DE3738416A1 - Antrieb zum verstellen eines glieds, insbesondere eines riegelelements, das zum schliessmechanismus eines einer oeffnung in einer kraftfahrzeugkarosserie zugeordneten abdeckelements gehoert - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Verstellantrieb nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es ist schon ein derartiger Verstellantrieb bekannt (DE-OS 30 31 066), bei dem das Untersetzungsgetriebe als Rädergetriebe ausgebildet ist, welches auch von der Abtriebsseite her durchgedreht werden kann. Dadurch ist es möglich, das in Sperr­ stellung befindliche Riegelelement manuell zu verstellen und das Ab­ deckelement von der Karosserieöffnung zu entfernen. Um dies Unbe­ fugten zu verwehren, hat man deshalb ein als Zahnstange ausgebil­ detes Zwischenglied mit einem zu einer Entriegelungsstellung feder­ belasteten Sperrhebel versehen, der über einen von der Schubstange bewegbaren Betätigungsschieber mit Hilfe eines Schieberanschlags in eine gestellfeste Ausnehmung gedrückt wird. Da zum Bewegen des Betä­ tigungsschiebers die Schubstange eine weitere federbelastete Mit­ nehmernase hat, die von dem Schieberanschlag überquert werden muß wenn der Schieber aus seiner Verriegelungsstellung in seine Ent­ riegelungsstellung überführt wird, entstehen unerwünschte Schalt­ geräusche. Weiter ist ein zusätzlicher Schieberhub zum Sichern des in Sperrstellung befindlichen Riegelelements erforderlich, weil damit erst der Betätigungsschieber bzw. dessen Schieberanschlag den Sperrhebel in die Ausnehmung drückt.

Vorteile der Erfindung

Mit dem erfindungsgemäßen Verstellantrieb mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs ist dagegen eine manuelle Verstellung des Riegelelements nicht möglich, weil das Schneckengetriebe nicht von der Abtriebsseite her durchgedreht werden kann.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vor­ teilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Verstellantriebs möglich. Besonders vorteilhaft ist es, zwischen dem Schneckengetriebe und dem Riegelelement eine vorzugs­ weise als Klemmkupplung ausgebildete Kupplung anzuordnen, welche eine Freilaufstellung aufweist, in der das Schneckengetriebe ausge­ kuppelt und somit eine manuelle Verstellung des Riegelelements möglich ist. Dadurch ist auch bei Ausfall des vorzugsweise elek­ trischen Antriebsmotors - wenn sich das Riegelelement in Schließ­ stellung befindet - eine manuelle Entriegelung des Abdeckelements möglich.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung darge­ stellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine Prinzipdarstellung einer zu einem Kraftfahrzeug gehörenden Zentralschließanlage,

Fig. 2 eine zur Zentralschließ­ anlage gehörende Antriebseinheit, mit teilweise aufgebrochenem Gehäuse,

Fig. 3 einen Schnitt durch die Antriebseinheit gemäß Fig. 2, entlang der Linie III-III,

Fig. 4 einen Schnitt durch eine zur Antriebseinheit gehörenden Klemmkupplung, entlang der Linie IV-IV,

Fig. 5 ein in Fig. 4 mit V bezeichnetes Detail der Antriebsein­ heit, in vergrößerter Darstellung,

Fig. 6 eine Ansicht und einen Schnitt eines zur Kupplung gehörenden Mitnehmers,

Fig. 7 eine Schlingfeder im Schnitt und in Ansicht und

Fig. 8 eine Spreizfeder im Schnitt und in Ansicht.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Eine in Fig. 1 im Prinzip dargestellte Zentralschließanlage für Kraftfahrzeuge weist für jede Schließstelle an ein Antriebsaggregat 10 auf, zu dem ein elektrischer Antriebsmotor 12 gehört. Als Ab­ triebsglied weist jedes Antriebsaggregat 10 ein Zwischenglied 14 auf, das mit einem Riegelelement 16 wirkverbunden ist. Dem Riegel­ element 16 ist eine Riegelaufnahme 18 zugeordnet, die gestellfest angeordnet ist. Die Steuerung der beim Ausführungsbeispiel vier Antriebsaggregate 10 erfolgt über ein elektronisches Steuergerät 20, das über eine Betätigungsschaltung 22 mit einer nicht dargestellten Stromquelle elektrisch verbunden ist. In der Schaltung 22 sind Betä­ tigungsschalter 24 angeordnet, die beim Ausführungsbeispiel als Tür­ schlösser eines Kraftfahrzeugs ausgebildet sind. Jedem Türschloß 24 ist ein Schlüssel 26 zugeordnet. Je nach Betätigungsrichtung des Schlüssels 26 im Schloß 24 werden über das Steuergerät 20 die Antriebsaggregate 12 so akiviert, daß das Riegelelement 16 entweder in seine Aufnahme 18 hinein oder aus seiner Aufnahme 18 heraus­ gelangt. Diese Bewegung ist in Fig. 1 durch einen Doppelpfeil 28 veranschaulicht.

In Fig. 2 ist eines der Antriebsaggregate 12 vergrößert darge­ stellt. Es weist ein Gehäuse 30 auf, in dem der elektrische An­ triebsmotor 12 und ein als Schneckengetriebe ausgebildetes Unter­ setzungsgetriebe 34 untergebracht sind. Das Schneckengetriebe 34 hat eine Schneckenwelle 36, gebildet durch eine Verlängerung der Anker­ welle des Elektromotors 12, die mit einem Schneckenrad 38 kämmt, welche mit einem Ritzel 40 wirkverbunden ist. Das Ritzel 40 selbst greift in eine Verzahnung 42 einer Zahnstange 44, welche ein Zwischenglied bildet, das mit einem Anschlußstück 45 aus dem Gehäuse 30 des Antriebsaggregats 12 ragt. Je nach Drehrichtung des Elektro­ motors 32 wird somit das Anschlußstück 45 in eine der durch den Doppelpfeil 28 angedeuteten Arbeitsrichtungen bewegt.

Wie insbesondere die Fig. 3 bis 5 veranschaulichen, ist innerhalb der Getriebeübersetzung 36, 38, 40, 42, 44 eine Kupplung 46 unter­ gebracht, welche je nach Betriebszustand den Kraftfluß zwischen dem Schneckenrad 38 und dem Ritzel 40 herstellt oder unterbricht. Dazu ist in dem Gehäuse 30 eine feststehende Achse 48 gelagert, auf welcher das Ritzel 40 frei drehbar ist, wenn es nicht mit der Zahn­ stange 44 kämmt. Bei der Darstellung gemäß Fig. 3 ist zum besseren Verständnis die Zahnstange nicht mitgezeichnet worden. Das Ritzel 40 hat einen hülsenförmigen Ansatz 50, der tief in eine stirnseitige Aussparung 52 des Schneckenrads 38 eintaucht. Es ist klar, daß dazu die Aussparung 52 des im Querschnitt topfförmigen Schneckenrades 38 auf der dem Ritzel 40 zugekehrten Stirnseite angeordnet sein muß. Weiter weist der hülsenförmigen Ansatz 50 bzw. das Ritzel 40 eine flanschartige Verbreiterung 54 auf, welche eine Stützschulter 56 für einen Mitnehmerring 58 bildet, der auf dem hülsenförmigen Ansatz 50 des Ritzels 40 drehbar angeordnet ist. Der Mitnehmerring 58, der in Fig. 6 besonders anschaulich dargestellt ist, hat an seiner dem Topfboden der Aussparung 52 im Schneckenrad 38 zugewandten Stirn­ seite 60 drei im Winkel von 120 Grad voneinander angeordnete, radialgerichtete Nuten 62, die, wie Fig. 3 zeigt, zur Aufnahme der einen Enden von Klemmrollen 64 dienen, welche zwischen der Topfwand 66 und dem Hülsenmantel 68 untergebracht sind. Dabei erstrecken sich die Drehachsen der Rollen 64 zumindest im wesentlichen parallel zur Längsachse der Achse 48 bzw. zur Drehachse des Schneckenrads 38 und des Ritzels 40. Wie Fig. 3 weiter zeigt, ist an der Innenwand des Schneckenrades 38 eine Abstufung 70 vorgesehen, so daß der Topf­ innenraum einen Bereich mit größerem Durchmesser zur Aufnahme des Mitnehmerrings 58 und einen im Durchmesser engeren Bereich zur Auf­ nahme der Klemmrollen 64 aufweist. Die Innenwand 66 des engeren Bereiches ist in drei im wesentlichen gleichförmige Abschnitte unterteilt, wie dies insbesondere Fig. 4 zeigt. Einer dieser Abschnitte ist in Fig. 5 vergrößert dargestellt. Die Fig. 3 bis 5 machen deutlich, daß sich die Klemmrollen 64, mit Ausnahme des einen in den Nuten 62 des Mitnehmerrings 58 befindlichen Enden in einen Ringkanal 72 befinden, der durch den Topfboden in Achsrichtung und in seiner Breite durch die Mantelfläche 68 des hülsenförmigen Ansatzes 50 sowie durch die Topfinnenwand 66 des Schneckenrades 38 begrenzt ist. Dem Verlauf dieser beiden Ringkanalbegrenzungen 66 und 68 kommt besondere Bedeutung zu. So ist beim Ausführungsbeispiel die Mantelfläche 68 des hülsenförmigen Ansatzes 50 kreisförmig. Dagegen ist die äußere Wand 66 des Ringkanals 72 so ausgebildet, daß sich für jede Klemmrolle 64 ein Mittelbereich 74 ergibt, der breiter ist als der Durchmesser der Klemmrolle 64. Dieser Bereich 74 ist in Fig. 5 klar erkennbar, weil dort die Rolle 64 frei im Ringkanal 72 angeordnet ist und keine der beiden seitlichen Ringkanalbegrenzungen 68 bzw. 66 berührt. Von diesem Mittelbereich 74 aus verjüngt sich jedoch die Breite des Ringkanals 72 in beiden Richtungen dadurch, daß sich die Ringkanalwand 66 geringfügig an die innere Kanalwand 68 annähert. So ergibt sich für jede der drei Klemmrollen 64 eine Arbeitskammer, die sich jeweils zwischen zwei Wülsten 76 befindet. Jede Arbeitskammer, von denen in Fig. 5 eine dargestellt ist, weist also einen weiten Mittelbereich 74 und zwei engere Endbereiche 80 auf, in denen die Breite des Ringkanals 72 kleiner ist als der Durchmesser der Klemmrolle 64.

Aus Fig. 3 ist weiter ersichtlich, daß der Mitnehmerring 58 von einer Schlingfeder 82 umschlungen ist, welche in einer Ringnut 84 am Umfang des Mitnehmerrings angeordnet ist (Fig. 6). Die Enden 86 und 88 der Schlingfeder 82 weisen je eine vom Schlingfederzentrum weg­ gerichtete Abkröpfung 87 bzw. 89 auf, welche in einen Schenkel 90 übergeht. Jedem der Schenkel 90 der Schlingfeder ist ein Anschlag 92 zugeordnet, der mit dem Gehäuse 30 des Antriebsaggregats 12 fest verbunden ist. Schließlich hat der Mitnehmerring 58 an seiner die Nuten 62 aufweisenden Stirnseite drei hakenartige Ansätze 94, durch welche eine in Fig. 8 separat dargestellte, nach Art einer Schrau­ benfeder hergestellte Spreizfeder 96 gehalten ist. Die Anordnung der Spreizfeder 96 in der Kupplung ist aus Fig. 3 ersichtlich. Sie ist so vorgespannt, daß die Rollen 64 mit geringfügigem Druck an der Topfinnenwand 66 des Schneckenrades 38 zur Anlage kommen. Die Schlingfeder 82 dagegen weist eine geringe Vorspannung in der Rich­ tung auf, daß sie am Grund der Ringnut 84 unter geringer Spannung anliegt.

Im folgenden sei die Wirkungsweise des Verstellantriebs näher beschrieben. Wenn der Elektromotor 12 mit Hilfe der Schließeinrich­ tung 24, 26 in einer Weise aktiviert wird, daß das Schließglied 16 mit der Schließaufnahme 18 in Eingriff gelangen soll, muß sich das Schneckenrad 38 in Fig. 2 in Gegenuhrzeigersinn drehen, so daß das als Schubstange ausgebildete Zwischenglied 44 in Richtung des Pfeiles 98 verschoben wird. Wenn sich jedoch die Klemmkupplung 46 in ihrer in den Fig. 4 und 5 gezeigten Mittel- oder Zwischenstellung befindet, drehen sich zunächst das Schneckenrad 38 zusammen mit dem Mitnehmerring 58 und der Schlingfeder 82 solange, bis der eine der Anschlagschenkel 90 der Schlingfeder 82 mit dem ihm zugeordneten gehäusefesten Gegenanschlag 92 zusammenwirkt. Danach bleibt die Schlingfeder und der von dieser gehaltene Mitnehmerring 58 stehen, so daß sich nur noch das Schneckenrad 38 und somit die Topfinnenwand 66 gegenüber der Rolle 64 verdreht. Die hülsenartige Nabe 50 des Ritzels 40 hat bisher überhaupt noch keine Drehbewegung ausgeführt. Erst wenn sich der Arbeitsraum der Rolle 64 je nach Drehrichtung so verengt hat, daß sich ein Kraftschluß zwischen der Topfinnenwand 66 und dem Hülsenmantel 68 ergibt, wird der hülsenförmige Ansatz 50 und damit das Ritzel 40 durch die Klemmrolle 64 mitgenommen, so daß eine Verschiebung der Zahnstange 44 in Richtung des Pfeiles 98 erfolgt. Dieser Schließbewegung wird solange aufrechterhalten, bis das Schließglied 16 in der erforderlichen Art und Weise in seiner Auf­ nahme 18 sitzt. Danach wird der Elektromotor 32 abgeschaltet und der Verstellantrieb 10 stillgesetzt. In dieser Position ist ein manuelles Öffnen der Schließ- oder Sperreinrichtung 16, 18 nicht möglich, weil nach wie vor eine kraftschlüssige Verbindung zwischen der Schließeinrichtung und dem von seiner Abtriebsseite her nicht drehbaren Schneckengetriebe 34 hergestellt ist. Die von der Schließ­ einrichtung versperrte Fahrzeugtür ist also nur gewaltsam oder durch aktivieren des Verstellantriebs in der anderen Stellrichtung zu öffnen. Wenn durch entsprechende Betätigung der Schalteinrichtung 24, 26 der Motor 12 in Gegenrichtung aktiviert wird, dreht sich auch das Schneckenrad 38 entgegengesetzt zu vorher beschriebenen Dreh­ richtung solange, bis sich die Klemmrolle 64 ihrer anderen Klemm­ stellung ihres Arbeitsraumes 74 befindet. Bis zu diesem Zeitpunkt bleibt die Fahrzeugtür versperrt. Erst dann erfolgt ein Zurückziehen des Riegelelements aus seiner Aufnahme 18, weil erst dann die Klemm­ kupplung 46 die Antriebsbewegung des Elektromotors 32 auf das Ritzel 40 und damit auf die Zahnstange 44 überträgt. Es ergibt sich somit von selbst, daß das Schneckenrad 38 eine erste Kupplungshälfte bil­ det, die über die Klemmrollen 64 mit der durch den hülsenförmigen Ansatz 50 des Ritzels 40 gebildeten zweiten Kupplungshälfte zusammenwirkt. Das eigentliche Kupplungsmittel wird durch die Rollen 64 gebildet. In Fig. 5 sind die beiden möglichen Betriebsstellungen der Klemmrolle 64 strichpunktiert dargestellt und mit 164 bzw. 264 bezeichnet. Die in Fig. 5 ausgezogen dargestellte Position der Klemmrolle 64, bei der sie sich im breiten Bereich 74 des Ringkanals 72 befindet, ist eine sogenannte Freilaufstellung, in welcher die Zahnstange 44 und damit das Ritzel 40 von der Seite der Schließein­ richtung 16, 18 her manuell betätigt werden könen. Diese sogenannte Freilauf- oder Zwischenstellung ist dann von Bedeutung, wenn, bei­ spielsweise bei Ausfall der Stromversorgung, für den Verstellantrieb eine manuelle Verstellung erforderlich ist. Dazu kann über die Steuerelektronik 20 erreicht werden, daß nach Bewegen des Riegel­ elements 16 in seine Aufnahme 18 der Elektromotor 17 kurzzeitig, beispielsweise 50 Mikrosekunden in Öffnungsrichtung betrieben wird, so daß die Klemmrollen 64 in ihre in Fig. 5 gezeigten Freilauf­ stellungen gelangen.

Es ist klar, daß eine einwandfreie Funktion der Verstelleinrichtung 10 nur dann gewährleistet ist, wenn die Klemmstellungen der Klemm­ rolle 64 nicht selbsthemmend sind. Es muß ein störungsfreies Lösen der Klemmrolle 64 aus ihrer Klemmstellung gewährleistet sein, wenn das Schneckenrad 38 in Gegenrichtung anläuft.

Weiter versteht sich von selbst, daß der erfindungsgemäße Verstell­ antrieb nicht nur für Zentralschließanlagen denkbar ist, sondern auch bei Schiebedachantrieben etc. Verwendung finden kann. Entschei­ dend ist, daß der Schließmechanismus zu einem Abdeckelement gehört, das zum Abdecken einer Öffnung einer Kraftfahrzeugkarosserie dient.

Claims (14)

1. Antrieb zum Verstellen eines Glieds, insbesondere eines Riegel­ elements, das zum Schließmechanismus eines einer Öffnung in einer Kraftfahrzeugkarosserie zugeordneten Abdeckelements gehört, mit einem drehrichtungsumschaltbaren Antriebsmotor und einem diesem nachgeordneten Untersetzungsgetriebe, das über ein Zwischenglied mit dem Riegelelement wirkverbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Untersetzungsgetriebe als Schneckengetriebe (34) ausgebildet ist.

2. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Schneckengetriebe (34) und dem Riegelelement (16) eine Kupplung (46) angeordnet ist.

3. Antrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung eine Klemmkupplung (46) mit einer Freilaufstellung ist.

4. Antrieb nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemm­ kupplung (46) für jede Drehrichtung des Antriebsmotors (32) eine Klemmstellung und eine gemeinsame, zwischen den Klemmstellungen liegende Freilaufstellung aufweist.

5. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmkupplung (46) eine an dem Schneckenrad (38) des Schneckengetriebes (34) ausgebildete erste Kupplungshälfte aufweist, die über Klemmrollen (64) mit einer zweiten Kupplungshälfte (68, 50) wirkverbunden ist, welche an einem Ritzel (40) ausgebildet ist, daß mit einer Verzahnung (42) an einem als Schubstange (44) ausgebil­ deten Zwischenglied zusammenarbeitet.

6. Antrieb nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jede Kupp­ lungshälfte (38, 50) eine sich in Richtung der gemeinsamen Drehachse des Ritzels (40) und des Schneckenrads (38) erstreckende und diese umgebende Klemmfläche (66, 68) aufweist, daß die Klemmfläche (68) des Ritzels näher an dessen Drehachse liegt als die Klemmfläche (66) des Schneckenrades (38) und daß zwischen den beiden Klemmflächen als Rollen ausgebildete Klemmkörper (64) angeordnet sind, deren Längs­ achsen sich parallel zur Drehachse erstrecken.

7. Antrieb nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Rollen (64) in einem von den beiden Klemmflächen (66, 68) seitlich begrenzten Ringkanal (72) befindet, wobei die am Mantel eines hülsenförmigen Ansatzes (50) des Ritzels (40) gebildete eine Klemm­ fläche (68) in das topfartig ausgebildete Schneckenrad (38) ein­ taucht und die Topfinnenwand die andere Klemmfläche (66) bildet.

8. Antrieb nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring­ kanal (72) für jede Klemmrolle (64) einen Teilabschnitt aufweist, der breiter ist als der Durchmesser der Klemmrolle (64) und daß sich beidseitig an diesen Teilabschnitt (74) je ein Klemmbereich (80) anschließt, indem sich die Kanalbreite auf ein Maß verengt, das kleiner ist als der Durchmesser der Klemmrolle (64).

9. Antrieb nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Klemmrolle (64) länger ist als die Tiefe des Ringkanals (72) und daß das aus dem Ringkanal ragende Ende der Klemmrolle (64) von einem Mitnehmer (58) aufgenommen ist, welcher auf dem hülsenförmigen An­ satz (50) des Ritzels (40) drehbar und an einer Schulter (56) des hülsenförmigen Ansatzes (50) in Achsrichtung abgestützt ist.

10. Antrieb nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Mit­ nehmer (58) einen von einer Schlingfeder (82) zumindest teilweise umschlungenen Ansatz aufweist und daß die Enden (86, 88) der Schlingfeder (82) als Anschläge ausgebildet sind, die mit gegenüber einem den Antrieb umgebenden Gehäuse (30) festen Anschlagschultern (92) zusammenarbeiten.

11. Antrieb nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeich­ net, daß an dem vorzugsweise ringförmig ausgebildeten Mitnehmer (58) eine zumindest eine Windung aufweisende Spreizfeder (96) gehalten ist, welche die Klemmrollen (64) an der Klemmfläche (66) des Schneckenrades (38) anlegt.

12. Antrieb nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeich­ net, daß sowohl das Schneckenrad (38) als auch das Ritzel (40) auf einer gestellfest gehaltenen Achse (48) drehbar gelagert sind.

13. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeich­ net, daß nach Erreichen der einen Endstellung des Riegelelements (16) der Antriebsmotor (12) abgeschaltet wird und einen Impuls zum kurzzeitigen Bewegen in Gegenrichtung erhält.

14. Antrieb nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Um­ schaltimpuls in Schließstellung des Riegelelements (16) erfolgt.