DE19908155A1

DE19908155A1 - Elektromotorische Stellvorrichtung für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE19908155A1
Application number: DE19908155A
Authority: DE
Inventors: Paul Heuseler; Theodor Hueser; Arnold Seipel; Josef Stuempel
Original assignee: Hella KGaA Huek and Co
Current assignee: Hella GmbH and Co KGaA
Priority date: 1999-02-25
Filing date: 1999-02-25
Publication date: 2000-08-31

Abstract

Beschrieben wird eine elektromotorische Stellvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für Zentralverriegelungsanlagen, mit einem Elektromotor, der über ein Getriebe eine Schubstange linear bewegt, wobei das Getriebe als ein mehrstufiges Stirnradgetriebe ausgebildet ist, wobei deren Achsen parallel und in Verlängerung der Motorlängsachse angeordnet sind und wobei die durch ein Zahnrad des Stirnradgetriebes angetriebene Schubstange zumindest abschnittsweise als Zahnstange ausgebildet ist. DOLLAR A Die erfindungsgemäße Stellvorrichtung zeichnet sich insbesondere durch eine geringe Baugröße und eine geringe Geräuschentwicklung aus und ist einfach und kostengünstig an verschiedenartige Anwendungsfälle anpaßbar.

Description

Die Erfindung betrifft eine elektromotorische Stellvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für Zentralverriegelungsanlagen, mit einem Elektromotor, der über ein Getriebe eine Schubstange linear bewegt.

Eine solche Stellvorrichtung ist aus der DE 195 35 437 A1 bekannt. Hierbei treibt das Ritzel des Elektromotors ein mit einer als Spindel ausgebildeten Welle verbundenes Zahnrad an. Die Spindel besitzt entlang eines Teilumfangs ein Außengewinde, das in ein Gegengewinde eingreift, welches als Innengewinde in einer Bohrung der Schubstange ausgebildet ist.

Diese bekannte Stellvorrichtung ist hinsichtlich verschiedener Eigenschaften verbesserungsbedürftig.

So ist die Ausbildung der Schubstange hier recht aufwendig hinsichtlich der Baugröße, was die Möglichkeit einer Verkleinerung der Stellvorrichtung begrenzt. Die Bauausführung der bekannten Stellvorrichtung ist dem jeweiligen Verwendungszweck und der Geometrie des jeweiligen Anbauortes genau anzupassen. Die maximale Ausfahrlänge der Schubstange ist zum Beispiel durch die Länge der Schubstange, der Spindel und der Größe des Stellergehäuses bestimmt. Soll die Ausfahrlänge der Schubstange geändert werden, sind daher wesentliche Änderungen in der Stellerkonstruktion erforderlich. Auch ist es nicht möglich, bei gegebener Anbaulage der Stellvorrichtung eine umgekehrte Ausfahrrichtung der Schubstange vorzusehen.

Ebenso schwer ist die Stellvorrichtung für unterschiedliche Betätigungskräfte auszulegen. Die Betätigungskraft wird hier durch die Gewindesteilheit von Spindel und Schubstange sowie durch das Untersetzungsverhältnis des Getriebes bestimmt. Da die für Stellvorrichtungen in Frage kommenden handelsüblichen Elektromotore in nahezu allen Fällen mit einem Ritzel ausgeliefert werden, kann die Betätigungskraft der Stellvorrichtung lediglich durch eine Veränderung der Zahnanzahl des Zahnrades verändert werden, sofern eine Neukonstruktion der Stellvorrichtung vermieden werden soll. Da die Anbauorte von Elektromotor und Spindel in diesem Fall aber festliegen, sind die Variationsmöglichkeiten des Untersetzungsverhältnisses gering.

Zusammenfassend ist festzustellen, daß die aus der DE 195 35 437 A1 bekannte Stellvorrichtung jeweils für einen bestimmten Verwendungszweck konstruiert und geeignet ist und daher für andere Verwendungen nicht oder höchstens eingeschränkt geeignet ist, wobei für viele Anwendungsfälle sogar eine kostenaufwendige Neukonstruktion der Stellvorrichtung erforderlich wird.

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, eine Stellvorrichtung für ein Kraftfahrzeug zu schaffen, die sich durch einen einfachen, kostengünstigen und kleinbauenden Aufbau auszeichnet und möglichst vielseitig einsetzbar ist, wobei eine Anpassung an unterschiedliche Anwendungen mit möglichst geringem Kostenaufwand möglich sein soll.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Getriebe als ein mehrstufiges Stirnradgetriebe ausgebildet ist, dessen Achsen parallel und in Verlängerung der Motorlängsachse angeordnet sind, und daß die durch ein Zahnrad des Stirnradgetriebes angetriebene Schubstange zumindest abschnittsweise als Zahnstange ausgebildet ist.

Die erfindungsgemäße Stellvorrichtung kann damit ohne aufwendige Veränderungen für vielfältige, verschiedenartige Anwendungen vorgesehen werden. So wird durch die Anordnung des Stirnradgetriebes in Verlängerung der Motorwelle sowie durch die Verwendung eines Zahnstangenantriebes der Schubstange eine besonders kleinbauende Ausführung der Stellvorrichtung möglich. Der Aktionsbereich der Schubstange kann durch einfache Verkleinerung oder Vergrößerung des als Zahnstange ausgebildeten Abschnitts auf der Schubstange leicht den jeweiligen Anwendungserfordernissen angepaßt werden. Vorteilhaft ist, daß der Aktionsbereich der Schubstange nicht durch die Baugröße der Stellvorrichtung begrenzt ist; daher können insbesondere auch sehr große Aktionsbereiche realisiert werden.

Weiterhin kann die Aktionsrichtung der Schubstange durch deren umgekehrtes Einsetzen in die Stellvorrichtung leicht umgekehrt werden. Hierbei ist vorteilhaft, daß für Anwendungen mit spiegelbildlicher Anbaugeometrie, z. B. als Türverriegelung für eine linke und eine rechte Fahrzeugtür, weder unterschiedliche Ausführungsformen der Stellvorrichtung noch eine Änderung der Anbaugeometrie vorgenommen werden muß.

Durch Verwendung eines mehrstufigen Stirnradgetriebes können die von der erfindungsgemäßen Stellvorrichtung erzeugten Stellkräfte durch Austausch des verwendeten Zahnradsatzes über einen weiten Bereich geändert werden, ohne daß der weitere Aufbau der Stellvorrichtung, insbesondere die Anordnung der Getriebeachsen, verändert werden müßte.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den Merkmalen der Unteransprüche.

So ist es vorteilhaft, daß die Stellvorrichtung in einem einstückig ausgeführten Gehäuseteil montiert ist, welches durch einen Gehäusedeckel abgeschlossen ist. Die Stellvorrichtung kann hierdurch innerhalb des Gehäuseteils aufbauend montiert werden. Hinsichtlich der Montage des Getriebes ist es hierbei vorteilhaft, innerhalb des Gehäuseteils Fangmulden, d. h. kreisabschnittsförmige Anformungen, vorzusehen. Hierduch können bei der aufbauenden Montage die Getriebezahnräder in die mit entsprechenden Kreisradien versehenen Fangmulden eingesetzt und anschließend durch Achsen, die durch Öffnungen in den Wandungen des Gehäuseteils sowie durch die Lageröffnungen der Zahnräder geführt werden, arretiert werden.

Bezüglich der Anordnung der Achsen und des Getriebes ist hierbei vorteilhaft, daß bei der Montage nur Toleranzen des Gehäuseteils eingehen, so daß diese Toleranzen sehr gering gehalten werden können. Hieraus ergibt sich der Vorteil einer besonders geringen Geräuschentwicklung.

Besonders vorteilhaft ist, den das Gehäuseteil abschließenden Gehäusedeckel mit dem Gehäuseteil mittels eines Schweißverfahrens, vorzugsweise mittels Laserschweißung, zu verbinden, da das Gehäuse der Stellvorrichtung hierdurch konstruktiv besonders einfach ausführbar ist. So werden weder Rasttaschen noch Rastkeile benötigt. Das Gehäuse der Stellvorrichtung kann wasserdicht ausgeführt werden, ohne daß konstruktive Maßnahmen, wie z. B. eine umlaufende Nut und Feder, vorgesehen werden müssen.

Das Laserschweißen kann weiter vereinfacht werden, indem der Rand der (bei der Montage) offenen Seite des Gehäuseteils in einer Ebene liegt, da so der Laserstrahl nur in zwei statt in drei Dimensionen geführt werden muß.

Beim Laserschweißen ist der Gehäusedeckel aus einem wenig, das Gehäuseteil dagegen aus einem stark lichtabsorbierenden Material gefertigt. Da der Gehäusedeckel somit annähernd transparent ist, kann vorgesehen werden, die Lage des Elektromotors mittels Laserstrahl am Gehäusedeckel zu fixieren. Hierdurch können Toleranzen bezüglich der Anordnung zwischen Elektromotor und Getriebe weiter vermindert werden, was, wie bereits erwähnt, die Geräuschentwicklung der Stellvorrichtung minimiert.

Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Stellvorrichtung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert.

Es zeigen

Fig. 1 eine Schnittzeichnung durch eine erfindungsgemäße Stellvorrichtung,

Fig. 2 einen Schnitt durch die in der Fig. 1 dargestellte Stellvorrichtung.

In der Fig. 1 ist eine Stellvorrichtung gezeigt, die zur Betätigung beweglicher Gegenstände in Kraftfahrzeugen und insbesondere zur Ver- und Entriegelung diverser Klappen, wie z. B. des Handschuhfaches, der Türen, der Heckklappe und des Tankverschlusses, verwendet werden kann. Da diese Stellvorrichtungen zum Teil im Fahrzeuginnenraum angeordnet sind, ist neben einer kleiner Bauform auch eine möglichst geringe Geräuschentwicklung erwünscht.

Die Stellvorrichtung besteht aus einem umsteuerbaren Elektromotor (1), der in Ausnehmungen des Gehäuseteils (8) eingesetzt ist. Um eine möglichst platzsparende, schlanke Gestaltung der Stellvorrichtung zur erreichen, ist das dem Elektromotor (1) nachgeschaltete Getriebe (4) in der Verlängerung der Motorlängsachse angeordnet.

Das Getriebe (4) ist als mehrstufiges Stirnradgetriebe ausgebildet, bei der ein Zahnrad der letzten Getriebestufe mit einem als Zahnstange (6) ausgebildeten Abschnitt der Schubstange (5) in Eingriff steht. Durch Vorgabe der Untersetzungsverhältnisse zwischen den Getriebestufen kann die Aktionsgeschwindigkeit, und entsprechend auch die Aktionskraft der Stellvorrichtung, vorgegeben werden.

Die Schubstange (5) ist in einem kanalartigen Führungsbereich (9) des Gehäusesteils (8) verschieblich angeordnet. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel kann die Schubstange (5) soweit aus- bzw. einfahren, bis der als Zahnstange (6) ausgebildete Abschnitt der Schubstange (5), der verbreitert gegenüber dem unverzahnten Bereich der Schubstange ausgeführt ist, gegen eine Wandung (10, 11) des Führungsbereiches fährt.

Auf eine Begrenzung des Aktionsbereiches kann aber auch durch zusätzliches, bedarfsweises Einbringen von Öffnungen in die Wandungen (10, 11) verzichtet werden. Der als Zahnstange (6) ausgebildete Abschnitt der Schubstange (5) kann so deutlich größer sein als die Länge des Führungsbereiches (9), so daß der Aktionsbereich nicht mehr durch die Gehäusegröße der Stellvorrichtung begrenzt ist. Weiterhin kann die Aktionsrichtung der Stellvorrichtung durch entgegengesetztes Einsetzen der Schubstange (5) in den Führungsbereich (9) auf einfache Weise umgekehrt werden, ohne daß weitere Änderungen an der Stellvorrichtung erforderlich sind.

Der Zusammenbau der erfindungsgemäßen Stellvorrichtung kann auf einfache und kostengünstige Weise mittels "aufbauender Montage" erfolgen, indem zunächst der Elektromotor (1) und die Schubstange (5) in das Gehäuseteil (8) eingesetzt werden und anschließend die Zahnräder des Getriebes (4) eingefügt werden. Um bei der Vormontage ein lagegenaues Einsetzen der Getriebezahnräder zu ermöglichen, sind an das Gehäuseteil (8) Fangmulden, das sind kreisabschnittsförmige Anformungen, deren Kurvenradius ungefähr dem der zu montierenden Zahnräder entspricht, angeformt.

Durch seitliches Einfügen der Achsen (7), die durch Wandungen des Gehäuseteils (8) geführt werden, werden die Zahnräder des Getriebes (4) leicht angehoben und dadurch auf Distanz zu den Fangmulden (12) gebracht.

Die Fig. 2 zeigt in einer Schnittdarstellung der Fig. 1 zwei solche Fangmulden (12) mit einer eingesetzen Getriebestufe (13).

Die Montage der Stellvorrichtung wird durch Aufsetzen eines nicht dargestellten Gehäusedeckels und Verschweißen desselben mit dem Gehäuseteil (8) mittels einer Laserschweißvorrichtung, abgeschlossen.

Bezugszeichen

1

Elektromotor

2

Antriebsritzel

3

Kontakte

4

Getriebe (mehrstufiges Stirnradgetriebe)

5

Schubstange

6

Zahnstange

7

Achsen

8

Gehäuseteil

9

(kanalartiger) Führungsbereich

10

,

11

Wandungen des Führungsbereiches

12

Fangmulden

13

Getriebestufe

Claims

1. Elektromotorische Stellvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für Zentralverriegelungsanlagen, mit einem Elektromotor (1), der über ein Getriebe (4) eine Schubstange (5) linear bewegt, dadurch gekennzeichnet,

- daß das Getriebe (4) als ein mehrstufiges Stirnradgetriebe ausgebildet ist, dessen Achsen (7) parallel und in Verlängerung der Motorlängsachse angeordnet sind, und
- daß die durch ein Zahnrad des Stirnradgetriebes (4) angetriebene Schubstange (5) zumindest abschnittsweise als Zahnstange (6) ausgebildet ist.

2. Elektromotorische Stellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellvorrichtung in einem einstückig ausgeführten Gehäuseteil (8) montiert ist, welches durch einen Gehäusedeckel abgeschlossen ist.

3. Elektromotorische Stellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rand der offenen Seite des Gehäuseteils (8) in einer Ebene angeordnet ist.

4. Elektromotorische Stellvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehäusedeckel mit dem Gehäuseteil (8) laserverschweißt ist.

5. Elektromotorische Stellvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in das Gehäuseteil (8) Fangmulden (12) zur Aufnahme der Zahnräder des Stirnradgetriebes (4) angeformt sind.