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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Spindelantrieb für
ein Verstellelement eines Kraftfahrzeugs gemäß dem
Oberbegriff von Anspruch 1.
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Der
in Rede stehende Spindelantrieb kann für alle möglichen
Verstellelemente in einem Kraftfahrzeug Anwendung finden. Beispiele
hierfür sind eine Heckklappe, ein Heckdeckel, eine Motorhaube, eine
Seitentür, eine Laderaumklappe, ein Hubdach oder dergleichen
eines Kraftfahrzeugs.
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Der
bekannte Spindelantrieb (
EP
1 862 628 A1 ), von dem die Erfindung ausgeht, ist mit einem Gehäuseteil
und einer in dem Gehäuseteil angeordneten Antriebseinheit
mit nachgeschaltetem Spindel-Spindelmuttergetriebe zur Erzeugung
linearer Antriebsbewegungen ausgestattet. Bei der Antriebseinheit
handelt es sich um einen Antriebsmotor mit wiederum nachgeschaltetem
Planetenradgetriebe. Das Gehäuseteil, das die Antriebseinheit
aufnimmt, ist im wesentlichen rohrförmig ausgestaltet.
Das Gehäuseteil wirkt mit einem weiteren, im wesentlichen rohrförmigen
Gehäuseteil teleskopartig zusammen.
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Mit
dem bekannten Spindelantrieb lässt sich eine ganz besonders
kompakte Anordnung erreichen. Dadurch, dass hier schnelllaufende
Gleichstrommotoren Anwendung finden, besteht hinsichtlich des Geräuschverhaltens
aber noch Optimierungsbedarf.
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Der
Erfindung liegt das Problem zugrunde, den bekannten Spindelantrieb
derart auszugestalten und weiterzubilden, dass das Geräuschverhalten
optimiert wird.
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Das
obige Problem wird bei einem Spindelantrieb gemäß dem
Oberbegriff von Anspruch 1 durch die Merkmale des kennzeichnenden
Teils von Anspruch 1 gelöst.
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Vorschlagsgemäß ist
zunächst vorgesehen, dass sich die Antriebseinheit über
eine umlaufende, elastische Stützanordnung an der Innenwand
des Gehäuseteils radial abstützt. Allein durch
diese Maßnahme ist es bereits möglich, bestimmte auf
die Antriebseinheit zurückgehende und das Geräuschverhalten
negativ beeinflussende Antriebsschwingungen zu dämpfen.
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Wesentlich
ist nun, dass die Stützanordnung mit der Antriebseinheit
und/oder dem Gehäuseteil über eine sich radial
erhebende Kontaktkontur in Eingriff steht. Dabei ist der Begriff „Kontaktkontur” weit zu
verstehen. Er umfasst flächige, linienförmige, punktuelle
oder dergleichen radiale Erhebungen, die Bestandteil der Stützanordnung
und/oder der Außenwand der Antriebseinheit und/oder der
Innenwand des Gehäuseteils sein können.
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Mit „radialer
Erhebung” ist stets die bezogen auf die Längsachse
des Spindelantriebs bezogene radiale Erhebung gemeint.
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Mit
der sich radial erhebenden Kontaktkontur wird zunächst
erreicht, dass die Kontaktfläche zu der Stützanordnung
hin reduziert wird. Ferner entstehen durch die Kontaktkontur freie
Bereiche zwischen dem Stützelement und der Antriebseinheit
oder zwischen dem Stützelement und dem Gehäuseteil,
die bei der Optimierung des Geräuschverhaltens gezielt
genutzt werden können. Schließlich lässt
sich durch eine geeignete Wahl der Kontaktkontur die Nachgiebigkeit der
Kopplung zwischen der Antriebseinheit und dem Gehäuseteil
auf einfache Weise verändern.
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Mit
der vorschlagsgemäßen Stützanordnung lässt
sich im Ergebnis ein gewünschtes Dämpfungsverhalten
für Antriebsschwingungen und damit ein bestimmtes Geräuschverhalten
mit einfachen Mitteln einstellen.
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Die
Ansprüche 7 bis 12 zeigen vorteilhafte Ausgestaltungen,
bei der die Stützanordnung zur Realisierung der Kontaktkontur
sich radial erhebende Kontaktnoppen aufweist. Die Realisierung der
Kontaktkontur als Bestandteil der Stützanordnung lässt sich
auf ganz besonders einfache Weise umsetzen. Vorteilhaft dabei ist
weiter die Tatsache, dass das Geräuschverhalten einfach
durch den Austausch der Stützanordnung verändert
werden kann.
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Bei
bestimmten Anwendungsfällen kann es aber auch vorteilhaft
sein, dass die Kontaktkontur Bestandteil des Gehäuseteils
ist. Dann ist es gemäß Anspruch 13 vorzugsweise
so, dass das Gehäuseteil zur Realisierung der Kontaktkontur
min destens eine sich radial erhebende Ausformung aufweist. Dies
ist insbesondere dann leicht zu realisieren, wenn das Gehäuseteil
als Kunststoffteil ausgestaltet ist, das weiter vorzugsweise im
Kunststoff-Extrusionsverfahren hergestellt ist.
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Im
folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich Ausführungsbeispiele
darstellenden Zeichnung näher erläutert. In der
Zeichnung zeigt
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1 in
einer ganz schematischen Seitenansicht den Heckbereich eines Kraftfahrzeugs
mit einer Heckklappe, der ein vorschlagsgemäßer
Spindelantrieb zugeordnet ist,
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2 den
Spindelantrieb gemäß 1 in einer
geschnittenen Seitenansicht,
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3 eine Stützanordnung eines vorschlagsgemäßen
Spindelantriebs a) in einer ersten Ausführungsform, b)
in einer zweiten Ausführungsform und c) in einer dritten
Ausführungsform und
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4 einen
vorschlagsgemäßen Spindelantrieb gemäß 3a in
einer teilweisen Schnittansicht gemäß der Schnittlinie
IV-IV und
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5 einen
vorschlagsgemäßen Spindelantrieb in einer Ansicht
gemäß 4 a) in einer ersten Ausführungsform
und b) in einer zweiten Ausführungsform.
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Der
vorschlagsgemäße Spindelantrieb ist für alle
möglichen Verstellelemente eines Kraftfahrzeugs anwendbar.
Im folgenden wird der Spindelantrieb ausschließlich im
Zusammenhang mit der motorischen Verstellung einer Heckklappe 1 eines
Kraftfahrzeugs erläutert. Dies ist nicht beschränkend
zu verstehen. Alle auf eine Heckklappe 1 eines Kraftfahrzeugs
gerichteten Erläuterungen gelten in vollem Umfange auch
für alle anderen in Frage kommenden Verstellelemente.
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Es
lässt sich der Darstellung in 2 entnehmen,
dass der Spindelantrieb mit einem im wesentlichen rohrförmigen
Gehäuseteil 2 und einer in dem Gehäuseteil 2 angeordneten
Antriebseinheit 3 mit nachgeschaltetem Spindel-Spindelmuttergetriebe 4 zur
Erzeugung linearer Antriebsbewegungen ausgestattet ist. Dabei sind
zwei Anschlüsse 5, 6 zum Ausleiten der
linearen Antriebsbewegungen vorgesehen.
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Das
Gehäuseteil 2 wirkt mit einem weiteren Gehäuseteil 7 derart
zusammen, dass bei einer Verstellung des Spindelantriebs die beiden
Gehäuseteile 2, 7 teleskopartig ineinander
laufen. Beide Gehäuseteile 2, 7 sind
im Querschnitt vorzugsweise im wesentlichen kreisförmig
ausgebildet. Vorliegend kommt es allerdings ausschließlich
auf den in 2 unteren Gehäuseteil 2 an,
der die Antriebseinheit 3 aufnimmt.
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Wesentlich
ist nun zunächst, dass sich die Antriebseinheit 3 über
eine umlaufende, elastische Stützanordnung 8 an
der Innenwand 9 des Gehäuseteils 2 radial
abstützt. Bevorzugte Ausgestaltungen einer solchen Stützanordnung
sind in den 3a–c dargestellt. Der
Begriff „umlaufend” bedeutet hier lediglich, dass
Teile der Stützanordnung 8 um die Antriebseinheit 3 herum
verteilt angeordnet sind. Diese Teile der Stützanordnung 8 müssen
nicht notwendigerweise zusammenhängend ausgebildet sein.
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Mit
der Antriebseinheit 3 und/oder mit dem Gehäuseteil 2 steht
die Stützanordnung 8 nicht vollflächig,
sondern über eine sich radial erhebende Kontaktkontur 10 in
Eingriff. Das vorliegend weite Verständnis des Begriffes „Kontaktkontur” wurde
weiter oben erläutert.
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In
einer bevorzugten Variante ist die Kontaktkontur 10 Bestandteil
der Stützanordnung 8 und erhebt sich radial von
der Stützanordnung 8 im übrigen. Das
ist in den 3 und 4 dargestellt.
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Alternativ
oder zusätzlich kann es vorgesehen sein, dass die Kontaktkontur 10 Bestandteil
der Innenwand 9 des Gehäuseteils 2 und/oder
Bestandteil der Außenwand 11 der Antriebseinheit 3 ist
und sich radial von dem Gehäuseteil 2 bzw. von
der Antriebseinheit 3 im übrigen erhebt. Das ist
für das Gehäuseteil 2 beispielhaft in 5 dargestellt.
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Bei
beiden obigen Varianten der Ausgestaltung der Kontaktkontur 10 ist
es vorzugsweise so, dass durch die Kontaktkontur 10 freie
Bereiche zwischen der Stützanordnung 8 und der
Antriebseinheit 3 oder zwischen der Stützanordnung 8 und
dem Gehäuseteil 2 verbleiben. Mit „freie
Bereiche” sind solche Bereiche gemeint, in denen ein Spalt
zwischen den betreffenden Komponenten verbleibt.
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Je
nach konstruktiven Randbedingungen kann es im Hinblick auf das resultierende
Geräuschverhalten vorteilhaft sein, dass die freien Bereiche über
die gesamte axiale Breite der Stützanordnung 8 verlaufen
und eine kanalartige Verbindung über die gesamte axiale
Breite der Stützanordnung 8 bereitstellen. Damit
ist grundsätzliche eine axiale Ausbreitung von Luftschall über
die gesamte Breite der Stützanordnung 8 möglich,
was im Hinblick auf die Einstellung des Geräuschverhaltens
in vorteilhafter Weise genutzt werden kann.
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In
besonders bevorzugter Ausgestaltung ist es allerdings vorgesehen,
dass die Kontaktkontur 10 derart ausgestaltet und angeordnet
ist, dass die freien Bereiche über die axiale Breite der
Stützanordnung 8 gesehen unterbrochen sind, so
dass eine axiale Übertragung von Schallwellen allenfalls über
Körperschall möglich ist. Dies ist in 3b gezeigt,
wie noch erläutert wird.
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Grundsätzlich
ist es denkbar, dass die Stützanordnung 8 aus
einem Metallwerkstoff ausgebildet ist. Besonders vorteilhaft ist
allerdings die Ausgestaltung der Stützanordnung 8 aus
einem Kunststoff, insbesondere aus einem Elastomer-Werkstoff.
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Bei
den in der 3 dargestellten Varianten ist
die Stützanordnung 8 im wesentlichen ringförmig ausgestaltet.
Dies ist vor allem im Hinblick auf die Montage der Stützanordnung 8 vorteilhaft.
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Die
in den 3 und 4 dargestellten und
insoweit bevorzugten Ausgestaltungen zeigen jeweils eine Kontaktkontur 10 als
Bestandteil der Stützanordnung 8. Dies kann grundsätzlich
alternativ oder zusätzlich zu der Ausgestaltung der Kontaktkontur 10 als
Bestandteil des Gehäuseteils 2 oder als Bestandteil
der Antriebseinheit 3 vorgesehen sein.
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Bei
allen in den 3 und 4 dargestellten
Varianten ist es so, dass die Stützanordnung 8 zur
Realisierung der Kontaktkontur 10 sich radial erhebende
Kontaktnoppen 12 aufweist, über die die Abstützung
der Antriebseinheit 3 erfolgt.
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Der
Begriff „Kontaktnoppen” ist vorliegend weit zu
verstehen. Dies wurde weiter oben schon angesprochen.
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In
Abhängigkeit von den konstruktiven Randbedingungen kann
es vorteilhaft sein, die Kontaktnoppen 12 auf der dem Gehäuseteil 2 und/oder
auf der der Antriebseinheit 3 zugewandten Seite der Stützanordnung 8 anzuordnen.
Hier und vorzugsweise sind die Kontaktnoppen 12 auf der
dem Gehäuseteil 2 zugewandten Seite der Stützanordnung 8 angeordnet.
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Hier
und vorzugsweise ist es ferner so, dass alle Kontaktnoppen 12 der
Stützanordnung 8 identisch ausgebildet sind. Grundsätzlich
kann es aber insbesondere im Hinblick auf die Vermeidung von Resonanzschwingungen
vorteilhaft sein, die Kontaktnoppen 12 unterschiedlich
auszubilden und insbesondere unregelmäßig anzuordnen.
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Bei
den in 3 dargestellten und insoweit bevorzugten
Ausgestaltungen sind die Kontaktnoppen 12 zumindest zum
Teil im wesentlichen linienförmig ausgebildet. „Linienförmig” bedeutet
hier lediglich, dass die Kontaktnoppen 12 länglich
ausgestaltet sind. Eine ideale linienförmige Ausgestaltung
ist hiermit nicht gemeint.
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Ferner
ist es bei den in 3 dargestellten Ausführungsbeispielen
so, dass die im wesentlichen linienförmigen Kontaktnoppen 12 auf
die Längsachse 13 des Spindelantriebs ausgerichtet
sind. Damit ist gemeint, dass die Kontaktnoppen 12 parallel
zu der Längsachse 13 des Spindelantriebs verlaufen.
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Interessant
bei dem in 3c dargestellten Ausführungsbeispiel
ist die Tatsache, dass die linienförmigen Kontaktnoppen 12 freie
Bereiche zwischen der Stützanordnung 8 und dem
Gehäuseteil 2 herstellen, die sich über
die gesamte Breite der Stützanordnung 8 erstrecken.
Damit ist eine axiale Ausbreitung von Luftschall über die
Stützanordnung 8 hinweg möglich.
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Bei
der in 3b dargestellten Ausgestaltung
dagegen weist die Kontaktkontur 10 zusätzlich zu
den linienförmigen Kontaktnoppen 12 einen Ring 14 auf,
der die freien Bereiche in axialer Richtung unterbricht. Damit ist
eine axiale Aus breitung von Luftschall nicht möglich, was
hinsichtlich des Geräuschverhaltens vorteilhaft sein kann.
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3a zeigt
wiederum eine Anordnung, bei der eine axiale Ausbreitung von Luftschall
durch entsprechend ausgestaltete freie Bereiche möglich
ist. Dies wird aus einer Zusammenschau der 3a und 4 deutlich.
Zusätzlich zu der Kontaktkontur 10 ist die in
den 3a und 4 dargestellte Stützanordnung 8 mit
Ausnehmungen 15 ausgestattet, denen aber nur einbautechnische
Bedeutung zukommt.
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Für
die Ausgestaltung der Kontaktnoppen 12 sind zahlreiche
vorteilhafte Varianten denkbar. Beispielsweise können die
Kontaktnoppen 12 in vorteilhafter Weise zumindest zum Teil
im wesentlichen punktförmig ausgebildet sein, wobei die
Kontaktnoppen 12 dann vorzugsweise gleichmäßig über
die Stützanordnung 8 verteilt sind. Bei den punktförmigen
Kontaktnoppen 12 handelt es sich um kreisförmige
Kontaktnoppen 12, deren Durchmesser variieren können.
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Denkbar
ist auch, dass die Kontaktnoppen 12 zumindest zum Teil
flächig ausgebildet sind. Diese Kontaktnoppen 12 können
weitgehend beliebige Formen annehmen.
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Es
wurde schon erläutert, dass durch eine geeignete Auslegung
der Kontaktkontur 10 das Dämpfungsverhalten der
Stützanordnung 8 auf einfache Weise eingestellt
werden kann. Entsprechend ist es vorzugsweise vorgesehen, dass die
Kontaktnoppen 12 auf ganz bestimmte, bei den Antriebsschwingungen
auftretende Resonanzfrequenzen ausgelegt sind.
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Die
Darstellung in 5 zeigt nun zwei bevorzugte
Varianten, bei denen zumindest ein Teil der Kontaktkontur 10 Bestandteil
der Innenwand des Gehäuseteils 2 ist.
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Bei
der in 5b dargestellten und insoweit bevorzugten
Ausgestaltung weist das Gehäuseteil 2 zur Realisierung
der Kontaktkontur 10 mehrere, hier und vorzugsweise parallel
zu der Längsachse 13 des Spindelantriebs verlaufende,
sich radial erhebende Ausformungen 16 auf, die vorzugsweise
jeweils eine parallel zu der Längsachse 13 des
Spindelantriebs verlaufende Kante 17 aufweisen.
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Grundsätzlich
müssen nicht mehrere der in 5 dargestellten
Ausformungen 16 vorgesehen sein. Im Extremfall reicht sogar
eine einzige Ausformung. Denkbar ist allerdings, dass jede der in 5 dargestellten
Ausformungen 16 gleich mehrere Kanten 17 bereitstellt.
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Die
in 5a dargestellte Ausgestaltung entspricht
der in 5b dargestellten Ausgestaltung mit
der Ausnahme, dass die Kontaktanordnung 10 hier als Bestandteil
sowohl des Gehäuseteils 2 als auch der Stützanordnung 8 ausgestaltet
ist. Dies kann beispielsweise im Hinblick auf eine verdrehsichere
Festlegung der Stützanordnung 8 vorteilhaft sein.
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Es
lässt sich der Darstellung in 2 entnehmen,
dass die Antriebseinheit 3 einen Antriebsmotor 18 und
ein dem Antriebsmotor 18 nachgeschaltetes Zwischengetriebe 19,
das hier als Planetenradgetriebe ausgestaltet ist, aufweist und
dass die Stützanordnung 8 entlang der Längsachse 13 des Spindelantriebs
gesehen im Bereich des Zwischengetriebes 19 gelegen ist.
Bei dieser Stützanordnung 8 handelt es sich hier
und vorzugsweise um die in den 3a und 4 dargestellte
Stützanordnung 8.
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Zusätzlich
kann es vorgesehen sein, dass zwischen dem Zwischengetriebe 19 und
dem Spindel-Spindelmuttergetriebe 4 eine Kupplung, insbesondere
eine Klauenkupplung, angeordnet ist. In besonders bevorzugter Ausgestaltung
ist nun entlang der Längsachse 13 des Spindelantriebs
gesehen im Bereich der Kupplung eine vorschlagsgemässe Stützanordnung
vorgesehen, die alternativ oder zusätzlich zu der im Bereich
des Zwischengetriebes 19 gelegenen Stützanordnung 8 Anwendung
finden kann.
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Es
lässt sich der Darstellung in 2 ferner entnehmen,
dass hier und vorzugsweise entlang der Längsachse 13 des
Spindelantriebs gesehen im Bereich des Antriebsmotors 18 eine
weitere Stützanordnung 8a vorgesehen ist. Das
Dämpfungsverhalten der weiteren Stützanordnung 8a ist
vorzugsweise auf höhere Resonanzfrequenzen ausgelegt als
das Dämpfungsverhalten der im Bereich des Zwischengetriebes 19 und/oder
der Kupplung gelegenen Stützanordnung 8. Dies
liegt daran, dass die im Bereich des Antriebsmotors 18 durch
die dort herrschenden hochfrequenten Antriebsschwingungen entsprechend
höhere Resonanzfre quenzen als im Bereich des Zwischengetriebes 19 oder
der Kupplung zu dämpfen sind. Bei bestimmten Anwendungsfällen
kann es vorteilhaft sein, dass die weitere Stützanordnung 8a einen
vollflächigen Kontakt mit der Antriebseinheit 3 und
dem Gehäuseteil 2 bereitstellt. Grundsätzlich
wird es sich bei der weiteren Stützanordnung 8a aber
um eine in obigem Sinne vorschlagsgemäße Stützanordnung
handeln.
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Bei
dem dargestellten und insoweit bevorzugten Ausführungsbeispiel
ist an der der Abtriebswelle des Antriebsmotors 18 abgewandten
Seite ein Platinenträger zur Aufnahme einer Elektronikplatine vorgesehen.
Es hat sich in Versuchen gezeigt, dass die Anordnung der Stützanordnung 8 in
diesem endseitigen Bereich, insbesondere am Platinenträger des
Spindelantriebs, besonders gute Ergebnisse zeigt. Hierfür
wurden die in den 3b und 3c dargestellten
Stützanordnungen 8 als besonders vorteilhaft ermittelt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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