DE202021102062U1 - Aktivierbare Antriebsvorrichtung - Google Patents
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Abstract
Antriebsvorrichtung (1; 101), insbesondere ein Spindelantrieb für eine Fahrzeugklappe, umfassend
ein Gehäuse (5; 105),
ein sich entlang einer Antriebsachse (X; X') erstreckendes Antriebselement (13; 113)
eine sich entlang einer Abtriebsachse (Y; Y') erstreckendes Abtriebselement (14; 114), und
eine zwischen dem Antriebselement (13; 113) und dem Abtriebselement (14; 114) angeordnete Kopplungsvorrichtung (20; 120) mit zumindest einem ersten Kopplungselement (21; 121) zur Kopplung des Antriebselementes (13; 113) und des Abtriebselementes (14; 114), dadurch gekennzeichnet,
dass die Kopplungsvorrichtung (20; 120) durch Betätigung des Antriebselementes (13; 113) von einer Entkopplungsstellung in eine das Antriebselement (13; 113) und das Abtriebselement (14; 114) miteinander koppelnde Kopplungsstellung verlagerbar ist.
ein Gehäuse (5; 105),
ein sich entlang einer Antriebsachse (X; X') erstreckendes Antriebselement (13; 113)
eine sich entlang einer Abtriebsachse (Y; Y') erstreckendes Abtriebselement (14; 114), und
eine zwischen dem Antriebselement (13; 113) und dem Abtriebselement (14; 114) angeordnete Kopplungsvorrichtung (20; 120) mit zumindest einem ersten Kopplungselement (21; 121) zur Kopplung des Antriebselementes (13; 113) und des Abtriebselementes (14; 114), dadurch gekennzeichnet,
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Description
- Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung, insbesondere einen Spindelantrieb für eine verstellbare Fahrzeugklappe, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Weiter betrifft die Erfindung eine Verwendung einer erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung zur nachträglichen Aktivierung einer motorischen Verstellung einer Fahrzeugklappe nach Anspruch 24.
- Aus der Praxis sind Antriebsvorrichtungen, insbesondere für angetrieben verstellbare Fahrzeugklappen bekannt, welche gelenkig zwischen einer Fahrzeugkarosserie und einer gegenüber der Fahrzeugkarosserie zu verstellende Fahrzeugklappe angeordnet sind, wobei derartige Antriebsvorrichtungen ein Antriebselement umfassen, über das beispielsweise ein als Spindelstange ausgebildetes Abtriebselement angetrieben gedreht wird, um dadurch eine Längenveränderung der Antriebsvorrichtung zu bewirken und entsprechend hierdurch eine angetriebene Verstellung der Fahrzeugklappe zu realisieren. Vorteilhaft wird hierdurch möglich, eine Fahrzeugklappe automatisch zwischen einer geöffneten und geschlossenen Position zu verstellen. Meist sind derartige Antriebsvorrichtungen bzw. die damit verbundene Möglichkeit einer automatischen Verstellung einer Fahrzeugklappe optional durch einen Kunden beim Kauf des Fahrzeugs wählbar, wobei eine nachträgliche Bereitstellung dieser Komfortfunktion nur durch entsprechendes Nachrüsten möglich ist, welche in einer Werkstatt vorgenommen werden muss.
- Aus anderen Bereichen des Fahrzeugs ist es jedoch mittlerweile bekannt, optionale Funktionen hardwaretechnisch standardmäßig zu verbauen und eine nachträgliche Aktivierung der entsprechenden optionalen Funktion durch den Endkunden gegen Bezahlung zu ermöglichen. Dies ist beispielsweise für Sonderausstattungen wie Sitz- oder Lenkradheizung bekannt. Vorteilhaft kann ein Käufer des Fahrzeugs ohne Aufsuchen einer Werkstatt eine Nachrüstung entsprechender Sonderausstattungen selbst vornehmen, indem er beispielsweise durch Eingabe eines Freischaltcodes in einer App eine Aktivierung der gewünschten Sonderausstattung selbst vornimmt.
- Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Antriebsvorrichtung, insbesondere einen Spindelantrieb für eine schwenkbare Fahrzeugklappe zu schaffen, welche nachträglich zur Nutzung einer motorisch angetriebenen Verstellung einer Fahrzeugklappe aktivierbar und kompakt ausgebildet ist. Weiter ist es die Aufgabe der Erfindung ein Verfahren zur Aktivierung einer motorischen Verstellung einer Fahrzeugklappe anzugeben, welche es ermöglicht, die Nachrüstung einer motorischen Verstellmöglichkeit einer Fahrzeugklappe kostengünstig und einfach zu realisieren.
- Nach einem Aspekt der Erfindung ist eine Antriebsvorrichtung, insbesondere ein Spindelantrieb für eine Fahrzeugklappe, geschaffen, umfassend ein Gehäuse, ein sich entlang einer Antriebsachse erstreckendes Antriebselement, ein sich entlang einer Abtriebsachse erstreckendes Abtriebselement und eine zwischen Antriebselement und Abtriebselement angeordnete Kopplungsvorrichtung mit zumindest einem ersten Kopplungselement zur Kopplung des Antriebselementes und des Abtriebselementes. Die erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass das erste Kopplungselement durch Betätigung des Antriebselementes von einer Entkopplungsstellung in eine das Antriebselement und das Abtriebselement koppelnde Kopplungsstellung verlagerbar ist. Vorteilhaft wird hierdurch ermöglicht, die Antriebsvorrichtung nachträglich zum Antrieb des Abtriebselementes zu aktivieren, indem lediglich eine zum Aktivierungszeitpunkt erste Betätigung des Antriebselementes vorgenommen wird, welche daraufhin zu einer Kopplung desselben mit dem Abtriebselement führt. Nachfolgend kann die Fahrzeugklappe nunmehr wie üblich durch Betätigung des Antriebselementes innerhalb der Antriebsvorrichtung zwischen einer geöffneten und geschlossenen Position mittels der Antriebsvorrichtung verfahren werden.
- In einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das erste Kopplungselement vor Betätigung des Antriebselementes bzw. in der Entkopplungsstellung der Kopplungsvorrichtung mit dem Antriebselement gekoppelt und von dem Abtriebselement entkoppelt ist. Vorteilhaft wird hierdurch sichergestellt, dass selbst bei bereits standardmäßig in das Fahrzeug eingebauter Antriebsvorrichtung ein Antrieb zum automatischen Verfahren oder Verschwenken einer Fahrzeugklappe erst nach der ersten Betätigung des Antriebselementes hinzugeschaltet bzw. aktiviert wird. Vorteilhaft kann ein Nutzer des Fahrzeugs die Fahrzeugklappe zunächst nur manuell öffnen und schließen, wobei aufgrund des zunächst vorliegenden entkoppelten Zustandes bzw. der zunächst vorliegenden Entkopplungsstellung der Kopplungsvorrichtung kein erhöhter Widerstand aufgrund des Antriebselementes bzw. des das Antriebselement antreibenden Motors auftritt. Lediglich der Widerstand des Abtriebselementes selbst muss durch die manuelle Betätigung der Fahrzeugklappe überwunden werden.
- In einer bevorzugten Ausgestaltung der Antriebsvorrichtung ist vorgesehen, dass das erste Kopplungselement axial in eine Richtung parallel zu einer von Antriebsachse und Abtriebsachse durch Betätigung des Antriebselementes verlagert wird. Zweckmäßigerweise können das erste Kopplungselement und das Abtriebselement voneinander in der Entkopplungsstellung beabstandet sein, soweit das erste Kopplungselement in Richtung parallel zu der Antriebsachse axial verlagert wird und das erste Kopplungselement und das Abtriebselement nicht koaxial zueinander angeordnet sind. Besonders bevorzugt ist das erste Kopplungselement axial in eine Richtung parallel zu der Abtriebsachse durch Betätigung des Antriebselementes in Richtung auf eine Kopplungsstellung verlagerbar. Vorteilhaft können das erste Kopplungselement und das Abtriebselement koaxial zueinander angeordnet sein, sodass eine durch die Betätigung des Antriebselementes herzustellende Kopplung zwischen dem ersten Kopplungselement und dem Abtriebselement besonders zuverlässig und einfach möglich ist.
- In einer vorteilhaften Weiterbildung stehen das erste Kopplungselement und das Antriebselement in der Entkopplungsstellung der Kopplungsvorrichtung in Gewinde- oder Getriebeeingriff miteinander. In einer bevorzugten Ausgestaltung ist weiter vorgesehen, dass das Antriebselement um die Antriebsachse angetrieben drehbar ist. Vorteilhaft ist eine besonders sichere und zuverlässige Kopplung des ersten Kopplungselementes mit dem Antriebselement in der Entkopplungsstellung der Kopplungsvorrichtung sichergestellt, wobei zudem bevorzugt eine Drehmomentübertragung zwischen dem Antriebselement und dem ersten Kopplungselement ermöglicht wird, welche besonders bei Ausgestaltung der Antriebsvorrichtung als Spindelantrieb ohnehin benötigt wird.
- In einer besonders bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das erste Kopplungselement durch Drehung des Antriebselementes um die Antriebsachse axial in die Kopplungsstellung verlagert wird. Vorteilhaft erfordert die Herstellung einer Kopplung des Antriebselementes mit dem Abtriebselement lediglich die für die motorische Verstellung einer Fahrzeugklappe ohnehin nötige Betätigung oder Drehung des Antriebselementes, welche in der Regel durch einen als Elektromotor ausgebildeten Motor angetrieben wird.
- Bevorzugt weist das erste Kopplungselement ein Gewinde auf, welches in der Entkopplungsstellung der Kopplungsvorrichtung mit einem Gegengewinde in Eingriff steht, wobei das erste Kopplungselement durch gegenseitige Drehung des Gewindes und des Gegengewindes in die Kopplungsstellung verlagert wird. Vorteilhaft kann durch Drehung eines von Gewinde und Gegengewinde eine axiale Verlagerung des ersten Kopplungselementes relativ zu dem Gegengewinde bewirkt werden.
- In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist das Gegengewinde relativ zu dem Antriebselement ortsfest angeordnet. Vorteilhaft wird hierdurch sichergestellt, dass eine kontrollierte Verlagerung des ersten Kopplungselementes relativ zu dem Antriebselement möglich ist. Insbesondere wird hierdurch zudem vorteilhaft eine zuverlässige und weitgehend wartungsarme Ausgestaltung der Kopplungsvorrichtung realisiert.
- In einer bevorzugten Weiterbildung ist das Gewinde als Innengewinde und das Gegengewinde als Außengewinde ausgebildet. In einer alternativen Weiterbildung ist das Gewinde als Außengewinde und das Gegengewinde als Innengewinde ausgebildet. Vorteilhaft wird hierdurch eine gegenseitige radiale Führung des ersten Kopplungselementes relativ zu dem Gegengewinde sichergestellt, wobei das erste Kopplungselement durch relative Drehungen des Gewindes gegenüber dem Gegengewinde zudem präzise axial verlagert wird. Besonders vorteilhaft ist vorgesehen, dass das Gegengewinde konzentrisch zu einem von Antriebsachse und Abtriebsachse angeordnet ist.
- In einer ersten bevorzugten Ausgestaltung ist das Gegengewinde an dem Gehäuse angeordnet. Zweckmäßigerweise weist das Gehäuse einen durch das Gehäuse umschlossenen Hohlraum auf, in welchem das Gegengewinde angeordnet ist. Bevorzugt ist das Gegengewinde dabei konzentrisch um die Abtriebsachse angeordnet. Vorteilhaft wird für das Gegengewinde kein zusätzliches Bauteil benötigt und ist bereits bei der Herstellung des Gehäuses oder einem zu dem Gehäuse gehöriges Gehäuseteil kostengünstig herstellbar. Bevorzugt treibt das Antriebselement eine Drehung des ersten Kopplungselementes um die Abtriebsachse an, wobei das erste Kopplungselement durch die von dem Antriebselement angetriebene Drehung des ersten Kopplungselementes um die Abtriebsachse axial in die Kopplungsstellung verlagert wird.
- In einer alternativen Ausgestaltung ist das Gegengewinde an dem Antriebselement angeordnet. Bevorzugt ist das Antriebselement dabei um die Antriebsachse drehbar, sodass bei Betätigung bzw. Drehung des Antriebselementes um die Antriebsachse eine axiale Verlagerung des ersten Kopplungselementes erfolgen kann. Vorteilhaft kann das Antriebselement kostengünstig und zuverlässig sowohl einen Antrieb des Abtriebselementes in der Kopplungsstellung der Kopplungsvorrichtung bereitstellen als auch die zuvor benötigte axiale Verlagerung des ersten Kopplungselementes in die Kopplungsstellung aufgrund des an dem Antriebselement vorgesehenen Gegengewindes antreiben.
- Bevorzugt ist das erste Kopplungselement für den Fall, dass das Gegengewinde an dem Antriebselement angeordnet ist, zumindest in der Entkopplungsstellung drehfest in dem Gehäuse angeordnet, sodass eine relative Drehungen des Gewindes und des Gegengewindes möglich ist. In der Kopplungsstellung der Kopplungsvorrichtung ist bevorzugt vorgesehen, dass das Antriebselement mit dem ersten Kopplungselement drehfest gekoppelt ist und eine Drehung des Kopplungselementes relativ zu dem Gehäuse antreibt.
- In einer bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Abtriebselement einen Kopplungsabschnitt aufweist und das erste Kopplungselement einen Gegenkopplungsabschnitt aufweist. Der Kopplungsabschnitt und der Gegenkopplungsabschnitt sind zweckmäßigerweise dazu vorgesehen, eine Kopplung zwischen dem Abtriebselement und dem ersten Kopplungselement herzustellen.
- Zweckmäßig sind in der Entkopplungsstellung der Kopplungsvorrichtung der Kopplungsabschnitt des Abtriebselementes und der Gegenkopplungsabschnitt des ersten Kopplungselementes in Richtung der Abtriebsachse voneinander axial beabstandet. Entsprechend besteht dann keine Kopplung zwischen dem Abtriebselement und dem ersten Kopplungselement bzw. keine Kopplung zwischen dem Abtriebselement und dem Antriebselement, da das Antriebselement bevorzugt mit dem ersten Kopplungselement gekoppelt ist. Weiter zweckmäßig ist vorgesehen, dass in der Kopplungsstellung der Kopplungsvorrichtung der Kopplungsabschnitt des Abtriebselementes und der Gegenkopplungsabschnitt des ersten Kopplungselementes in Richtung der Abtriebsachse axial überlappen. Bevorzugt besteht in der Kopplungsstellung der Kopplungsvorrichtung eine drehformschlüssige Verbindung zwischen dem Kopplungsabschnitt des Abtriebselementes und dem Gegenkopplungsabschnitt des ersten Kopplungselementes.
- In einer bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass in dem Kopplungsabschnitt eine Außenkerbverzahnung angeordnet ist, welche sich längs entlang der Abtriebsachse erstreckt und in dem Gegenkopplungsabschnitt des ersten Kopplungselementes eine komplementär zu der Außenkerbverzahnung ausgebildete Innenkerbverzahnung angeordnet ist, welche sich längs entlang der Abtriebsachse erstreckt. Bevorzugt umgibt der Gegenkopplungsabschnitt radial den Kopplungsabschnitt. Alternativ hierzu kann jedoch auch vorgesehen sein, dass der Kopplungsabschnitt den Gegenkopplungsabschnitt radial umgibt. Für diesen Fall ist in dem Kopplungsabschnitt eine Innenkerbverzahnung angeordnet und in dem Gegenkopplungsabschnitt eine komplementär zu der Innenkerbverzahnung ausgebildete Außenkerbverzahnung angeordnet. Vorteilhaft wird bei axialer Überlagerung des Kopplungsabschnittes und des Gegenkopplungsabschnittes durch Ineinandergreifen der Innenkerbverzahnung und der Außenkerbverzahnung eine drehformschlüssige Verbindung hergestellt.
- Besonders bevorzugt ist das Abtriebselement als Spindelstange mit einem Außengewinde ausgebildet. Vorteilhaft ist die Antriebsvorrichtung entsprechend als Spindelantrieb ausgebildet. Zweckmäßigerweise umfasst die Antriebsvorrichtung eine Spindelmutter, welche in Gewindeeingriff mit dem Außengewinde der Spindelstange steht. Die Spindelstange ist bevorzugt drehbar um die Abtriebsachse gelagert.
- In einer ersten bevorzugten Ausbildung ist das erste Kopplungselement als ein um die Abtriebsachse drehbares Schneckenrad ausgebildet. Vorteilhaft ist das drehbare Schneckenrad konzentrisch um das als Spindelstange ausgebildete Abtriebselement angeordnet. Bevorzugt weist das Schneckenrad entlang eines Innenumfangs eine Innenkerbverzahnung und die Spindelstange entlang eines Außenumfangs eine Außenkerbverzahnung auf, welche durch axiale Verlagerung des Schneckenrades entlang der Abtriebsachse miteinander in Eingriff bringbar sind.
- In einer ersten bevorzugten Weiterbildung ist das Antriebselement als Schneckenwelle ausgebildet, wobei das als Schneckenrad ausgebildete erste Kopplungselement mit der Schneckenwelle im Gewindeeingriff steht. Vorteilhaft kann durch Drehung des Antriebselementes um die Antriebsachse eine Drehung des als Schneckenrad ausgebildeten Kopplungselementes um die Abtriebsachse angetrieben werden, wobei hierdurch das als Schneckenrad ausgebildete erste Kopplungselement in die Kopplungsstellung verlagert wird.
- In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Kopplungsvorrichtung ein Vorspannmittel umfasst, welche die Kopplungsvorrichtung in Richtung auf die Kopplungsstellung vorspannt. Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass das Vorspannmittel das erste Kopplungselement in Richtung auf die Kopplungsstellung vorspannt. Vorteilhaft wird so sichergestellt, dass der Übergang von der Entkopplungsstellung zu der Kopplungsstellung zuverlässig und sicher erreicht wird.
- In einer ersten bevorzugten Weiterbildung der Antriebsvorrichtung ist das Vorspannmittel als Druckfeder, insbesondere als Tellerfederpaket oder Schraubenfeder, ausgebildet und ist zwischen eine Anschlagfläche innerhalb des Gehäuses und dem ersten Kopplungselement angeordnet. Vorteilhaft umfasst die Antriebsvorrichtung eine Bremsvorrichtung. Bevorzugt ist die Bremsvorrichtung als Lamellenbremse mit einem Bremslamellenpaket ausgebildet. Zweckmäßigerweise wird das Bremslamellenpaket durch das als Druckfeder ausgebildete Vorspannmittel vorgespannt, um eine Bremskraft bereitzustellen.
- In einer vorteilhaften Weiterbildung umfasst die Kopplungsvorrichtung ein zweites Kopplungselement. Vorteilhaft wird hierdurch ermöglicht, eine axiale Verlagerung des ersten Kopplungselementes in die Kopplungsstellung mit dem Abtriebselement durch Betätigung des Antriebselementes zu bewirken, wobei das zweite Kopplungselement gemeinsam mit dem ersten Kopplungselement verlagert wird und eine Kopplung mit dem Antriebselement herstellt.
- Bevorzugt ist das erste Kopplungselement konzentrisch zu der Abtriebsachse angeordnet. Vorteilhaft kann so eine Kopplung zwischen dem ersten Kopplungselement und dem Abtriebselement durch axiale Verlagerung des ersten Kopplungselementes erfolgen.
- Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zur Aktivierung einer motorischen Verstellung einer Fahrzeugklappe mittels einer erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung geschaffen. Das Verfahren umfasst in einem ersten Schritt ein manuelles Verstellen der Antriebsvorrichtung in eine erste Endstellung. In einem zweiten Schritt erfolgt ein Betätigen eines Antriebselementes innerhalb der Antriebsvorrichtung durch Aktivierung eines Motors. In einem dritten Schritt erfolgt ein Verlagern eines mit dem Antriebselement in Eingriff stehenden ersten Kopplungselementes einer innerhalb der Antriebsvorrichtung angeordneten Kopplungsvorrichtung in eine das Antriebselement und ein von dem Antriebselement anzutreibendes Abtriebselement koppelnde Kopplungsstellung. In einem vierten Schritt erfolgt ein Verfahren der Antriebsvorrichtung von der ersten Endstellung in Richtung auf eine zweite Endstellung durch weitere Betätigung des Antriebselementes in der Kopplungsstellung der Kopplungsvorrichtung. Vorteilhaft kann die Option einer motorischen Verstellung einer Fahrzeugklappe auch nachträglich durch Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens aktiviert werden.
- Vorteilhaft kann durch das vorstehende Verfahren die elektrische Funktion der Antriebsvorrichtung beispielsweise durch eine App oder durch Betätigung einer an der Antriebsvorrichtung vorgesehenen Schnittstelle nachträglich aktiviert werden, wobei hierzu keine kosten- und zeitintensive Nachrüstung in einer Werkstatt nötig ist. Vielmehr wird die erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung standardmäßig in einem Fahrzeug verbaut, wobei der Kunde selbst entscheiden kann, ob und wann er eine elektrische Verstellung der Fahrzeugklappe wünscht und kann diese Funktion selbstständig zeitnah nach Buchung selbstständig aktivieren und danach nutzen.
- Weitere Vorteile, Weiterbildungen und Eigenschaften der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung von zwei bevorzugten Ausführungsbeispielen sowie aus den abhängigen Ansprüchen.
- Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand von zwei bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung näher erläutert.
-
1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung in einer Vorderansicht. -
2 zeigt die Antriebsvorrichtung aus1 in einer Längsschnittansicht entlang der in1 gezeigten Schnittlinie A-A. -
3 zeigt die Antriebsvorrichtung aus1 in einer Querschnittansicht entlang der in1 gezeigten Schnittlinie B-B. -
4 zeigt die Antriebsvorrichtung aus1 in einer Querschnittansicht entlang der in1 gezeigten Schnittlinie C-C. -
5 zeigt eine vergrößerte Detailansicht aus2 im Bereich der Kopplungsvorrichtung in der Entkopplungsstellung. -
6 zeigt eine vergrößerte Detailansicht im Bereich der Kopplungsvorrichtung in der Kopplungsstellung. -
7 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung in einer Vorderansicht. -
8 zeigt die Antriebsvorrichtung aus7 in einer Längsschnittansicht entlang der in7 gezeigten Schnittlinie A-A. -
9 zeigt eine Explosionsdarstellung der Kopplungsvorrichtung120 in einer isometrischen Ansicht. -
10 zeigt eine vergrößerte Detailansicht aus8 im Bereich der Kopplungsvorrichtung in der Entkopplungsstellung. -
11 zeigt eine vergrößerte Detailansicht im Bereich der Kopplungsvorrichtung in der Kopplungsstellung. -
1 zeigt ein bevorzugtes erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung1 in einer Vorderansicht. Die Antriebsvorrichtung1 umfasst ein als Kugelpfanne ausgebildetes erstes Gelenkteil2 und ein als Kugelpfanne ausgebildetes zweites Gelenkteil3 , welche an gegenüberliegenden Enden der Antriebsvorrichtung1 angeordnet sind. Das erste Gelenkteil2 und das zweite Gelenkteil3 dienen zweckmäßigerweise dazu, die Antriebsvorrichtung1 zwischen einer Fahrzeugkarosserie und einer relativ zu der Fahrzeugkarosserie verschwenkbar bzw. verlagerbar angeschlossenen Fahrzeugklappe, wie beispielsweise eine Fahrzeugseitentür, eine Dachklappe oder eine Heckklappe gelenkig anzuschliessen, um eine Verschwenkung oder Verlagerung der Fahrzeugklappe zur unterstützen bzw. anzutreiben. - Weiter umfasst die Antriebsvorrichtung
1 einen Antriebsstrang4 mit einem Gehäuse5 und einem in dem Gehäuse5 angeordneten Motor6 , welcher es ermöglicht, mittels der Antriebsvorrichtung eine Längenveränderung der Antriebsvorrichtung1 anzutreiben und so eine automatische Verschwenkung oder Verlagerung der mit der Antriebsvorrichtung1 verbundenen Fahrzeugklappe zu bewirken. Weiter umfasst die Antriebsvorrichtung1 ein als Schraubenfeder ausgebildetes Federteil7 , welches zwischen dem mit dem ersten Gelenkteil2 gekoppelten Gehäuse5 des Antriebsstrangs4 und einem mit dem zweiten Gelenkteil3 gekoppelten Anschlusselement8 angeordnet ist. Vorteilhaft unterstützt das Federteil7 eine manuelle Öffnungsbewegung und/oder eine manuelle Schließbewegung der Fahrzeugklappe, sodass eine durch den Nutzer aufzubringende Kraft während einer manuellen Verschwenkung oder Verlagerung der Fahrzeugklappe möglichst gering ist. Das Federteil7 kann dabei sowohl eine Vorspannung des ersten Gelenkteils2 in Richtung auf das zweite Gelenkteil3 als auch eine Vorspannung des ersten Gelenkteil2 in Richtung weg von dem zweiten Gelenkteil3 bewirken, sodass das Federteil7 sowohl in eine Öffnungsrichtung als auch eine Schließrichtung der Klappe unterstützend wirksam sein kann. -
2 zeigt die Antriebsvorrichtung1 aus1 in einer Längsschnittansicht entlang der in1 gezeigten Schnittlinie A-A. In dieser Darstellung ist zu erkennen, dass das erste Gelenkteil2 mit einem ersten Gehäuseteil9 des Gehäuses5 des Antriebsstrangs4 durch eine Verschraubung fest verbunden ist. Das erste Gehäuseteil9 weist hierzu ein endseitig angeordnetes Schraubengewinde9a auf, auf welchem das erste Gelenkteil2 aufgeschraubt und so befestigt ist. Das Gehäuse5 weist weiter ein zweites Gehäuseteil10 auf, welches mit dem ersten Gehäuseteil9 durch eine Überwurfmutter11 verbunden ist. Die Überwurfmutter11 ist hierzu auf einem an einer Außenseite des zweiten Gehäuseteils10 vorgesehenem Gewinde10a aufgeschraubt. Vorteilhaft wird hierdurch ermöglicht, das Gehäuse5 leicht zusammenzusetzen und gegebenenfalls auch wieder zu öffnen bzw. zu demontieren. Insbesondere können in dem Gehäuse5 befindliche Bauteile leicht ausgetauscht werden. - In einen durch das Gehäuse
5 umschlossenen Hohlraum12 ragt ein an dem hier nicht gezeigten Motor (vgl.3 , Bezugszeichen6 ) angeordnetes Antriebselement13 hinein bzw. ist in dem Hohlraum12 angeordnet. Das Antriebselement13 ist in dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel einer Antriebsvorrichtung1 als Schneckenwelle ausgebildet, welche sich entlang einer aus der Papierebene in einem Winkel herausstehenden Antriebsachse X erstreckt und um diese Antriebsachse X drehbar durch den Motor antreibbar ist. - Die Antriebsvorrichtung
1 umfasst weiter ein Abtriebselement14 , welches sich entlang einer Abtriebsachse Y erstreckt. Das Abtriebselement14 ist in dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel als Spindelstange mit einem Außengewinde15 ausgebildet. Die Spindelstange ist drehbar in einem Kugellager16 gelagert, wobei das Kugellager16 in dem zweite Gehäuseteil10 des Gehäuses5 angeordnet ist und durch ein mittels Verschraubung mit dem zweiten Gehäuseteil10 befestigten zweiten Anschlusselement17 axial fixiert ist. Die Spindelstange14 ist somit vorteilhaft um die Abtriebsachse Y drehbar. - Darüber hinaus ist zu erkennen, dass das Federteil
7 axial mit einem ersten Ende7a an dem ersten Anschlusselement8 und mit einem zweiten Ende7b an dem zweiten Anschlusselement17 befestigt ist, sodass das als Schraubenfeder ausgebildete Federteil7 das erste Anschlusselement8 gegenüber dem zweiten Anschlusselement17 vorspannen kann. Bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel spannt das Federteil7 das erste Anschlusselement8 gegenüber dem zweiten Anschlusselement17 so vor, dass eine Fahrzeugklappe in Öffnungsrichtung vorgespannt ist. - Die Antriebsvorrichtung
1 ist in dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel als Spindelantrieb ausgebildet und umfasst neben der Spindelstange14 weiter eine Spindelmutter18 , welche mit dem Außengewinde15 der Spindelstange1 in Gewindeeingriff steht. Die Spindelmutter18 ist orts- und drehfest an einem ersten offenen Ende19a eines Führungsrohrs19 angeordnet, sodass durch eine Drehung der Spindelstange15 eine Verlagerung des Führungsrohrs19 entlang der Abtriebsachse B erfolgt. An einem dem ersten Ende19a gegenüberliegenden zweiten Ende19b des Führungsrohrs19 ist das zweite Gelenkteil3 durch Verschraubung befestigt, sodass der Abstand zwischen dem ersten Gelenkteil2 und dem zweiten Gelenkteil3 durch Drehung der Spindelstange14 bzw. des Außengewindes15 variiert werden kann bzw. bei einer äußeren Krafteinwirkung auf das erste Gelenkteil2 bzw. zweite Gelenkteil3 eine axiale Verlagerung des Führungsrohrs19 unter einer Drehung des als Spindelstange ausgebildeten Abtriebselementes14 erfolgt. - Die Antriebsvorrichtung
1 umfasst weiter eine Kopplungsvorrichtung20 zur Kopplung des Antriebselementes13 und des als Spindelstange ausgebildeten Abtriebselementes14 . Die Funktionsweise der Kopplungsvorrichtung20 wird nachfolgend unter Bezugnahme der in5 bzw. der6 gezeigten Detailansichten noch näher erläutert. Die Kopplungsvorrichtung20 umfasst ein erstes Kopplungselement21 , welches zwischen einer in2 bzw.5 gezeigten Entkopplungsstellung und einer in6 gezeigten Kopplungsstellung durch Betätigung des Antriebselementes13 verlagerbar ist, wie nachfolgend noch genauer erläutert. - In
2 bzw. in5 ist die Kopplungsvorrichtung20 in einem entkoppelten Zustand bzw. in einer Entkopplungsstellung gezeigt, in dem keine Kopplung zwischen dem Antriebselement13 und dem als Spindelstange ausgebildeten Abtriebselement14 besteht. In diesem entkoppelten Zustand der Kopplungsvorrichtung20 ist die Spindelstange14 frei in dem Kugellager16 drehbar, sodass eine mit der Antriebsvorrichtung1 verbundene Fahrzeugklappe relativ leicht manuell zwischen einer geöffneten Position und einer geschlossenen Position mit Unterstützung des Federteils7 verstellbar ist. -
3 zeigt die Antriebsvorrichtung aus1 in einer Querschnittansicht entlang der in1 gezeigten Schnittlinie B-B. In dieser Ansicht ist ein Querschnitt durch den als Elektromotor ausgebildeten Motor6 und das durch den Motor6 angetriebene als Schneckenwelle ausgebildete Antriebselement13 gezeigt. Die Schneckenwelle13 ist vorteilhaft um die Antriebsachse X angetrieben drehbar. Die Schneckenwelle13 kämmt in dem entkoppelten Zustand der Kopplungsvorrichtung mit seinem Außengewinde13a mit dem als Schneckenrad ausgebildeten ersten Kopplungselement21 , sodass bei einer Betätigung der Schneckenwelle13 eine angetriebene Drehung des Schneckenrades21 erfolgt. -
4 zeigt die Antriebsvorrichtung aus1 in einer Querschnittansicht entlang der in1 gezeigten Schnittlinie C-C. In dieser Ansicht ist ein Querschnitt durch das als Schneckenrad ausgebildete erste Kopplungselement21 zu sehen. Das Schneckenrad21 weist eine umlaufende Außenverzahnung21a auf, wobei die Außenverzahnung21a mit dem Außengewinde13a der Schneckenwelle13 in Gewindeeingriff steht. Das als Schneckenrad ausgebildete erste Kopplungselement21 ist konzentrisch um die in die Papierebene senkrecht stehende Abtriebsachse Y angeordnet und ist um diese drehbar gelagert. Das Schneckenrad21 wird dabei durch das als Spindelstange ausgebildeter Abtriebselement14 zentral durchsetzt, wobei ein radialer Abstand bzw. eine Lücke L zwischen dem als Spindelstange ausgebildeten Abtriebselement14 und einem Innenumfang des Schneckenrades21 vorgesehen ist, so dass die Spindelstange14 gegenüber dem Schneckenrad21 frei drehbar ist. - Wie aus den
1 ,3 und4 zu sehen, ist bei dem hier gezeigten ersten Ausführungsbeispiel ein Winkel zwischen der Antriebsachse X bzw. der sich entlang der Antriebsachse X erstreckenden Schneckenwelle13 und der Abtriebsachse Y bzw. des sich entlang der Abtriebsachse Y erstreckenden und als Spindelstange ausgebildeten Antriebselement14 vorgesehen. Darüber hinaus sind die Antriebsachse X und die Abtriebsachse Y axial voneinander beabstandet. -
5 zeigt eine vergrößerte Detailansicht aus2 im Bereich der Kopplungsvorrichtung20 , welche sich in der Entkopplungsstellung befindet. Das als Spindelstange ausgebildete Abtriebselement14 weist einen Kopplungsabschnitt14a auf, welcher zur Kopplung des Abtriebselementes14 mit dem ersten Kopplungselement21 bzw. mit einem Gegenkopplungsabschnitt22 des ersten Kopplungselementes21 vorgesehen ist. Der Gegenkopplungsabschnitt22 des ersten Kopplungselementes21 ist als hohlzylinderförmiger Fortsatz ausgebildet, welcher durch das Abtriebselement14 durchsetzt ist. Der Kopplungsabschnitt14a des Abtriebselementes14 ist axial zwischen dem Kopplungselement21 bzw. dem Gegenkopplungsabschnitt22 und dem Kugellager16 angeordnet. In dem hier gezeigten entkoppelten Zustand der Kopplungsvorrichtung20 ist der Kopplungsabschnitt14a und der Gegenkopplungsabschnitt22 axial voneinander beabstandet, sodass keine Kopplung zwischen dem Kopplungselement21 und dem Abtriebselement14 und somit auch keine Kopplung zwischen dem Antriebselemente13 und dem Abtriebselement14 besteht. - In dem Kopplungsabschnitt
14a des Abtriebselementes14 ist eine Kerbverzahnung14b angeordnet, deren Zähne sich längs entlang der Abtriebsachse Y erstrecken. In dem Gegenkopplungsabschnitt22 des Kopplungselementes21 ist eine komplementär zu der Kerbverzahnung14b ausgebildete Innenkerbverzahnung22a angeordnet, sodass bei einer Überlappung des Kopplungsabschnittes14a des Abtriebselementes14 und des Gegenkopplungsabschnittes22 des Kopplungselementes21 eine drehformschlüssige Verbindung herstellbar ist, welche durch axiale Verlagerung des Kopplungselementes21 entlang der Abtriebsachse Y erreichbar ist. - Das Schneckenrad
21 weist einen hohlzylinderförmigen Innengewindeabschnitt21b auf, welcher mit einem an dem ersten Gehäuseteil9 vorgesehenen Rohrgewinde9b in Gewindeeingriff steht, sodass bei einer Betätigung des mit der Außenverzahnung21a in Gewindeeingriff stehenden Antriebselementes13 , welches als Schneckenwelle ausgebildet ist, eine axiale Verlagerung des Schneckenrades21 gemeinsam mit dem Gegenkopplungsabschnitt22 axial entlang der Antriebsachse Y erfolgt. Der Innengewindeabschnitt21b ragt dabei axial von einer dem Kugellager16 abgewandten Stirnseite des Schneckenrades21 ab, sodass durch das Abschrauben des Innengewindeabschnitts21b von dem Rohrgewinde9b des ersten Gehäuseteils9 eine axiale Verlagerung des Schneckenrades21 bzw. des Gegenkopplungsabschnittes22 in Richtung auf das Kugellager16 erfolgt. - Entsprechend wird durch die Betätigung der Schneckenwelle
13 bewirkt, dass sich das Schneckenrad21 und mit diesem der Gegenkopplungsabschnitt22 dreht und gleichzeitig axial in Richtung des Kopplungsabschnittes14a des Abtriebselementes14 verlagert. Hierdurch überlappen sich ab einem bestimmten Punkt der Kopplungsabschnitt14a des Abtriebselementes14 und der Gegenkopplungsabschnitt22 , wobei dann die Kerbverzahnung14b des Abtriebselementes14 mit der Innenkerbverzahnung22a des Gegenkopplungsabschnittes22 kämmt und so eine drehfeste Verbindung zwischen dem Gegenkopplungsabschnitt22 bzw. dem als Schneckenrad ausgebildeten ersten Kopplungselement21 und dem als Spindelstange ausgebildeten Abtriebselement14 entsteht. - Weiter ist zwischen einer innenliegenden Anschlagfläche
9c des ersten Gehäuseteils9 und dem ersten Kopplungselement21 ein als Tellerfederpaket ausgebildetes Vorspannmittel23 angeordnet, welches in einer ersten Funktion dafür sorgt, dass das erste Kopplungselement21 in Richtung auf das Kugellager16 vorgespannt wird nachdem das Kopplungselement21 bzw. der Innengewindeabschnitt21b des Kopplungselementes21 vollständig von dem Rohrgewinde9b des ersten Gehäuseteils9 durch Betätigung des Antriebselementes13 abgeschraubt wurde, so dass vorteilhaft sichergestellt wird, dass die Innenkerbverzahnung22a des Gegenkopplungsabschnittes22 weiter auf die Kerbverzahnung14b des Abtriebselementes14 eingerückt wird und die vollständige drehformschlüssige Kopplung zwischen dem als Spindelstange ausgebildeten Abtriebselement14 und dem Kopplungselement21 sichergestellt wird. - Weiter umfasst die Antriebsvorrichtung
1 eine Bremsvorrichtung50 , umfassend ein Bremslamellenpaket51 und einem drehfest an einem Innenumfang angeordneten Bremsgehäuseteil52 . Das Bremsgehäuseteil52 ist dabei axial entlang eines Innenumfangs des Rohrgewindes9b des ersten Gehäuseteils9 verlagerbar. Das Bremslamellenpaket51 umfasst dabei zum einen eine oder mehrere erste Bremsscheiben, welche drehfest mit dem Bremsgehäuseteil52 verbunden sind, und zum anderen eine oder mehrere zweite Bremsscheiben, welche drehfest mit dem Gegenkopplungsabschnitt22 des Kopplungselementes21 gekoppelt sind. Vorteilhaft ist in der hier gezeigten Entkopplungsstellung der Kopplungsvorrichtung20 zudem auch die Bremsvorrichtung50 zunächst nicht mit dem Abtriebselement14 gekoppelt, sodass das als Spindelstange ausgebildetes Antriebselement14 im manuellen Betrieb frei und leichtgängig drehbar ist. -
6 zeigt eine vergrößerte Detailansicht im Bereich der Kopplungsvorrichtung20 in der Kopplungsstellung. In der gezeigten Kopplungsstellung der Kopplungsvorrichtung20 wurde der Innengewindeabschnitt21b des Schneckenrades21 mittels der Betätigung der Schneckenwelle13 vollständig von dem Rohrgewinde9b des ersten Gehäuseteil9 entkoppelt bzw. abgeschraubt und das als Schneckenrad ausgebildete Kopplungselement21 gemeinsam mit dem Gegenkopplungsabschnitt22 unter der Vorspannung des Vorspannmittels23 in Richtung auf das Kugellager16 axial verlagert. Hierdurch überlagern sich der Kopplungsabschnitt14a des Abtriebselementes14 und der Gegenkopplungsabschnitt22 des Kopplungselementes21 , sodass die Innenkerbverzahnung22a des Gegenkopplungsabschnittes22 mit der Kerbverzahnung14b des Abtriebselementes14 kämmt und so eine drehfeste Verbindung zwischen dem Antriebselement13 und dem Abtriebselement14 über das Kopplungselement21 hergestellt ist. Entsprechend wird das als Spindelstange ausgebildete Abtriebselement14 bei einer weiteren Betätigung des als Schneckenwelle ausgebildeten Antriebselementes13 nunmehr in beide Richtungen angetrieben, sodass die Antriebsvorrichtung1 eine angetriebene Verschwenkung einer Fahrzeugklappe sowohl in Öffnungs- als auch in Schließrichtung bewirken kann. Gleichzeitig ist auch die Bremsvorrichtung50 nunmehr aktiv gekoppelt, da die zweiten Bremselemente des Bremslamellenpaketes51 drehfest mit dem Gegenkopplungsabschnitt22 des Kopplungselementes21 gekoppelt sind. -
7 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung101 in einer Vorderansicht. Strukturell gegenüber dem in den1 bis6 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel gleiche Bauteile sind mit denselben Bezugszeichen versehen, wohingegen strukturell veränderte Teile ein um 100 inkrementiertes Bezugszeichen erhalten haben. - Die Antriebsvorrichtung
101 umfasst ein als Kugelpfanne ausgebildetes erstes Gelenkteil102 und ein als Kugelpfanne ausgebildetes zweites Gelenkteil103 , welche an gegenüberliegenden Enden der Antriebsvorrichtung101 angeordnet sind. Die Antriebsvorrichtung101 umfasst weiter einen in8 gezeigten Antriebsstrang104 , welcher in einem Gehäuse105 angeordnet ist. Der Antriebsstrang104 ist dabei im Gegensatz zu dem in der1 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel nicht quer sondern parallel zu einer Längsachse der Antriebsvorrichtung101 angeordnet. -
8 zeigt die Antriebsvorrichtung101 aus7 in einer Längsschnittansicht entlang der in7 gezeigten Schnittlinie A-A. Die Antriebsvorrichtung101 umfasst ein teleskopierbares Gehäuse105 , wobei das Gehäuse105 ein erstes Gehäuseteil109 und ein zweites Gehäuseteil110 umfasst, welche axial zueinander verschiebbar ineinandergesteckt sind. In dem Gehäuse105 ist ein zu einem Antriebsstrang104 zugehöriger, als Elektromotor ausgebildeter Motor106 orts- und drehfest angeordnet, welcher für eine motorisch angetriebene Verlagerung des ersten Gehäuseteils109 gegenüber dem zweiten Gehäuseteils110 vorgesehen ist. - Weiter ist in dem Gehäuse
105 ein als Schraubenfeder ausgebildetes Federteil107 angeordnet, welches das erste Gehäuseteil109 gegen das zweite Gehäuseteil110 vorspannt. Das erste Gelenkteil102 ist an einem offenen Ende109a des ersten Gehäuseteils109 durch Verpressung oder Verschweißung (z.B. Laserverschweißung) befestigt. Das gegenüberliegende zweite Gelenkteil103 hingegen ist an einem geschlossenen Ende110a des zweiten Gehäuseteil110 angeordnet, wobei das zweite Gelenkteil103 mit einem das Gehäuse105 teilweise durchsetzenden und aus dem Gehäuse105 herausragenden Führungsrohr119 verbunden ist. - In dem Führungsrohr
119 ist ein als Spindelstange ausgebildetes Abtriebselement114 mit einem Außengewinde115 radial geführt, wobei an einem ersten offenen Ende119a des Führungsrohrs119 eine mit dem Außengewinde115 des Abtriebselementes114 in Gewindeeingriff stehende Spindelmutter118 orts- und drehfest angeordnet ist, sodass durch eine Drehung der Spindelstange114 bzw. des Außengewindes115 eine Verlagerung des Führungsrohrs119 entlang einer Abtriebsachse Y' erfolgen kann. Die Spindelstange114 ist über ein Kugellager116 drehbar gelagert. An einem dem ersten Ende119a gegenüberliegenden zweiten Ende119b des Führungsrohrs119 ist das zweite Gelenkteil103 durch Verschraubung befestigt. - In einem in dem ersten Gehäuseteil
109 vorgesehenen Hohlraum112 ragt ein Antriebselement113 hinein, welches drehfest mit einer Ausgangswelle106a des Motors106 verbunden ist. Weiter umfasst die Antriebsvorrichtung101 eine Kopplungsvorrichtung120 , welche durch Betätigung bzw. in dem vorliegenden Ausführungsbeispiels durch eine Drehung des Antriebselementes113 um eine Antriebsachse X' von einem hier gezeigten entkoppelten Zustand, in dem das Antriebselement113 und das als Spindelstange ausgebildete Abtriebselement114 entkoppelt sind in einen gekoppelten Zustand bringbar ist, in dem das Antriebselement113 und das als Spindelstange ausgebildete Abtriebselement114 über die Kopplungsvorrichtung120 gekoppelt sind. Das Abtriebselement114 weist einen Kopplungsabschnitt114a auf, welcher zur Kopplung mit der Kopplungsvorrichtung120 vorgesehen ist. In dem Kopplungsabschnitt114a ist eine Kerbverzahnung114b angeordnet. Weiter umfasst die Antriebsvorrichtung eine Bremsvorrichtung150 , welche in dem ersten Gehäuseteil109 angeordnet ist. -
9 zeigt eine Explosionsdarstellung der Kopplungsvorrichtung120 in einer isometrischen Ansicht. In dieser Darstellung sind sowohl die Einzelteile der Kopplungsvorrichtung120 als auch das Antriebselement113 gezeigt. Die Kopplungsvorrichtung120 umfasst ein erstes Kopplungselement121 und ein zweites Kopplungselement124 , welche miteinander verbunden sind. Das erste Kopplungselement121 weist ein Innengewinde121a auf, welches mit einem an einem Außenumfang des Antriebselementes113 vorgesehenen Außengewinde113a in Eingriff bringbar ist. Weiter umfasst das erste Kopplungselement121 einen Gegenkopplungsabschnitt122 , welcher zur Kopplung mit dem Kopplungsabschnitt114a des Abtriebselementes114 vorgesehen ist. In dem Gegenkopplungsabschnitt122 ist eine Innenkerbverzahnung122a angeordnet, welche komplementär zu der Kerbverzahnung114b des Kopplungsabschnittes114a des Abtriebselementes114 ausgebildet ist. - Das erste Kopplungselement
121 weist einen Außenhohlzylinder121c und einen Innenhohlzylinder121d auf, wobei der Außenhohlzylinder121c und der Innenhohlzylinder121d durch einen ringförmigen Boden121e miteinander verbunden sind. Der Außenhohlzylinder121c weist an seiner Innenseite das Innengewinde121a und der Innenhohlzylinder121d weist in seiner Innenseite die Innenkerbverzahnung122a auf. - Das erste Kopplungselement
121 weist an seinem Außenhohlzylinder121c eine erste schlitzförmige Ausnehmung121f und eine gegenüberliegende zweite schlitzförmige Ausnehmung121g auf, welche zur drehfesten Verbindung zwischen dem ersten Kopplungselement121 und dem zweiten Kopplungselement124 vorgesehen sind. Die erste Ausnehmung121f und die zweite Ausnehmung121g sind dabei dem Antriebselement113 zugewandt angeordnet und erstrecken sich in axialer Längsrichtung der Kopplungsvorrichtung120 . - Das Antriebselement
113 weist an seinem Außenumfang eine erste nutförmige Ausnehmung113b und eine gegenüberliegend angeordnete zweite nutförmige Ausnehmung113c auf, welche, wie nachfolgend noch näher erläutert wird, zur drehfesten Verbindung zwischen dem Antriebselement113 und dem zweiten Kopplungselement124 in der Kopplungsstellung der Kopplungsvorrichtung120 vorgesehen sind. Die Ausnehmungen113b , c sind an einem dem ersten Kopplungselement121 bzw. dem zweiten Kopplungselement124 abgewandten axialen Ende des Außengewindes113a des Antriebselementes13 angeordnet. Das Antriebselement113 weist weiter einen hohlzylinderförmigen Fortsatz113d auf, welcher zur Kopplung mit der Ausgangswelle106a des Motors106 (vgl.8 ) vorgesehen ist. Der Fortsatz113d ist der Kopplungsvorrichtung120 abgewandt angeordnet. - Das zweite Kopplungselement
124 weist einen ringförmigen Grundkörper124a und ein von dem ringförmigen Grundkörper124a axial in Richtung auf das erste Kopplungselement121 vorragendes erstes Rastelemente124b und radial gegenüberliegend angeordnetes und axial in Richtung auf das erste Kopplungselement121 vorragendes zweites Rastelement124c auf. Das erste Rastelement124b und das zweite Rastelement124c sind jeweils als Rasthaken mit einer radial nach innen ragenden Nase125 ausgebildet. Die Rasthaken sind so vorteilhaft mit der radial nach innen vorspringenden Nase125 in der ersten schlitzförmigen Ausnehmung121e bzw. der zweiten schlitzförmigen Ausnehmung121f des ersten Kopplungselementes121 einsetzbar, sodass das erste Kopplungselement121 und das zweite Kopplungselement124 weitgehend drehfest zueinander ausgebildet sind. - An einer der jeweiligen Nase
125 abgewandten Außenseite weisen die Rasthaken124b , c jeweils eine nutförmige Aufnahme126 auf, welche zur Aufnahme eines ringförmigen Vorspannmittels127 vorgesehen ist. Das Vorspannmittel127 ist in dem vorliegenden zweiten Ausführungsbeispiel als Gummiring ausgebildet, welche somit vorteilhaft die Rastelemente124b , c radial nach innen vorspannt. Vorteilhaft werden die Rastelemente124b , c so vorgespannt, dass die vorspringenden Nasen125 in die nutförmigen Ausnehmungen113b , c einrasten können. - Weiter umfasst die Kopplungsvorrichtung
120 ein hohlzylinderförmiges Kopplungsgehäuse128 mit einem ringförmigen Boden128a , wobei in axialer Richtung von dem ringförmigen Boden128a abstehende Raststege128b vorgesehen sind, welche mit radial von dem ringförmigen Grundkörper124a des zweiten Kopplungselementes124 nach außen fortragenden Rastvorsprüngen124d zumindest in der Entkopplungsstellung der Kopplungsvorrichtung120 in Eingriff stehen. Vorteilhaft sind das erste Kopplungselement121 und das zweite Kopplungselement124 drehfest gegenüber dem Kopplungsgehäuse128 in der Entkopplungsstellung der Kopplungsvorrichtung120 festgelegt. -
10 zeigt eine vergrößerte Detailansicht aus8 im Bereich der Kopplungsvorrichtung120 in der Entkopplungsstellung. In der hier gezeigten Entkopplungsstellung kämmen das Außengewinde113a des Antriebselementes113 und das Innengewinde121a des ersten Kopplungselementes121 miteinander, sodass durch Drehung des Antriebselementes113 um die Antriebsachse X' bzw. die Abtriebsachse Y' das erste Kopplungselement121 gemeinsam mit dem zweiten Kopplungselement124 axial entlang der Antriebsachse X' bzw. der Abtriebsachse Y' in Richtung der Kopplungsstellung verlagert werden können. - Die Rastvorsprünge
124d des zweiten Kopplungselementes124 überlagern sich axial mit den von dem ringförmigen Boden128a abstehenden Raststegen128b , sodass das zweite Kopplungselement124 und mit diesem auch das erste Kopplungselement121 drehfest gegenüber dem Kopplungsgehäuse128 festgelegt ist. Das erste Kopplungselement121 und das zweite Kopplungselement124 sind dabei vorteilhaft jedoch axial gegenüber dem Kopplungsgehäuse128 verlagerbar. Das Kopplungsgehäuse128 ist an einer Innenseite des ersten Gehäuseteil109 festgelegt, sodass das Kopplungsgehäuse128 sowohl orts- als auch drehfest gegenüber dem ersten Gehäuseteil109 angeordnet ist. - Vorteilhaft wird so sichergestellt, dass das erste Kopplungselement
121 und das zweite Kopplungselement124 sich nicht während einer ersten Betätigung, d.h. Drehung des Antriebselementes113 um die Antriebsachse X drehen können, jedoch axial nach oben verlagerbar sind. - In der hier gezeigten Entkopplungsstellung liegen der erste Rasthaken
124b und der zweite Rasthaken124c , welche durch das Vorspannmittel127 nach innen vorgespannt sind, auf dem Außengewinde113a des Antriebselementes113 auf, sodass die Nasen125 noch nicht in die Ausnehmungen113b , c hineinragen. Da durch die Betätigung, das heißt in dem vorliegenden Fall durch Drehung des Antriebselementes113 um die Antriebsachse X sowohl das erste Kopplungselement121 als auch das zweite Kopplungselement124 axial nach oben verlagert werden, werden auch die Nasen125 der Rasthaken124b , c in Richtung auf die nutförmigen Ausnehmungen113b , c verlagert. Gleichzeitig wird die Innenkerbverzahnung122a in Richtung auf die Kerbverzahnung114a des als Spindelstange ausgebildeten Abtriebselementes114 verlagert, sodass die Innenkerbverzahnung122a mit der Kerbverzahnung114a zu kämmen beginnt und so eine drehfeste Verbindung zwischen dem ersten Kopplungselement121 und dem Abtriebselement114 hergestellt wird. -
11 zeigt eine vergrößerte Detailansicht im Bereich der Kopplungsvorrichtung120 in der Kopplungsstellung. Wie zu erkennen, wurde durch Drehung des Antriebselementes113 das erste Kopplungselement121 aufgrund des gegenseitig bestehenden Gewindeeingriffs axial entlang der Antriebsachse X' bzw. der Antriebsachse Y' nach oben verlagert. Gemeinsam mit dem ersten Kopplungselement121 wurde auch das zweite Kopplungselement124 axial nach oben verlagert. Hierdurch wurde die Innenkerbverzahnung122a auf die Kerbverzahnung114a des Abtriebselementes114 geschoben, sodass eine drehfeste Verbindung zwischen dem Antriebselement114 und dem ersten Kopplungselement121 besteht. Weiter wurde durch die axiale Verlagerung des ersten Kopplungselementes121 bewirkt, dass die Rasthaken124b , c bzw. die Nasen125 in die nutförmigen Ausnehmungen113b , c des Antriebselementes113 unter der Vorspannung des Vorspannmittel127 eingerückt sind und so eine drehfeste Verbindung zwischen dem ersten Kopplungselement121 und dem Antriebselement113 hergestellt ist. - Weiter wurden die Rastvorsprünge
124d des zweiten Kopplungselementes124 so weit nach oben verlagert, dass die Rastvorsprünge124d nicht mehr axial mit den von dem ringförmigen Boden128a abstehenden Raststegen128b überlagern und somit das erste Kopplungselement121 und das zweite Kopplungselement124 nicht mehr gegen eine Drehung gegenüber dem Kopplungsgehäuse128 sichern. Entsprechend drehen sich das erste Kopplungselement121 und das zweite Kopplungselement124 gemeinsam mit dem Antriebselement113 um die Antriebsachse X' bzw. Antriebsachse Y', wobei das erste Kopplungselement121 und das zweite Kopplungselement124 eine drehfeste Verbindung zwischen dem Antriebselement113 und dem als Spindelstange ausgebildeten Abtriebselement114 bereitstellen. Entsprechend wird das Abtriebselement114 nunmehr durch das Antriebselement113 drehbar angetrieben. - Vorstehend wurde die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert, bei dem eine Bremsvorrichtung der Antriebsvorrichtung vorgesehen ist, welche gemeinsam mit dem Antriebselement mittels der Kopplungsvorrichtung mit dem Abtriebselement gekoppelt wird, wobei die Bremsvorrichtung als Lamellenbremse ausgebildet ist. Es versteht sich, dass die Bremsvorrichtung auch als elektromagnetisch aktivierbare Bremse ausgebildet sein kann, welche gesondert aktiviert werden kann.
- Vorstehend wurde die Erfindung anhand zweier Ausführungsbeispiele erläutert, bei denen ein Vorspannmittel vorgesehen ist, welche das erste Kopplungselement in die Kopplungsstellung vorspannt. Es versteht sich, dass das erste Kopplungselement selbst ein derartiges Vorspannmittel bilden kann, beispielsweise durch zumindest in der Entkopplungsstellung gespannte Bestandteile des ersten Kopplungselementes, welche ein Verrrasten oder Ähnliches mit dem Abtriebselement bewirkt.
- Vorstehend wurde die Erfindung anhand zweier Ausführungsbeispiele erläutert, bei denen das erste Kopplungselement durch ein Vorspannmittel axial in Richtung der Kopplungsstellung vorgespannt wurde bzw. bei dem das erste Kopplungselement aufgrund eines Gewindeeingriffs mit dem Antriebselement eine Sicherung in axialer Richtung erfährt, welche dafür sorgt, dass das erste Kopplungselement in der Kopplungsstellung verbleibt. Es versteht sich, dass auch alternativ oder zusätzlich weitere Mittel vorgesehen sein können, welche beispielsweise eine axiale Sicherung des ersten Kopplungselementes in der Kopplungsstellung durch Formschluss bewirken. Beispielsweise können Raststellen an dem ersten Kopplungselement und einer Innenfläche des Gehäuses vorgesehen sein, welche eine formschlüssige Verrastung des ersten Kopplungselementes in der Kopplungsstellung bewirken.
- Vorstehend wurde die Erfindung anhand zweier Ausführungsbeispiele erläutert, bei denen das erste Kopplungselement nach der Betätigung des Antriebselementes in die Kopplungsstellung verlagert wird und dort nachfolgend verbleibt. Eine Rückstellung des ersten Kopplungselementes ist nur durch äußeren mechanischen Eingriff möglich. Es versteht sich, dass vorteilhaft eine Rückstellvorrichtung vorgesehen sein kann, welche eine Rückstellung des ersten Kopplungselementes in die Entkopplungsstellung bewirkt, beispielsweise ein Federsystem, welches von außen aktiverbar ist.
Claims (24)
- Antriebsvorrichtung (1; 101), insbesondere ein Spindelantrieb für eine Fahrzeugklappe, umfassend ein Gehäuse (5; 105), ein sich entlang einer Antriebsachse (X; X') erstreckendes Antriebselement (13; 113) eine sich entlang einer Abtriebsachse (Y; Y') erstreckendes Abtriebselement (14; 114), und eine zwischen dem Antriebselement (13; 113) und dem Abtriebselement (14; 114) angeordnete Kopplungsvorrichtung (20; 120) mit zumindest einem ersten Kopplungselement (21; 121) zur Kopplung des Antriebselementes (13; 113) und des Abtriebselementes (14; 114), dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplungsvorrichtung (20; 120) durch Betätigung des Antriebselementes (13; 113) von einer Entkopplungsstellung in eine das Antriebselement (13; 113) und das Abtriebselement (14; 114) miteinander koppelnde Kopplungsstellung verlagerbar ist.
- Antriebsvorrichtung nach
Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das erste Kopplungselement (21; 121) vor Betätigung des Antriebselementes (13; 113) bzw. in der Entkopplungsstellung der Kopplungsvorrichtung (20; 120) mit dem Antriebselement (13; 113) gekoppelt und von dem Abtriebselement (14; 114) entkoppelt ist. - Antriebsvorrichtung nach
Anspruch 1 oder2 , dadurch gekennzeichnet, dass das erste Kopplungselement (21; 121) axial in eine Richtung parallel zu einer von Antriebsachse (X; X') und Abtriebsachse (Y; Y') durch Betätigung des Antriebselementes (13; 113) verlagerbar ist. - Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Kopplungselement (21; 121) und das Antriebselement (13; 131) in der Entkopplungsstellung der Kopplungsvorrichtung (20; 120) in Gewinde- oder Getriebeeingriff stehen.
- Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebselement (13; 113) um die Antriebsachse (X; X') angetrieben drehbar ist.
- Antriebsvorrichtung nach
Anspruch 4 oder5 , dadurch gekennzeichnet, dass das erste Kopplungselement (21, 121) durch Drehung des Antriebselementes (13; 113) um die Antriebsachse (X; X') axial in die Kopplungsstellung verlagert wird. - Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Kopplungselement (21; 121) ein Gewinde (21b; 121a) aufweist, welches in der Entkopplungsstellung der Kopplungsvorrichtung (20; 120) mit einem Gegengewinde (9b; 13a) in Eingriff steht, wobei das erste Kopplungselement (21; 121) durch gegenseitige Drehung des Gewindes (21b; 121a) und des Gegengewindes (9b; 13a) in die Kopplungsstellung verlagert wird.
- Antriebsvorrichtung nach
Anspruch 7 , dadurch gekennzeichnet, dass das Gegengewinde (9b; 13a) relativ zu dem Antriebselement (13; 113) ortsfest angeordnet ist. - Antriebsvorrichtung nach
Anspruch 7 oder8 , dadurch gekennzeichnet, dass das Gewinde (21b; 121a) als Innengewinde und das Gegengewinde (9b; 113a) als Außengewinde ausgebildet ist. - Antriebsvorrichtung nach einem der
Ansprüche 7 bis9 , dadurch gekennzeichnet, dass das Gegengewinde (9b) an dem Gehäuse (5) angeordnet ist. - Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebselement (13) eine Drehung des ersten Kopplungselementes (21) um die Abtriebsachse (Y) antreibt, wobei das erste Kopplungselement (21) durch die von dem Antriebselement (13) angetriebene Drehung des ersten Kopplungselementes (21) um die Abtriebsachse (Y) axial in die Kopplungsstellung verlagert wird.
- Antriebsvorrichtung nach einem der
Ansprüche 7 bis9 , dadurch gekennzeichnet, dass das Gegengewinde (13a) an dem Antriebselement (13a) angeordnet ist. - Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Abtriebselement (14; 114) einen Kopplungsabschnitt (14a; 114a) aufweist und das erste Kopplungselement (21; 121) einen Gegenkopplungsabschnitt (22, 122) aufweist.
- Antriebsvorrichtung nach
Anspruch 13 , dadurch gekennzeichnet, dass in der Entkopplungsstellung der Kopplungsvorrichtung (20; 120) der Kopplungsabschnitt (14a; 114a) des Abtriebselementes (14; 114) und der Gegenkopplungsabschnitt (22; 122) des ersten Kopplungselementes (21; 121) in Richtung der Abtriebsachse (Y; Y') voneinander axial beabstandet sind. - Antriebsvorrichtung nach
Anspruch 13 oder14 , dadurch gekennzeichnet, dass in der Kopplungsstellung der Kopplungsvorrichtung (20; 120) der Kopplungsabschnitt (14a; 114a) des Abtriebselementes (14; 114) und der Gegenkopplungsabschnitt (22; 122) des ersten Kopplungselementes (21; 121) in Richtung der Abtriebsachse (Y; Y') axial überlappen. - Antriebsvorrichtung nach einem der
Ansprüche 13 bis15 , dadurch gekennzeichnet, dass in dem Kopplungsabschnitt (14a; 114a) eine Kerbverzahnung (14b; 114b) angeordnet ist, welche sich längs entlang der Antriebsachse (Y; Y') erstreckt und in dem Gegenkopplungsabschnitt (22; 122) des ersten Kopplungselementes (21; 122) eine komplementär zu der Kerbverzahnung (14b; 114b) ausgebildete Innenkerbverzahnung (22a; 122a) angeordnet ist, welche sich längs entlang der Antriebsachse (Y; Y') erstreckt. - Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Abtriebselement (14; 114) als Spindelstange mit einem Außengewinde (15; 115) ausgebildet ist.
- Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Kopplungselement (21) als eine um die Abtriebsachse (Y) drehbares Schneckenrad ausgebildet ist.
- Antriebsvorrichtung nach Anspruch18, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebselement (13) als Schneckenwelle ausgebildet ist, wobei das als Schneckenrad ausgebildete Kopplungselement (21) mit der Schneckenwelle (13) in Gewindeeingriff steht.
- Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplungsvorrichtung (20; 120) ein Vorspannmittel (23; 127) umfasst, welche die Kopplungsvorrichtung (20; 120) in Richtung auf die Kopplungsstellung vorspannt.
- Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplungsvorrichtung (120) ein zweites Kopplungselement (124) umfasst.
- Antriebsvorrichtung nach
Anspruch 20 , dadurch gekennzeichnet, dass das Vorspannmittel (23) als Druckfeder ausgebildet ist und zwischen einer Anschlagfläche (9c) innerhalb des Gehäuses (5) und dem ersten Kopplungselement (21) angeordnet ist. - Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Kopplungselement (21; 121) konzentrisch zu der Abtriebsachse (Y; Y') angeordnet ist.
- Verwendung einer Antriebsvorrichtung (1; 101) nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur nachträglichen Aktivierung einer motorischen Verstellung einer Fahrzeugklappe, umfassend die Schritte, manuelles Verstellen der Antriebsvorrichtung in eine erste Endstellung; Betätigen eines Antriebselementes (13; 113) innerhalb der Antriebsvorrichtung (1; 101) durch Aktivierung eines Motors (6; 106); Verlagern eines mit dem Antriebselement (13; 113) in Eingriff stehenden ersten Kopplungselementes (21; 121) einer innerhalb der Antriebsvorrichtung (1; 101) angeordneten Kopplungsvorrichtung (120) in eine das Antriebselement (13; 113) und ein von dem Antriebselement (13; 113) anzutreibendes Abtriebselement (14; 114) koppelnde Kopplungsstellung; und Verfahren der Antriebsvorrichtung von der ersten Endstellung in Richtung auf eine zweite Endstellung durch weitere Betätigung des Antriebselementes (13; 113) in der Kopplungsstellung der Kopplungsvorrichtung (20; 120).
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