EP1057960A2 - Actuating device - Google Patents
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- E05F15/611—Power-operated mechanisms for wings using electrical actuators using rotary electromotors for swinging wings
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Definitions
- the invention relates to an actuator for moving a moving part in different positions with one of a servomotor driven spindle drive, which consists of a spindle with an external thread and a surrounding sleeve part with one with the external thread in The internal thread is engaged.
- Steep devices of this type are used, for example, with an electric servomotor used to open a side window of a motor vehicle adjust.
- Such an adjusting device is for example from US 4,186,524 known.
- Such side opening windows are usually articulated in the area the B-pillar of the motor vehicle articulated to the chassis and can by the Actuating device from its closed position via intermediate positions in the Be brought open.
- opening windows it has been shown that even with a very small thread clearance between the two threads of less than 0.1 mm when driving over poor distances with the opening window partially open there is a noise.
- the rear Side opening windows of motor vehicles make these noises particularly noticeable because they occur near the head of the occupants.
- the object of the invention is to provide an actuating device which reduces the tendency to vibrate and thus reduces noise.
- the object is achieved by an actuating device described type solved, in which one of the two threads of two separate threaded parts and an elastically preloadable element is provided, with the help of which between the two threaded parts Axial force can be generated.
- the increased friction of the spindle drive makes a slightly higher one Torque required to move the moving part, however can be easily provided by the servomotor.
- the friction can also targeted by the choice of the elastic element or the size of the Preload force can be influenced and adapted to the respective requirements.
- the actuating device according to the invention also shows the positive side effect, that the modulating noise when moving the moving part is significantly reduced.
- the elastically prestressable element preferably sits between the two Threading.
- the elastically prestressable element is subjected to pressure, so that between the threaded parts and the elastic element are not resilient under tension Connection is required.
- the internal thread is divided, with a first threaded part firmly connected to the sleeve and the second threaded part is held so as to be axially movable.
- the second threaded part from a commercially available nut consist.
- the second threaded part is expediently in the circumferential direction can be fixed in at least one position on the sleeve in order to achieve a uniform Maintain constant axial force between the threaded parts during operation.
- An increase in the number of possible relative angular positions between the second threaded part and the sleeve is particularly compared to Thread pitch short preload of the elastically preloadable element an advantage in order to be able to set specific axial forces.
- the sleeve is also connected to the at least one ball joint coupled moving part.
- the ball joint enables compensation between the different trajectories of the acting as a plunger Sleeve and the movable part, which, for example, in training as Side opening window of a motor vehicle pivots around the B-pillar of the motor vehicle. It has also proven to be advantageous between the joint halves of a ball joint, d. H. between the ball head and the ball socket to provide elastic means, as in this too Existing game area increases the tendency to noise.
- the figure shows an actuator 10 for a side opening window of a motor vehicle.
- the actuator 10 has a housing 12 which is an electric motor 14 and a a reduction gear 16 receives this coupled spindle drive 18.
- the spindle drive On the output side, the spindle drive has a plunger 20 that is linear is guided and rotatably guided in the housing 12.
- the plunger 20 protrudes a ball joint 22 with the side opening window (not shown) in connection and can do this through various intermediate positions from his closed position to a fully open position or vice versa swivel.
- the spindle drive consists essentially of a spindle 24 with a External thread 26 and an integrally formed with the plunger 20 Sleeve area 28 with an internal thread 30.
- the internal thread 30 settles from a first threaded part 32, which is firmly connected to the sleeve region 28 and a second threaded part 36 designed as a lock nut 34 together.
- the lock nut 34 is axially displaceable in the sleeve region 28 and kept non-rotatable. Because of this guidance, the two threaded parts 32, 36 axially displaceable until they are with the external thread 26 of the spindle 24 are engaged without play. Between the two Thread parts 32, 36 is a rubber ring 38 or otherwise resilient element intended.
- the spindle 24 is further provided with a gear 40 which is integral with the spindle body can be formed and with a pinion (not shown) of the electric motor 14 is engaged, wherein the pinion of the electric motor 14 and the gear 40 form the reduction gear 16.
- the spindle 24 is formed at both ends with bearings 42, via which they in the Housing 12 is rotatably mounted.
- the geometry of the two threaded parts 32, 36 and the rubber ring 38 is so chosen that the latter is prestressed by a certain amount under pressure, if both threaded parts 32, 36 with the external thread 26 of the spindle 24 in Stand by.
- the rubber ring 38 creates one between the lock nut 34 and the sleeve region 28 acting axial pressure force, which strives increase the axial distance between these two parts. Because of of the thread engagement, however, the two threaded parts 32, 36 in opposite directions on the respective flanks of the External thread 26, so that there is a play-free seat under the biasing force the unit from the sleeve area 28 containing the two threaded parts 32, 36 and lock nut 34 on the external thread 26 of the spindle 24.
- This preloaded seat prevents it from being introduced through the ball joint 22 Forces such as those encountered when driving over poor distances can arise, axial movements of the plunger 20 can occur, which in Connection with the swinging side opening window to a disturbing could cause noise.
- the actuating device 10 shown therefore works much quieter in operation than a comparable one Actuator that is rigid without a lock nut only over a single one trained threaded part is engaged with the external thread of the spindle.
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Abstract
Description
Die Erfindung befaßt sich mit einer Stellvorrichtung zum Verfahren eines beweglichen Teils in verschiedene Stellungen mit einem von einem Stellmotor angetriebenen Spindeltrieb, der aus einer Spindel mit einem Außengewinde und einem diese umgebenden Hülsenteil mit einem mit dem Außengewinde in Eingriff stehenden Innengewinde besteht.The invention relates to an actuator for moving a moving part in different positions with one of a servomotor driven spindle drive, which consists of a spindle with an external thread and a surrounding sleeve part with one with the external thread in The internal thread is engaged.
Derartige Steilvorrichtungen werden mit einem elektrischen Stellmotor beispielsweise dazu verwendet, ein Seitenausstellfenster eines Kraftfahrzeuges zu verstellen. Eine solche Stellvorrichtung ist beispielsweise aus der US 4,186,524 bekannt. Derartige Seitenausstellfenster sind gewöhnlich gelenkig im Bereich der B-Säule des Kraftfahrzeuges am Chassis angelenkt und können von der Stellvorrichtung aus ihrer Schließstellung über Zwischenstellungen in die Offenstellung gebracht werden. Es ist ferner bereits bekannt, den Stellmotor und den Spindeltrieb unmittelbar im Bereich des beweglichen Teils anzuordnen. Bei Ausstellfenstern hat sich jedoch gezeigt, daß bereits bei einem sehr kleinen Gewindespiel zwischen den beiden Gewinden von unter 0,1 mm es beim Fahren über schlechte Wegstrecken bei teilweise geöffnetem Ausstellfenster zu einer Geräuschentwicklung kommt. Insbesondere bei den hinteren Seitenausstellfenstern von Kraftfahrzeugen machen sich diese Geräusche besonders störend bemerkbar, weil sie in Kopfnähe der Insassen entstehen. Steep devices of this type are used, for example, with an electric servomotor used to open a side window of a motor vehicle adjust. Such an adjusting device is for example from US 4,186,524 known. Such side opening windows are usually articulated in the area the B-pillar of the motor vehicle articulated to the chassis and can by the Actuating device from its closed position via intermediate positions in the Be brought open. It is also already known, the servomotor and to arrange the spindle drive directly in the area of the movable part. In the case of opening windows, however, it has been shown that even with a very small thread clearance between the two threads of less than 0.1 mm when driving over poor distances with the opening window partially open there is a noise. Especially in the rear Side opening windows of motor vehicles make these noises particularly noticeable because they occur near the head of the occupants.
Eine weitere Verkleinerung des Gewindespiels ist wegen der damit einhergehenden Erhöhung der Fertigungskosten nicht praktikabel.A further reduction in the thread play is due to the associated Increase in manufacturing costs not practical.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Stellvorrichtung zu schaffen, welche die Schwingungsneigung und damit die Geräuschentwicklung reduziert.The object of the invention is to provide an actuating device which reduces the tendency to vibrate and thus reduces noise.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Stellvorrichtung der eingangs beschriebenen Art gelöst, bei welcher eines der beiden Gewinde aus zwei getrennten Gewindeteilen besteht und ein elastisch vorspannbares Element vorgesehen ist, mit Hilfe dessen zwischen den beiden Gewindeteilen eine Axialkraft erzeugbar ist.According to the invention, the object is achieved by an actuating device described type solved, in which one of the two threads of two separate threaded parts and an elastically preloadable element is provided, with the help of which between the two threaded parts Axial force can be generated.
Bei der erfindungsgemäßen Lösung wird die zwischen den beiden Gewindeteilen mit Hilfe des elastisch vorspannbaren Elements aufgebaute Axialkraft über die Gewindegänge des mit diesen beiden Gewindeteilen in Eingriff stehenden Gewindes abgestützt. Unter der Wirkung des elastisch vorspannbaren Elements auf die axial zueinander beweglichen Gewindeteilen kommt es dabei zu einer Aufhebung des Gewindespiels unter bestimmten axialen Anlagekräften der beiden Gewindeteile in jeweils zueinander entgegengesetzter Richtung. Der spielfreie Eingriff der Gewindeteile mit dem anderen Gewinde des Spindeltriebes stabilisiert das zu verstehende bewegliche Teil auch bei stärkeren, von außen einwirkenden Störungskräften, die beispielsweise bei Seitenausstellfenstern von Kraftfahrzeugen Schwingungen verursachen können, wenn der Spindeltrieb mit Spiel behaftet ist. Ein Klappern eines teilweise geöffneten Seitenausstellfensters ist mit einer erfindungsgemäßen Stellvorrichtung selbst beim Befahren schlechter Wegstrecken nicht zu befürchten.In the solution according to the invention, that between the two threaded parts with the help of the elastically preloadable element built up axial force the threads of the meshing with these two threaded parts Thread supported. Under the action of the elastic preloadable element it depends on the axially movable threaded parts a removal of the thread play under certain axial contact forces of the two threaded parts in opposite directions to each other. The backlash-free engagement of the threaded parts with the other thread of the spindle drive stabilizes the moving part to be understood, even with stronger ones, from disturbing forces acting on the outside, for example with side opening windows can cause vibrations from motor vehicles if the Spindle drive is backlash. A rattling of a partially open one Side opening window is itself with an adjusting device according to the invention not to be feared when driving on bad roads.
Die erhöhte Reibung des Spindeltriebes macht zwar ein geringfügig erhöhtes Drehmoment zum Verstellen des beweglichen Teils erforderlich, das jedoch von dem Stellmotor problemlos erbracht werden kann. Die Reibung kann auch gezielt durch die Auswahl des elastischen Elements oder die Größe der Vorspannkraft beeinflußt und den jeweiligen Erfordernissen angepaßt werden.The increased friction of the spindle drive makes a slightly higher one Torque required to move the moving part, however can be easily provided by the servomotor. The friction can also targeted by the choice of the elastic element or the size of the Preload force can be influenced and adapted to the respective requirements.
Die erfindungsgemäße Stellvorrichtung zeigt weiterhin den positiven Nebeneffekt, daß das modulierende Geräusch beim Verfahren des beweglichen Teils deutlich reduziert wird.The actuating device according to the invention also shows the positive side effect, that the modulating noise when moving the moving part is significantly reduced.
Vorzugsweise sitzt das elastisch vorspannbare Element zwischen den beiden Gewindeteilen. Bei dieser konstruktiv besonders einfachen Lösung sind gegenüber bisherigen Lösungen nur ein weiteres Gewindeteil und das elastische vorspannbare Element erforderlich, so daß die Mehrkosten gering gehalten werden können. In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist das elastisch vorspannbare Element auf Druck belastet, so daß zwischen den Gewindeteilen und dem elastischen Element keine auf Zug belastbare Verbindung erforderlich ist. Grundsätzlich wäre es jedoch auch denkbar, auf Zug belastete elastische Elemente vorzusehen, da es letztlich gleichgültig ist, ob das Gewindespiel durch ein Zusammenziehen oder ein Auseinanderdrücken der beiden Gewindeteile in axialer Richtung aufgehoben wird.The elastically prestressable element preferably sits between the two Threading. In this structurally particularly simple solution compared to previous solutions only one more threaded part and the elastic one prestressable element required so that the additional costs are low can be held. In a further preferred embodiment of the invention the elastically prestressable element is subjected to pressure, so that between the threaded parts and the elastic element are not resilient under tension Connection is required. In principle, however, it would also be conceivable to To provide elastic elements subject to tension, since it is ultimately indifferent whether the thread play by contracting or pushing apart of the two threaded parts is lifted in the axial direction.
Bei einer besonders einfachen Ausführungsform der Erfindung ist als elastisch vorspannbares Element ein O-Ring oder gleichartiges Federelement aus elastisch nachgiebigem Material vorgesehen. Ein derartiger O-Ring hat den weiteren Vorteil, daß er nur sehr wenig axialen Bauraum beansprucht und der Spindeltrieb daher kurz gehalten werden kann.In a particularly simple embodiment of the invention is considered elastic preloadable element from an O-ring or similar spring element elastic resilient material provided. Such an O-ring has the Another advantage that it takes up very little axial space and the The spindle drive can therefore be kept short.
In bevorzugter Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Innengewinde geteilt ist, wobei ein erstes Gewindeteil fest mit der Hülse verbunden und das zweite Gewindeteil axial beweglich zu dieser gehalten ist. Bei einer derartigen Ausführungsform sind nur sehr wenige Änderungen im Bereich des Spindeltriebes im Vergleich zu den bisherigen Lösungen notwendig. Beispielsweise kann das zweite Gewindeteil prinzipiell aus einer handelsüblichen Mutter bestehen. Das zweite Gewindeteil ist zweckmäßigerweise in Umfangsrichtung an wenigstens einer Stelle an der Hülse festlegbar, um eine gleichmäßige Äxialkraft zwischen den Gewindeteilen im Betrieb konstant aufrechtzuerhalten. Eine Erhöhung der Anzahl möglicher relativer Winkelstellungen zwischen dem zweiten Gewindeteil und der Hülse ist insbesondere bei im Vergleich zur Gewindesteigung kurzem Vorspannweg des elastisch vorspannbaren Elements von Vorteil, um gezielt bestimmte Axialkräfte einstellen zu können.In a preferred development of the invention it is provided that the internal thread is divided, with a first threaded part firmly connected to the sleeve and the second threaded part is held so as to be axially movable. At a Such embodiment are very few changes in the field of Spindle drive compared to previous solutions necessary. For example can in principle the second threaded part from a commercially available nut consist. The second threaded part is expediently in the circumferential direction can be fixed in at least one position on the sleeve in order to achieve a uniform Maintain constant axial force between the threaded parts during operation. An increase in the number of possible relative angular positions between the second threaded part and the sleeve is particularly compared to Thread pitch short preload of the elastically preloadable element an advantage in order to be able to set specific axial forces.
Vorzugsweise ist die Hülse weiterhin über wenigstens ein Kugelgelenk mit dem beweglichen Teil gekoppelt. Das Kugelgelenk ermöglicht einen Ausgleich zwischen den unterschiedlichen Bewegungsbahnen der als Stößel wirkenden Hülse und dem beweglichen Teil, das beispielsweise in der Ausbildung als Seitenausstellfenster eines Kraftfahrzeuges eine Schwenkbewegung um die B-Säule des Kraftfahrzeuges ausführt. Es hat sich ferner als vorteilhaft erwiesen, zwischen den Gelenkhälften eines Kugelgelenkes, d. h. zwischen dem Kugelkopf und der Kugelpfanne, elastische Mittel vorzusehen, da auch in diesem Bereich vorhandenes Spiel die Neigung zur Geräuschentwicklung erhöht.Preferably, the sleeve is also connected to the at least one ball joint coupled moving part. The ball joint enables compensation between the different trajectories of the acting as a plunger Sleeve and the movable part, which, for example, in training as Side opening window of a motor vehicle pivots around the B-pillar of the motor vehicle. It has also proven to be advantageous between the joint halves of a ball joint, d. H. between the ball head and the ball socket to provide elastic means, as in this too Existing game area increases the tendency to noise.
Nachfolgend wird anhand der beigefügten Zeichnung näher auf ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung eingegangen. Die Abbildung zeigt eine Stellvorrichtung
10 für ein Seitenausstellfenster eines Kraftfahrzeuges. Die Stellvorrichtung
10 besitzt ein Gehäuse 12, das einen Elektromotor 14 und einen über
ein Untersetzungsgetriebe 16 mit diesem gekoppelten Spindeltrieb 18 aufnimmt.
Abtriebsseitig verfügt der Spindeltrieb über einen Stößel 20, der linear
verstellbar undrehbar in dem Gehäuse 12 geführt ist. Der Stößel 20 steht über
ein Kugelgelenk 22 mit dem Seitenausstellfenster (nicht dargestellt) in Verbindung
und kann dieses über verschiedene Zwischenstellungen aus seiner
geschlossenen Stellung in eine vollständig geöffnete Stellung oder umgekehrt
verschwenken. In the following, reference will be made to an exemplary embodiment with reference to the attached drawing
received the invention. The figure shows an
Der Spindeltrieb besteht im wesentlichen aus einer Spindel 24 mit einem
Außengewinde 26 und einem einstückig mit dem Stößel 20 ausgebildeten
Hülsenbereich 28 mit einem Innengewinde 30. Das Innengewinde 30 setzt sich
aus einem ersten Gewindeteil 32, das fest mit dem Hülsenbereich 28 verbunden
ist, und einem zweiten, als Kontermutter 34 ausgebildeten Gewindeteil 36
zusammen. Die Kontermutter 34 ist in dem Hülsenbereich 28 axial verschieblich
und undrehbar gehalten. Aufgrund dieser Führung sind die beiden Gewindeteile
32, 36 so lange axial zueinander verschiebbar, bis sie mit dem Außengewinde
26 der Spindel 24 spielfrei in Eingriff stehen. Zwischen den beiden
Gewindeteilen 32, 36 ist ein Gummiring 38 oder anderweitig federndes Element
vorgesehen.The spindle drive consists essentially of a
Die Spindel 24 ist weiterhin mit einem Zahnrad 40 versehen, das einstückig mit
dem Spindelkörper ausgebildet sein kann und mit einem Ritzel (nicht dargestellt)
des Elektromotors 14 in Eingriff steht, wobei das Ritzel des Elektromotors
14 und das Zahnrad 40 das Untersetzungsgetriebe 16 bilden. Die Spindel 24 ist
an beiden Enden mit Lagerstellen 42 ausgebildet, über welche sie in dem
Gehäuse 12 drehbar gelagert ist.The
Die Geometrie der beiden Gewindeteile 32, 36 und des Gummirings 38 ist so
gewählt, daß letzterer um ein bestimmtes Maß auf Druck vorgespannt wird,
wenn beide Gewindeteile 32, 36 mit dem Außengewinde 26 der Spindel 24 in
Eingriff stehen. Der Gummiring 38 erzeugt dabei eine zwischen der Kontermutter
34 und dem Hülsenbereich 28 wirkende Axialdruckkraft, die bestrebt ist,
den axialen Abstand zwischen diesen beiden Teilen zu vergrößern. Aufgrund
des Gewindeeingriffs legen sich jedoch die beiden Gewindeteile 32, 36 in
jeweils entgegengesetzter Richtung an den entsprechenden Flanken des
Außengewindes 26 an, so daß sich unter der Vorspannkraft ein spielfreier Sitz
der die beiden Gewindeteile 32, 36 enthaltenden Einheit aus Hülsenbereich 28
und Kontermutter 34 auf dem Außengewinde 26 der Spindel 24 ergibt. Dieser
vorgespannte Sitz verhindert, daß es durch über das Kugelgelenk 22 eingeleitete
Kräfte, wie sie beispielsweise beim Befahren schlechter Wegstrecken
entstehen können, zu Axialbewegungen des Stößels 20 kommen kann, was in
Verbindung mit dem mitschwingenden Seitenausstellfenster zu einer störenden
Geräuschentwicklung führen könnte. Die dargestellte Stellvorrichtung 10
arbeitet daher im Betrieb wesentlich geräuschärmer als eine vergleichbare
Stellvorrichtung, die ohne eine Kontermutter nur über einen einzigen starr
ausgebildeten Gewindeteil mit dem Außengewinde der Spindel in Eingriff steht.The geometry of the two threaded
Um eine Geräuschentstehung im Bereich des Kugelgelenks 22 zu vermeiden,
sind zwischen dessen Kugelkopf und Kugelpfanne (beide nicht sichtbar)
elastische Mittel vorgesehen, die ebenfalls unter leichter Vorspannung stehen
und daher eine Spielbewegung zwischen den beiden Gelenkhälften verhindern.To avoid noise in the area of the
Statt der dargestellten Ausführungsform mit einem auf Druck belasteten
Gummiring 38, ist es ohne weiteres denkbar, zwischen den beiden Gewindeteilen
32, 36 auch ein auf Zug belastetes elastisches Element vorzusehen,
wobei allerdings zwischen diesem elastischen Element und den beiden Gewindeteilen
32, 36 eine auf Zug belastbare Verbindung vorgesehen sein muß.Instead of the embodiment shown with a pressure loaded
Es ist auch ohne weiteres denkbar, statt einer Teilung des Innengewindes 30
das Außengewinde 26 der Spindel 24 in zwei axiale Teile zu untergliedern, die
unter axialer Vorspannung in entsprechender Weise in einem dann durchgängig
starr ausgebildeten Innengewinde im Hülsenbereich 28 eingreifen.It is also easily conceivable instead of dividing the
Auch eine umgekehrte Anordnung des Spindeltriebes 18 mit angetriebenem
Hülsenbereich und axial verlagerter Spindel ist ohne weiteres denkbar.An inverted arrangement of the
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