DE19532808C1 - Antriebseinrichtung für bewegliche Bauteile in Kraftfahrzeugen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebseinrichtung für bewegli­ che Bauteile in Kraftfahrzeugen gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Aus der DT 22 10 243 B2 (Oberbegriff von A1) ist eine Antriebseinrichtung zur Fensterverstellung in Kraftfahrzeugen bekannt, die aus einem Motor und einem Getriebe besteht, die in einem gemein­ samen Gehäuse angeordnet und durch eine Zwischenwand vonein­ ander getrennt sind. Der Motorteil der Antriebseinrichtung ist mit der Außenwand des Motors in einer Vertiefung einer tragenden Wand bzw. Wandverstrebung einer Kraftfahrzeugtür angeordnet, so daß die Zwischenwand zwischen Motorteil und Getriebeteil etwa mit dem äußeren Rand der Vertiefung der Wand bzw. Wandverstrebung abschließt und der das Getriebe­ teil abdeckende Lagerträger von der tragenden Wand bzw. Wandverstrebung der Kraftfahrzeugtür absteht. Die Außenwand des Motorteils und der Lagerträger des Getriebeteils sind gemeinsam von Schrauben durchdrungen, mit denen die An­ triebseinrichtung an der tragenden Wand bzw. Wandverstre­ bung der Kraftfahrzeugtür befestigt ist.

Aus der DE 44 22 492 A1 ist eine Antriebseinrichtung be­ kannt, die aus einem Elektromotor und einem Planetengetrie­ be besteht, mit dem große Kräfte über das Getriebe übertra­ gen werden können, ohne daß die Gefahr besteht, daß die Zahnräder des Planetengetriebes außer Eingriff kommen. Diese bekannte Antriebseinrichtung weist eine flache Bauwei­ se auf und eignet sich dementsprechend für Anwendungen, bei denen ein geringes Bauvolumen gefordert ist.

Aus der EP 0 474 904 A1 ist eine Kommutator-Getriebe-An­ triebseinheit für bewegliche Bauteile in Kraftfahrzeugen, wie Fensterheber, Schiebedächer, Scheibenwischer oder dergleichen bekannt, die aus einem Kommutatormotor mit Stabanker und einem angeflanschten Schneckengetriebe be­ steht, das eine mit der Motorwelle verbundene Schnecke und ein mit dem beweglichen Bauteil verbundenes Schneckenrad enthält. Diese Kommutator-Getriebe-Antriebseinheit wird entsprechend der DE-PS 10 55 398 auf einer Tragplatte mit mehreren Flanschen verbunden, die starr an einem Teil der Karosserie des Kraftfahrzeuges befestigt wird.

Gemäß der DE 35 19 057 A1 wird die Motor-Getriebe-Antriebs­ einheit für einen Kreuzarm-Fensterheber an einer im Innern der Tür eines Kraftfahrzeuges angebrachten Grundplatte oder einem Aggregateträger befestigt.

Sowohl der Aufbau der bekannten Antriebseinheiten mit einem Stabanker-Kommutatormotor und einem Schneckengetriebe als auch die Anordnung der Antriebseinheit im Bereich des anzutreibenden beweglichen Bauteils des Kraftfahrzeuges erfordert einen erheblichen Raumbedarf, eine zusätzliche Trag- oder Grundplatte, auf der die Antriebseinheit befe­ stigt wird, sowie zusätzliche Montagezeiten zur Befestigung der Antriebseinheit auf der Grund- oder Trageplatte, und deren Befestigung an einem Karosserieteil des Kraftfahrzeu­ ges.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, das Bauvolumen einer Antriebseinrichtung für bewegliche Bauteile in Kraftfahrzeugen und den Montageaufwand bei der Verbindung der Antriebseinrichtung mit einem Träger, der Teil der Festigkeitsstruktur des Kraftfahrzeug ist, zu verringern und gleichzeitig die Festigkeitsstruktur des Trägers zu erhöhen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das kennzeichnende Merkmal des Anspruchs 1 gelöst.

Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht eine Antriebseinrich­ tung für bewegliche Bauteile in Kraftfahrzeugen mit minima­ lem Raumbedarf ohne zusätzliche Befestigungselemente, wie Trage- oder Grundplatten, und damit eine verringerte Anzahl notwendiger Bauelemente sowie eine verkürzte Montagezeit infolge des Weglassens einer Trage- oder Grundplatte. Durch die Verbindung der Antriebseinrichtung mit der Festigkeits­ struktur des Kraftfahrzeuges wird die Festigkeit zusätzlich erhöht, da zum einen durch die Prägung des Festigkeitsträ­ gers zur Aufnahme der Antriebseinrichtung dessen Steifig­ keit erhöht wird und zum anderen die in die Prägung inte­ grierte Antriebseinrichtung die Masse verringert und die Steifigkeit erhöht.

Durch einen zusätzlichen Einsatz des Getriebes, von Führung­ selementen und/oder statischen Teilen beweglicher Bauteile der Baugruppen und der Steuer- oder Regelelektronik für den Motor in die Vertiefung des Trägers können die Montagezei­ ten weiter verkürzt werden und es sind komplette Antriebs-Baugruppen mit Motor, Getriebe und Steuerelektro­ nik in den Träger einsetzbar, wodurch Probleme der Unter­ bringung und des (Feuchtigkeits-)Schutzes der Elektronik verringert werden.

Vorzugsweise besteht der Motor aus einem Unipolarmotor, insbesondere aus einem Scheibenläufermotor. In Verbindung mit einem ebenfalls scheibenförmig ausgebildeten Getriebe zur Bildung einer scheiben- oder topfförmigen Antriebsein­ heit kann diese in einer Topfprägung im Träger unter Ausnut­ zung des durch die Topfprägung gebildeten magnetischen Rückschlusses für den Motor angeordnet werden.

Bei Verwendung eines Scheibenläufermotors mit einem Exzen­ tergetriebe ist es nicht erforderlich, unterschiedliche Konfigurationen der Antriebseinrichtung für die linke und rechte Seite eines Kraftfahrzeugs vorzusehen. Dabei ist jede Winkellage der Antriebseinrichtung - nur beschränkt durch die Anzahl der symmetrisch angeordneten Anschraubpunk­ te - möglich, so daß eine an die Antriebseinrichtung ange­ setzte Elektronik an unterschiedlichen Stellen plaziert werden kann.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung ist dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Getriebe aus einem Exzenter- oder Taumel­ getriebe besteht, das antriebsseitig mit der Motorwelle und abtriebsseitig mit dem beweglichen Bauteil des Kraftfahrzeu­ ges verbunden ist. Vorzugsweise weist das Exzenter- oder Taumelgetriebe einen mit der Motorwelle verbundenen Exzen­ tergenerator und eine Taumelscheibe mit zwei Zahnkränzen auf, von denen in einer ersten Stufe der erste Zahnkranz der Taumelscheibe mit einer innenverzahnten, feststehenden Abdeckscheibe und in einer zweiten Stufe der zweite Zahn­ kranz der Taumelscheibe mit einem innenverzahnten, nicht feststehenden Mitnehmer kämmt, der mit dem beweglichen Bauteil verbunden ist.

Durch diese Ausgestaltung des Getriebes wird

• a) die Verzahnung des Mitnehmers in das Getriebe einge­ fügt,
• b) die Außenverzahnung des Mitnehmers in der Abdeckplat­ te oder -scheibe des Scheibenläufers angeordnet und
• c) die Verzahnung des Getriebes zum Außendurchmesser der Antriebseinheit hin verlagert, so daß bei glei­ cher Zähnezahl eine größere Zahnbreite der Verzahnun­ gen resultiert, respektive die Belastung der Zähne durch einen größeren Hebelarm und eine kleinere Übersetzung herabgesetzt wird.

Insgesamt wird durch diese Konstruktion in Verbindung mit der Auswahl eines Scheibenläufermotors als Antriebsaggregat eine sehr flache Antriebseinrichtung erzeugt, bei der Motor, Getriebe und Träger eine funktionelle Einheit unter Mehrfachnutzung einzelner Bauelemente bilden.

Unter "Integration" wird im folgenden die Verbindung einzel­ ner Teile oder der gesamten Antriebseinrichtung unter Einbeziehung der Steuer- und Regelelektronik mit dem Träger unter Ausnutzung des Trägers als Teil des Gehäuses und als magnetisches Rückschlußelement der Antriebseinrichtung verstanden.

Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbei­ spieles soll der der Erfindung zugrundeliegende Gedanke näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematisch-perspektivische Darstellung einer Kraftfahrzeugtür mit im Seitenaufprallschutz inte­ grierter Antriebseinrichtung;

Fig. 2 eine Draufsicht auf einen Teil des Seitenaufprall­ schutzes mit darin integrierter Antriebseinrich­ tung und

Fig. 3 einen Schnitt durch die im Seitenaufprallschutz integrierte Antriebseinrichtung entlang der Linie A-A gemäß Fig. 2.

An dem Beispiel eines in Fig. 1 schematisch dargestellten Seil-Fensterhebers für die Türscheibe eines Kraftfahrzeuges als beweglichem Bauteil wird die Integration der Antriebs­ einrichtung für den Fensterheber in den Seitenaufprall­ schutz als Festigkeitsträger des Kraftfahrzeuges detail­ liert dargestellt. In gleicher Weise kann die Integration der Antriebseinrichtung in Festigkeitsstrukturen des Kraft­ fahrzeuges wie Türmodule, Dachmodule oder Karosserieteile für Fensterheber, Schiebedächer, Scheibenwischer oder der­ gleichen erfolgen.

Fig. 1 zeigt in schematisch-perspektivischer Ansicht den Grundkörper 5 einer Kraftfahrzeugtür mit einem darin ange­ ordneten Seitenaufprallschutz 4 sowie einem Seil-Fensterhe­ ber 7 zur Auf- und Abwärtsbewegung der Fensterscheibe 8. Die in den Türgrundkörper eingesetzten Bauteile werden mittels einer mit dem Türgrundkörper 5 verbindbaren Innen­ verkleidung 6 abgedeckt. Der Seitenaufprallschutz 4 weist mehrere Versteifungsrippen- oder -sicken auf, die die Stei­ figkeit des Seitenaufprallschutzes erhöhen. Mehrere Befesti­ gungslöcher 42 dienen gemäß den Fig. 1 und 2 zur Befesti­ gung des Seitenaufprallschutzes am Türgrundkörper 5.

Der Seitenaufprallschutz 4 weist an geeigneter Stelle eine Topfprägung 40 auf, in die eine Antriebseinrichtung 1 für den Seil-Fensterheber 7 einsetzbar ist. Diese Topfprä­ gung 40 bildet nicht nur den Bauraum zur Aufnahme der Antriebseinrichtung 1, sondern auch den Poltopf als magneti­ schen Rückschluß für den Motor der Antriebseinrichtung, so daß ein entsprechender Poltopf, wie er bei üblichen Staban­ kermotoren erforderlich ist, wegfällt.

Die Antriebseinrichtung 1 ist über zwei Kabelverbindungen mit einer Steuerelektronik verbindbar, die ebenfalls im Türgrundkörper 5 angeordnet ist, vorzugsweise aber auch in eine entsprechende Prägung des Seitenaufprallschutzes integriert wird. Im Falle der Integration der Elektronik in den Seitenaufprallschutz 4 kann die Antriebseinrichtung 1 als komplette Motor-Getriebe-Elektronik-Einheit aufgebaut werden, die einstückig in eine entsprechende Prägung des Seitenaufprallschutzes 4 integriert wird und mittels einer Kabel-Steckverbindung mit einer entsprechenden Steuerein­ richtung des Kraftfahrzeuges verbunden wird.

Infolge der Funktionsintegration der Antriebseinrichtung 1 in den Seitenaufprallschutz 4 ist eine Befestigung der Antriebseinrichtung an einer Grund- oder Trageplatte und deren Einbau in den Türgrundkörper 5 nicht mehr erforder­ lich. Weiterhin wird durch die Funktionsintegration der magnetische Rückschluß für den Motor der Antriebseinrich­ tung 1 durch die Topfprägung 40 zur Aufnahme der Antriebs­ einrichtung 1 gebildet, wobei der Seitenaufprallschutz 4 aus einem para- und/oder ferromagnetischen Werkstoff wie Stahlblech, Aluminium oder einer anderen geeigneten Legie­ rung bzw. einer Werkstoffkombination in Verbundbauweise besteht.

Fig. 2 zeigt in Draufsicht einen Teil des Seitenaufprall­ schutzes 4 mit den darin vorgesehenen Versteifungsrippen oder -sicken 41 und Befestigungslöchern 42 zur Anbringung des Seitenaufprallschutzes im Türgrundkörper 5 gemäß Fig. 1. Eine zylindrische Topfprägung 40 im Seitenaufprall­ schutz dient zur Aufnahme der Antriebseinrichtung 1, die mittels Befestigungsschrauben 12 am Seitenaufprallschutz 4 befestigt wird.

Die Abtriebsseite der Antriebseinrichtung 1 weist einen um die Motorwelle 20 angeordneten Abtriebsvorsprung 342 eines Mitnehmers für die Seiltrommel des Seil-Fensterhebers 7 auf, der mit einer Wickelvorrichtung 343 zur Aufnahme des Fensterheberseiles versehen ist. In gleicher Weise kann für einen Kreuzarm-Fensterheber der Abtriebsvorsprung 342 mit einer Verzahnung für ein Fensterheber-Ritzel versehen werden.

In nicht näher dargestellter Weise können Führungsfunktio­ nen des Fensterhebers im Seitenaufprallschutz integriert werden, beispielsweise durch Vorsprünge oder Nuten im Sei­ tenaufprallschutz, die Teil der Führungsschienen des Seil-Fensterhebers 7 sind.

Fig. 3 zeigt einen Schnitt durch die Antriebseinrichtung 1 entlang der Linie A-A gemäß Fig. 2, wobei der Motor 2 der Antriebseinrichtung 1 nicht geschnitten dargestellt ist. Dieser besteht in an sich bekannter Weise aus einem Schei­ benläufermotor, wie er beispielsweise in der US 3 144,574 dargestellt und beschrieben ist. Unter einem Scheibenläufer­ motor wird ein sehr flacher Elektromotor verstanden, der nach den Gesetzen der Unipolarmaschine arbeitet, wobei der Läufer aus einer dünnen Scheibe aus Isolierstoff besteht, die beiderseits Bahnen aus Kupferfolie trägt und in einem homogenen Dauermagnetfeld dreht. Die Motorspannung wird über eine Zuleitung 23 an Kohlebürsten 21, 22 oder besonde­ re Schleifringe angelegt und direkt dem scheibenförmigen Rotor zugeführt. Der magnetische Rückschluß für den Schei­ benwischermotor 2 wird durch den Poltopf 40 gebildet, der als Topfprägung Teil des Seitenaufprallschutzes 4 gemäß den Fig. 1 und 2 ist.

Das zwischen der Motorwelle 20 und dem Seil-Fensterheber 7 angeordnete Untersetzungsgetriebe besteht aus einem sehr flachen Taumel- oder Exzentergetriebe 3, das unmittelbar am Gehäuse des Motors 2 zentriert und zusammen mit diesem im Seitenaufprallschutz 4 angeordnet und befestigt wird.

Das Taumel- oder Exzentergetriebe 3 besteht aus einem fest mit der Motorwelle 20 verbundenen Exzentergenerator 31, der mit einem zylindrischen Bund 330 versehen ist. Eine mit einer Bohrung versehene Taumelscheibe 32 ist über ein Nadellager 35 auf dem Exzentergenerator 31 gelagert, wobei durch die Anordnung des Nadellagers 35 zwischen der Taumel­ scheibe 32 und dem Exzentergenerator 31 ein hoher Wirkungs­ grad erzielt wird.

Die Taumelscheibe 32 weist in zwei Ebenen zwei Zahnkrän­ ze 321, 322 auf, von denen in einer ersten Taumelstufe der Zahnkranz 221 mit der Innenverzahnung 331 einer innenver­ zahnten Abdeckscheibe 33 kämmt. Die innenverzahnte Abdeck­ scheibe 33 steht mit dem Gehäuse des Motors 2 fest und ist mit diesem über einen Dichtring 11 verbunden.

In der zweiten Taumelstufe kämmt der zweite Zahnkranz 322 der Taumelscheibe 32 mit der Innenverzahnung 344 eines nicht feststehenden Mitnehmers 34 für das bewegliche Bau­ teil des Kraftfahrzeuges, im vorliegenden Fall für die Seiltrommel des Seil-Fensterhebers 7.

Der Mitnehmer 34 weist eine Bohrung 340 auf, in der der zylindrische Bund 330 des Exzentergenerators 31 über ein Gleitlager 36 gelagert ist. Ein Abtriebsvorsprung 342 des Mitnehmers 34 weist eine Bohrung zur Aufnahme der Motorwel­ le 20 sowie an ihrer Außenfläche eine Vorrichtung 243 zur Aufnahme der Seiltrommel oder eines Ritzels auf.

Ein weiteres Gleitlager 37 ist zwischen dem Mitnehmer 34 und der Motorwelle 20 angeordnet. Ebenfalls gleitgelagert ist der Abtriebsvorsprung 342 des Mitnehmers 34 gegenüber der Bohrung der innenverzahnten Abdeckscheibe 33.

Die Abdichtung der Antriebseinrichtung erfolgt bei dieser Konstruktion auf kleinem Reibdurchmesser mittels vorzugswei­ se als Quadringe ausgeführter Dichtelemente zwischen der Bohrung des Abtriebsvorsprunges 342 des Mitnehmers 34 und der Motorwelle 20 sowie der Bohrung der innenverzahnten Abdeckscheibe 33 und der Außenfläche des Abtriebsvorsprun­ ges 342, so daß die Gefahr von Undichtigkeiten des Getrie­ bes bzw. der Antriebseinrichtung minimal ist.

Die innenverzahnte Abdeckscheibe 33 wird über den am Mo­ tor 2 angebrachten Zentrierbund 24 am Motor 2 zentriert.

Bei drehender Motorwelle 20 bewegt der Exzentergenerator 31 die Taumelscheibe 32 mit ihren zwei Zahnkränzen 321, 322. In der ersten Taumelstufe kämmt der erste Zahnkranz 321 mit der Innenverzahnung 331 der innenverzahnten Abdeckschei­ be 33, die mit dem Motorgehäuse feststeht, so daß bei der exzentrischen Rotation jeweils ein Teil der Verzahnung des ersten Zahnkranzes 321 der Taumelscheibe 32 auf einem Teil der Verzahnung der Abdeckscheibe 33 abläuft. In der zweiten Taumelstufe kämmt die Taumelscheibe 32 mit ihrem zweiten Zahnkranz 322 mit der Innenverzahnung des nicht feststehen­ den Mitnehmers 34 und bewirkt in der Drehzahl entsprechend untersetzt dessen Drehung, die auf das zu bewegende Bauteil des Kraftfahrzeuges übertragen wird. Mit einer derartigen Anordnung eines Taumel- oder Exzentergetriebes kann eine sehr hohe Untersetzung je nach vorhandenem Bauraum erzielt werden.

Claims (14)

1. Antriebseinrichtung für bewegliche Bauteile in Kraft­ fahrzeugen, wie Fensterheber,, Schiebedächer oder der­ gleichen, mit einem Motor und einem Getriebe, wobei zumindest der Motor der Antriebseinrichtung in eine Vertiefung eines Trägers eingesetzt ist, der Teil der Festigkeitsstruktur des Kraftfahrzeuges und/oder ein Element zur Aufnahme einer oder mehrerer Baugruppen des Kraftfahrzeuges ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (4) aus einem paramagnetischen und/oder ferromagnetischen Werkstoff besteht und den magneti­ schen Rückschluß des Motors (2) bildet.

2. Antriebseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zusätzlich das Getriebe (3) in die Vertie­ fung des Trägers (4) eingesetzt ist.

3. Antriebseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zusätzlich Führungselemente und/oder statische Teile beweglicher Bauteile (7) der Baugruppen in die Vertiefung des Trägers (4) eingesetzt sind.

4. Antriebseinrichtung nach einem der vorangehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuer- oder Regelelektronik für den Motor (2) in die Vertiefung des Trägers (4) eingesetzt ist.

5. Antriebseinrichtung nach einem der vorangehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefung des Trägers (4) aus einer Einprägung, vorzugsweise einer Topfprägung (40), besteht.

6. Antriebseinrichtung nach einem der vorangehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor (2) ein Unipolarmotor, vorzugsweise ein Scheibenläu­ fermotor, ist.

7. Antriebseinrichtung nach einem der vorangehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebe (3) scheibenförmig ausgebildet und hochübersetzend ist.

8. Antriebseinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Getriebe (3) aus einem Exzenter- oder Taumelgetriebe besteht, das antriebsseitig mit der Motorwelle (20) und abtriebsseitig mit dem beweglichen Bauteil (7) des Kraftfahrzeuges verbunden ist.

9. Antriebseinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Exzenter- oder Taumelgetriebe einen mit der Motorwelle (20) verbundenen Exzentergenerator (31) und eine Taumelscheibe (32) mit zwei Zahnkränzen (321, 322) aufweist, von denen in einer ersten Stufe der erste Zahnkranz (321) der Taumelscheibe (32) mit einer innenverzahnten, feststehenden Abdeckscheibe (33) und in einer zweiten Stufe der zweite Zahnkranz (322) der Taumelscheibe (32) mit einem innenverzahnten, nicht feststehenden Mitnehmer (34), kämmt, der mit dem bewegli­ chen Bauteil (7) verbunden ist.

10. Antriebseinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zwischen der Taumelscheibe (32) und dem Exzentergenerator (31) ein Nadellager (35) angeordnet ist.

11. Antriebseinrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Motorwelle (20) und dem Mitnehmer (3, 4) sowie zwischen dem Mitnehmer (34) und dem Exzentergenerator (31) Gleitlager (36, 37) an­ geordnet sind.

12. Antriebseinrichtung nach einem der An­ sprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Exentergenerator (31) einen zylindrischen, um die Motorwelle (20) angeordneten Bund (310) aufweist, der in einer Bohrung (340) des Mitnehmers (34) gleitend gelagert ist.

13. Antriebseinrichtung nach einem der An­ sprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die innenverzahnte, feststehende Abdeckscheibe (33) an einem Zentrierbund (24) am Gehäuse des Motors (2) abge­ stützt ist.

14. Antriebseinrichtung nach einem der An­ sprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß vorzugs­ weise als Quadringe ausgebildete Dichtelemente (9, 10) zwischen der Motorwelle (20) und der Innenfläche eines Abtriebsvorsprungs (342) des Mitnehmers (34) sowie zwischen der Außenfläche des Abtriebsvorsprungs (342) und einer Bohrung (330) der innenverzahnten Abdeck­ scheibe (33) angeordnet sind.