stößels an
dem ersten Gehäuseteil 1.
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In 4 ist der Stellantrieb in
der Draufsicht gemäß 3 ohne das zweite Gehäuseteil 2 dargestellt.
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In 5 ist der Stellantrieb gemäß 4 dargestellt, wobei jedoch
der Stößel 5 im
eingefahrenen Zustand gezeigt wird.
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In 6 ist ein Stellantrieb dargestellt,
der dem Stand der Technik zuzurechnen ist. Er weist ein bekanntes
erstes Gehäuseteil 1' sowie ein bekanntes zweites
Gehäuseteil 2' auf. Bei diesem
bekannten Stellantrieb ist jedoch nachteilig, dass der kreisförmige Bund
aus einem ersten hälftigen
Teil 6'a,
das dem bekannten zweiten Gehäuseteil 2' angehört, und
einem zweiten hälftigen
Teil 6'b,
das dem ersten bekannten Gehäuseteil 1' angehört, gebildet
wird. Trotz der Anordnung eines Faltenbalgs (nicht dargestellt) kommt
es an der Verbindungskante 6* zu größeren Problemen bezüglich der
Dichtigkeit, so dass Verschmutzungen aus der Umgebung in das Innere
dieses bekannten Stellantriebs gelangen können. Dieser bekannte Stellantrieb
erfüllt
beispielsweise nicht den Schutzgrad IP6K7 gemäß DIN 40050 und ist somit nachteilig
für den
Einsatz in Zentralverriegelungen von Kraftfahrzeugen.