EP2397640A2 - Spindelantrieb für die motorische Verstellung eines Verstellelements eines Kraftfahrzeugs - Google Patents

Spindelantrieb für die motorische Verstellung eines Verstellelements eines Kraftfahrzeugs Download PDF

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EP2397640A2
EP2397640A2 EP11004857A EP11004857A EP2397640A2 EP 2397640 A2 EP2397640 A2 EP 2397640A2 EP 11004857 A EP11004857 A EP 11004857A EP 11004857 A EP11004857 A EP 11004857A EP 2397640 A2 EP2397640 A2 EP 2397640A2
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EP
European Patent Office
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spindle drive
spindle
drive
guide pin
breaking point
Prior art date
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EP11004857A
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Marcus Schönherr
Jörg DÖRNEN
Arne Schneider
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Brose Schliesssysteme GmbH and Co KG
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Brose Schliesssysteme GmbH and Co KG
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Publication date
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    • Y10T74/18576—Reciprocating or oscillating to or from alternating rotary including screw and nut

Definitions

  • the present invention relates to a spindle drive for the motorized adjustment of a motor vehicle according to the preamble of claim 1.
  • the present spindle drive can be used for all possible adjustment of a motor vehicle application.
  • Examples include a tailgate, a trunk lid, a hood, a side door, a luggage compartment lid, a lifting roof o. The like.
  • the known spindle drive ( DE 20 2008 016 615 U1 ), from which the invention proceeds, is equipped in the usual way with a feed gear of spindle and spindle nut, wherein the spindle nut is associated with a drive motor.
  • the spindle drive is divided into a spindle-side drive section and a spindle nut side drive section.
  • the spindle-side drive section carries the drive motor.
  • An actuation of the drive motor leads to a linear, relative adjustment of the two drive sections to each other.
  • the two drive sections associated with tubular housing parts which engage telescopically.
  • a ball socket is assigned to each of the two drive sections, each cooperating with a ball arranged on the adjusting element and together with the respective ball form a coupling means.
  • the ball socket of the spindle nut side drive section is connected via a connecting tube with the spindle nut.
  • the biasing force of the spring assembly may be about 1000N.
  • the drive section associated with the spring section is then regularly designed so that it can withstand a tensile force of at least 5000 N. This poses a certain challenge to the structural design, because the corresponding part of the drive train regularly contains force-transmitting embossing connections or the like which, per se, lead to a certain weakening of the drive train.
  • the above 5000 N are not sufficient to prevent a violent breakup of the spindle drive. This is the case, for example, when the adjusting element is manually accelerated extremely, so that an extreme tensile load acts on the spindle drive on the two ball sockets. The spring assembly is thus released suddenly. The resulting complete relaxation of the spring assembly is due to their extreme bias also abruptly and is associated with a significant risk of injury to the user. It has therefore already been proposed to design the part of the drive train assigned to the spring arrangement even more, which, however, is associated with considerable additional costs.
  • the invention is based on the problem to design the known spindle drive in such a way and further that the security against undesired relaxation of the spring assembly is increased by simple means.
  • the predetermined breaking point breaks at a predetermined, acting on the spindle drive via the coupling means limit load, so that the drive train is interrupted accordingly.
  • the predetermined breaking point is outside the power flow of the spring assembly. This means that the force flow of the biasing force generated by the spring assembly never extends beyond the predetermined breaking point. Accordingly, the breakage of the predetermined breaking point also never causes the spring assembly to be released abruptly and, for the user in a dangerous manner, suddenly relaxes.
  • the predetermined breaking point is designed to be at least 10% weaker with respect to a tensile load than all other components of the drive train of the spindle drive. This means that the predetermined breaking point breaks at a tensile load that is at least 10% less than the theoretically necessary for the breakage of the other components of the drive train tensile load.
  • the phrase "theoretical" is appropriate here because in the above design, in practice, the breaking point breaks before any other component of the powertrain can break.
  • the predetermined breaking point is exposed essentially exclusively to the spindle drive acting tensile loads.
  • the fracture behavior of the predetermined breaking point can be set very precisely, since in particular torsional or bending loads do not influence the fracture behavior of the predetermined breaking point.
  • a coupling means has a guide pin which is received in a guide sleeve of the associated drive section and the one for the realization of the predetermined breaking point Weakening.
  • the arrangement of the weakening of the guide pin within the guide sleeve according to claim 11 provides for predefined conditions in the load of the predetermined breaking point. This in turn ensures a high reproducibility of the fracture behavior of the predetermined breaking point.
  • the proposed spindle drive 1 is applicable for all possible adjustment of a motor vehicle. Examples have been given in the introductory part of the description.
  • the spindle drive 1 will be explained exclusively in connection with the motorized adjustment of a tailgate 2 of a motor vehicle. This is advantageous, but not restrictive to understand. All explanations directed to a tailgate 2 of a motor vehicle also apply in their entirety to all other suitable adjusting elements.
  • a spindle drive 1 In the side view of the rear portion of the motor vehicle according to Fig. 1 only a single spindle drive 1 can be seen. In fact, however, it is provided here that in each case a spindle drive 1 is arranged on both sides of the tailgate 2. Again, this is not meant to be limiting.
  • the spindle drive 1 has a spindle-side drive section 3 and a spindle-nut-side drive section 4, which are drive-coupled via the engagement between the spindle 5 and the spindle nut 6.
  • the spindle 5 is here coupled to a drive unit 7 consisting of the drive motor 8 and the transmission 9.
  • the spindle 5 is rotated by a motor, whereby the drive sections 3, 4 relative to each other between a retracted position and a in Fig. 2 shown extended position are linearly adjustable.
  • the two drive sections 3, 4 each have a coupling means 10, 11 for discharging the drive movements.
  • spindle drive 1 also has a spring assembly 12, which presses the two drive sections 3, 4 apart, so biasing in the extended position.
  • a spring assembly 12 which presses the two drive sections 3, 4 apart, so biasing in the extended position.
  • the spindle nut side drive section 3 associated coupling means 11 is connected via a connecting pipe 6a with the spindle nut 6.
  • a predetermined breaking point 14 is provided which breaks at a predetermined, acting on the spindle drive 1 via the coupling means 10, 11 limit load.
  • Essential here is the fact that the predetermined breaking point 14 is arranged so that it is always outside the power flow of Federdirected Vietnamese 12.
  • the power flow of the spring assembly 12 is in Fig. 2 very schematically represented by an arrow with the reference numeral "15".
  • the predetermined breaking point 14 can be designed for different types of loads. Here and preferably, it is such that the limit load is a predetermined, acting on the spindle drive 1 via the coupling means 10, 11 limit tensile load in the direction of the extended position.
  • the predetermined breaking point 14 in terms of is designed to be weaker to an above tensile load by at least 10% than all other components of the drive train 13 of the spindle drive 1. This necessarily means that in case of excessive tensile stress only the breaking point 14 breaks. In order to further increase the reproducibility, it is further preferably provided that the predetermined breaking point 14 is even designed to be at least 15% weaker than all other components of the drive train 13 of the spindle drive 1.
  • Fig. 2 structural design of a spindle drive 1 can be used very well for the proposed solution.
  • the two drive sections 4, 5 each have a substantially tubular housing part 16, 17, which run essentially telescopically into one another.
  • the housing parts 16, 17 each begin at the associated coupling means 10, 11 and each extend to a corresponding housing end 16a, 17a.
  • the predetermined breaking point 14 can be designed separately from the housing parts 16, 17. It is conceivable, for example, that the predetermined breaking point 14 is arranged on a part of the coupling means 10, 11 assigned to the tailgate 2. Here and preferably, however, it is so that the predetermined breaking point 14 within the housing part 16, 17 of the respective drive section 3, 4, here the housing part 17 of the spindle nut side section 4, is arranged. This makes it possible to realize the reproducibility of the fracture behavior in a particularly simple manner, as explained below.
  • FIG. 2 A particularly compact design results in the in Fig. 2 shown spindle drive 1 characterized in that the two coupling means 10, 11 are aligned on the longitudinal axis 18 of the spindle 5 of the spindle drive 1, wherein, as already indicated, preferably one of the coupling means 10, 11 is connected via a connecting pipe 6a with the spindle nut 6.
  • the detail view in Fig. 2 can be seen the fact that the arrangement is made here so that the predetermined breaking point 14 is exposed to substantially exclusively acting on the spindle drive 1 tensile loads, and no externally acting on the drive train pressure, torsional or bending loads. Depending on which forces act on the spindle drive 1 from the outside, the predetermined breaking point 14 thus also becomes essentially exclusively the above tensile loads exposed.
  • substantially is meant here that minimal pressure torsional or bending loads can occur, which are insignificant for the breaking behavior of the predetermined breaking point 14. How this is preferably realized can be seen in the following explanations.
  • the coupling means 11 assigned to the spindle-nut-side drive section 4 has a guide pin 19 which is accommodated in a guide sleeve 20 of the spindle nut-side drive section 4.
  • the predetermined breaking point 14 is realized by a weakening 21 of the guide pin 19. It is easier to implement a predetermined breaking point 14.
  • the guide sleeve 20 is stamped with the connecting tube 6a. Further, the guide sleeve 20 is connected via a collar 20a into engagement with a cover 20b, which in turn is embossed with the housing part 17.
  • the guide pin 19 is here and preferably aligned parallel to the linear drive movement (in Fig. From top to bottom).
  • the weakening 21 of the guide pin 19 can preferably be realized by a constriction or the like.
  • the weakening 21 is a circumferential groove in the guide pin 19.
  • the breaking behavior of the predetermined breaking point 14 can be adjusted.
  • the already mentioned reproducibility of the fracture behavior is of particular importance.
  • the groove 21 is designed so that, seen in its cross section, has no pronounced edges. Thus, notch effects that would lead to a little deterministic fracture behavior of the predetermined breaking point 14 can be largely avoided.
  • the groove 21 is seen in its cross-section trough-shaped with rounded edges in the groove bottom, the radii of the rounded edges more preferably at least 5%, in particular at least 10%, the width and / or the depth of the groove 21 amount.
  • the groove 21 is seen in its cross section even roundish, in particular circular or elliptical, designed. In all the above advantageous variants for the groove 21, it is not necessary that the groove 21 is designed to be symmetrical in its cross section.
  • Another possibility for setting the fracture behavior consists in the targeted adjustment of the surface roughness in the region of the weakening 21, here the groove 21.
  • it may be provided to reduce the surface roughness in the region of the constriction 21 or the groove 21 in order to ensure reproducibility the breaking behavior of the predetermined breaking point 13 to improve. This can be accomplished, for example, by polishing, grinding or the like the area of the weakening 21 or of the groove 21.
  • the weakening 21 of the guide pin 19 along its longitudinal axis 22 seen within the guide sleeve 20, here even approximately in the middle of the guide sleeve 20 is located. This ensures that the predetermined breaking point 14 is effectively shielded by the guide sleeve 20 of bending stresses.
  • the guide sleeve 20 is accordingly a stable component made of steel or the like, so that the above shielding of the predetermined breaking point 14 is ensured.
  • a snap ring 21 is assigned, which provides a support against the guide sleeve 20 for receiving the above tensile loads.
  • a paragraph of any other kind o. The like. May be provided. Due to the explained, structural design of the spindle drive 1 is thus made clear that the predetermined breaking point 14 is in any case outside the power flow of the spring assembly 12.
  • this positive-locking element 24 can also be a snap ring or the like.
  • the guide pin 19 is here and preferably rotatably guided in the guide sleeve 20.
  • the predetermined breaking point 14 is correspondingly free of any torsional loads.
  • the coupling means 10, 11 each provide a ball-ball socket coupling between the spindle drive 1 and the tailgate 2 and the vehicle body.
  • the guide pin 19 is configured together with the associated ball socket 11a as a one-piece component.
  • the ball cups 10a, 11a cooperate with balls, not shown, which are respectively arranged on the tailgate or on the body of the motor vehicle.
  • the predetermined breaking point 14 is arranged on the part of the coupling means 10, 11 assigned to one of the balls.

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  • Transmission Devices (AREA)
  • Power-Operated Mechanisms For Wings (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Spindelantrieb für die motorische Verstellung eines Verstellelements (2) eines Kraftfahrzeugs, wobei ein spindelseitige Antriebsabschnitt (3) und ein spindelmutterseitiger Antriebsabschnitt (4) vorgesehen sind, wobei die Antriebsabschnitte (3,4) zur Erzeugung von Antriebsbewegungen relativ zueinander zwischen einer Einfahrstellung und einer Ausfahrstellung linear verstellbar sind und jeweils ein Koppelmittel (10,11) für das Ausleiten der Antriebsbewegungen aufweisen, wobei eine Federanordnung (12) vorgesehen ist, die die beiden Antriebsabschnitte (3,4) in die ausgefahrene Stellung vorspannt. Es wird vorgeschlagen, dass im Antriebsstrang (13) des Spindelantriebs (1) eine Sollbruchstelle (14) vorgesehen ist, die bei einer vorbestimmten, über die Koppelmittel (10,11) auf den Spindelantrieb (1) einwirkenden Grenzbelastung bricht und die außerhalb des Kraftflusses der Federanordnung (12) liegt.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Spindelantrieb für die motorische Verstellung eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
  • Der in Rede stehende Spindelantrieb kann für alle möglichen Verstellelemente eines Kraftfahrzeugs Anwendung finden. Beispiele hierfür sind eine Heckklappe, ein Heckdeckel, eine Motorhaube, eine Seitentür, eine Laderaumklappe, ein Hubdach o. dgl. eines Kraftfahrzeugs.
  • Der bekannte Spindelantrieb ( DE 20 2008 016 615 U1 ), von dem die Erfindung ausgeht, ist in üblicher Weise mit einem Vorschubgetriebe aus Spindel und Spindelmutter ausgestattet, wobei der Spindelmutter ein Antriebsmotor zugeordnet ist.
  • Insgesamt teilt sich der Spindelantrieb in einen spindelseitigen Antriebsabschnitt und einen spindelmutterseitigen Antriebsabschnitt auf. Der spindelseitige Antriebsabschnitt trägt den Antriebsmotor. Eine Betätigung des Antriebsmotors führt zu einer linearen, relativen Verstellung der beiden Antriebsabschnitte zueinander. Dabei sind den beiden Antriebsabschnitten rohrförmige Gehäuseteile zugeordnet, die teleskopartig ineinandergreifen.
  • Für die Kopplung mit dem Verstellelement einerseits und der Karosserie des Kraftfahrzeugs andererseits ist den beiden Antriebsabschnitten jeweils eine Kugelpfanne zugeordnet, die jeweils mit einer am Verstellelement angeordneten Kugel zusammenwirken und zusammen mit der jeweiligen Kugel ein Koppelmittel bilden. Dabei ist die Kugelpfanne des spindelmutterseitigen Antriebsabschnitts über ein Verbindungsrohr mit der Spindelmutter verbunden.
  • Besonders vorteilhaft bei dem bekannten Spindelantrieb ist die Tatsache, dass eine Federanordnung zwischen den beiden Antriebsabschnitten vorgesehen ist, die die beiden Antriebsabschnitte in die ausgefahrene Stellung vorspannt. Damit lässt sich auf elegante Weise eine Kompensation des Gewichts des Verstellelements erreichen.
  • Die Vorspannkraft der Federanordnung kann beispielsweise bei etwa 1000 N liegen. Zur Sicherheit wird der dem Federabschnitt zugeordnete Antriebsstrang dann regelmäßig so ausgelegt, dass er einer Zugkraft von mindestens 5000 N standhalten kann. Dies stellt eine gewisse Herausforderung für den konstruktiven Aufbau dar, weil der entsprechende Teil des Antriebsstrangs regelmäßig kraftübertragende Prägeverbindungen o. dgl. enthält, die per se zu einer gewissen Schwächung des Antriebsstrangs führen.
  • In manchen Fällen reichen auch die oben genannten 5000 N nicht aus um ein gewaltsames Auseinanderbrechen des Spindelantriebs zu verhindern. Das ist beispielsweise der Fall, wenn das Verstellelement manuell extrem beschleunigt wird, so dass an den beiden Kugelpfannen eine extreme Zugbelastung auf den Spindelantrieb wirkt. Die Federanordnung kommt dadurch schlagartig frei. Das resultierende, vollständige Entspannen der Federanordnung erfolgt auf Grund deren extremen Vorspannung ebenfalls schlagartig und ist mit einer erheblichen Verletzungsgefahr für den Benutzer verbunden. Es wurde daher schon vorgeschlagen, den der Federanordnung zugeordneten Teil des Antriebsstrangs noch stärker auszulegen, was allerdings mit erheblichen Zusatzkosten verbunden ist.
  • Der Erfindung liegt das Problem zu Grunde, den bekannten Spindelantrieb derart auszugestalten und weiterzubilden, dass die Sicherheit gegen ein ungewünschtes Entspannen der Federanordnung mit einfachen Mitteln erhöht wird.
  • Das obige Problem wird bei einem Spindelantrieb gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils von Anspruch 1 gelöst.
  • Wesentlich ist die Überlegung, in den Antriebsstrang des Spindelantriebs gezielt eine Sollbruchstelle einzubringen, um ein bruchbedingtes, vollständiges Entspannen der Federanordnung auch bei unsachgemäßer Bedienung mit extremen Betätigungskräften zu vermeiden. Wesentlich ist dabei, dass die Sollbruchstelle bei einer vorbestimmten, über die Koppelmittel auf den Spindelantrieb einwirkenden Grenzbelastung bricht, so dass der Antriebsstrang entsprechend unterbrochen ist. Dabei liegt die Sollbruchstelle außerhalb des Kraftflusses der Federanordnung. Dies bedeutet, dass der Kraftfluss der von der Federanordnung erzeugten Vorspannkraft niemals über die Sollbruchstelle verläuft. Entsprechend führt der Bruch der Sollbruchstelle auch niemals dazu, dass die Federanordnung schlagartig freikommt und sich, für den Benutzer in gefährlicher Weise, schlagartig entspannt.
  • Das Einbringen einer vorschlagsgemäßen Sollbruchstelle erfordert gegenüber dem bekannten Spindelantrieb praktisch keinen Mehraufwand, so dass die vorschlagsgemäße Lösung kostengünstig realisierbar ist.
  • Um den Bruch der Sollbruchstelle definiert ablaufen zu lassen, ist es gemäß Anspruch 3 vorzugsweise vorgesehen, dass die Sollbruchstelle im Hinblick auf eine Zugbelastung mindestens 10 % schwächer ausgelegt ist, als alle übrigen Komponenten des Antriebsstrangs des Spindelantriebs. Dies bedeutet, dass die Sollbruchstelle bei einer Zugbelastung bricht, die mindestens 10% geringer ist als die für den Bruch der übrigen Komponenten des Antriebsstrangs theoretisch notwendigen Zugbelastung. Die Formulierung "theoretisch" ist hier sachgerecht, da bei der obigen Auslegung in der Praxis die Sollbruchstelle bricht, bevor irgendeine andere Komponente Antriebsstrangs brechen kann.
  • Bei der besonders bevorzugten Ausgestaltung gemäß Anspruch 6 ist die Sollbruchstelle im Wesentlichen ausschließlich auf den Spindelantrieb einwirkenden Zugbelastungen ausgesetzt. Damit lässt sich das Bruchverhalten der Sollbruchstelle ganz genau einstellen, da insbesondere Torsions- oder Biegebelastungen das Bruchverhalten der Sollbruchstelle nicht beeinflussen.
  • Bevorzugte Varianten, mit denen sich das Bruchverhalten in obiger Weise optimieren lässt, sind Gegenstand der Ansprüche 7 bis 14. Wesentlich ist hier, dass ein Koppelmittel einen Führungszapfen aufweist, der in einer Führungshülse des zugeordneten Antriebsabschnitts aufgenommen ist und der für die Realisierung der Sollbruchstelle eine Schwächung aufweist. Insbesondere die Anordnung der Schwächung des Führungszapfens innerhalb der Führungshülse gemäß Anspruch 11 sorgt für vordefinierte Bedingungen bei der Belastung der Sollbruchstelle. Dies wiederum gewährleistet eine hohe Reproduzierbarkeit des Bruchverhaltens der Sollbruchstelle.
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. In der Zeichnung zeigt
    • Fig. 1
    in einer ganz schematischen Seitenansicht den Heckbereich eines Kraft- fahrzeugs mit einer Heckklappe, der ein vorschlagsgemäßer Spindelan- trieb zugeordnet ist.
    Fig. 2
    den Antrieb gemäß Fig. 1 in einer geschnittenen Seitenansicht.
  • Der vorschlagsgemäße Spindelantrieb 1 ist für alle möglichen Verstellelemente eines Kraftfahrzeugs anwendbar. Beispiele hierfür wurden im einleitenden Teil der Beschreibung gegeben.
  • Im Folgenden wird der Spindelantrieb 1 ausschließlich im Zusammenhang mit der motorischen Verstellung einer Heckklappe 2 eines Kraftfahrzeugs erläutert. Dies ist zwar vorteilhaft, aber nicht beschränkend zu verstehen. Alle auf eine Heckklappe 2 eines Kraftfahrzeugs gerichteten Erläuterungen gelten in vollem Umfange auch für alle anderen in Frage kommenden Verstellelemente.
  • In der Seitenansicht des Heckbereichs des Kraftfahrzeugs gemäß Fig. 1 ist nur ein einziger Spindelantrieb 1 zu erkennen. Tatsächlich ist es hier aber vorgesehen, dass an beiden Seiten der Heckklappe 2 jeweils ein Spindelantrieb 1 angeordnet ist. Auch dies ist nicht beschränkend zu verstehen.
  • Es lässt sich der Darstellung gemäß Fig. 2 entnehmen, dass der Spindelantrieb 1 einen spindelseitigen Antriebsabschnitt 3 und einen spindelmutterseitigen Antriebsabschnitt 4 aufweist, die über den Eingriff zwischen der Spindel 5 und der Spindelmutter 6 antriebstechnisch gekoppelt sind. Die Spindel 5 ist hier mit einer Antriebseinheit 7 bestehend aus Antriebsmotor 8 und Getriebe 9 gekoppelt. Zur Erzeugung von Antriebsbewegungen wird die Spindel 5 motorisch gedreht, wodurch die Antriebsabschnitte 3, 4 relativ zueinander zwischen einer Einfahrstellung und einer in Fig. 2 dargestellten Ausfahrstellung linear verstellbar sind. Die beiden Antriebsabschnitte 3, 4 weisen jeweils ein Koppelmittel 10, 11 für das Ausleiten der Antriebsbewegungen auf. Hier und vorzugsweise dienen die Koppelmittel 10, 11 der Kopplung mit der Heckklappe 2 einerseits und mit der Karosserie des Kraftfahrzeugs andererseits.
  • Der in Fig. 2 dargestellte Spindelantrieb 1 weist auch eine Federanordnung 12 auf, die die beiden Antriebsabschnitte 3, 4 auseinanderdrückt, also in die ausgefahrene Stellung vorspannt. Zum besseren Verständnis darf vorab darauf hingewiesen werden, dass das dem spindelmutterseitigen Antriebsabschnitt 3 zugeordnete Koppelmittel 11 über ein Verbindungsrohr 6a mit der Spindelmutter 6 verbunden ist.
  • Im Antriebsstrang 13 des Spindelantriebs 1 ist nun eine Sollbruchstelle 14 vorgesehen, die bei einer vorbestimmten, über die Koppelmittel 10, 11 auf den Spindelantrieb 1 einwirkenden Grenzbelastung bricht. Wesentlich dabei ist die Tatsache, dass die Sollbruchstelle 14 so angeordnet ist, dass sie stets außerhalb des Kraftflusses der Federabordnung 12 liegt. Der Kraftfluss der Federanordnung 12 ist in Fig. 2 ganz schematisch durch einen Pfeil mit dem Bezugszeichen "15" dargestellt.
  • Interessant bei der vorschlagsgemäßen Lösung ist, wie im allgemeinen Teil der Beschreibung erläutert, die Tatsache, dass ein Bruch der Sollbruchstelle 14 zwar zum Abreißen des dem spindelmutterseitigen Antriebsabschnitt 4 zugeordneten Koppelmittel 11 führt. Ein Auseinanderbrechen des kompletten Spindelantriebs 1 mit einem schlagartigen, vollständigen Entspannen der Federanordnung 12 geht mit dem Bruch der Sollbruchstelle 14 aber niemals einher. Eine Gefährdung des Benutzers, beispielsweise durch ein manuelles Öffnen der Heckklappe 2 mit extremer manueller Betätigungskraft führt damit auch nicht zu einer Verletzungsgefahr für den Benutzer.
  • Die Sollbruchstelle 14 kann auf unterschiedliche Arten von Belastungen ausgelegt sein. Hier und vorzugsweise ist es so, dass die Grenzbelastung eine vorbestimmte, über die Koppelmittel 10, 11 auf den Spindelantrieb 1 einwirkende Grenz-Zugbelastung in Richtung der Ausfahrstellung ist.
  • Um den Bruch der Sollbruchstelle möglichst reproduzierbar sicherstellen zu können, ist es vorzugsweise vorgesehen, dass die Sollbruchstelle 14 im Hinblick auf eine obige Zugbelastung um mindestens 10 % schwächer ausgelegt ist als alle übrigen Komponenten des Antriebsstrangs 13 des Spindelantriebs 1. Dies bedeutet zwangsläufig, dass im Falle einer übermäßigen Zugbelastung ausschließlich die Sollbruchstelle 14 bricht. Um die Reproduzierbarkeit weiter zu erhöhen, ist es weiter vorzugsweise vorgesehen, dass die Sollbruchstelle 14 sogar um mindestens 15 % schwächer ausgelegt ist als alle übrigen Komponenten des Antriebsstrangs 13 des Spindelantriebs 1.
  • Der in Fig. 2 dargestellte, strukturelle Aufbau eines Spindelantriebs 1 lässt sich für die vorschlagsgemäße Lösung ganz besonders gut einsetzen. Hier weisen die beiden Antriebsabschnitte 4, 5 jeweils ein im Wesentlichen rohrförmiges Gehäuseteil 16, 17 auf, die im Wesentlichen teleskopartig ineinander laufen. Die Gehäuseteile 16, 17 beginnen jeweils an dem zugeordneten Koppelmittel 10, 11 und erstrecken sich jeweils bis zu einem entsprechenden Gehäuseendstück 16a, 17a.
  • Grundsätzlich kann die Sollbruchstelle 14 separat von den Gehäuseteilen 16, 17 ausgestaltet sein. Denkbar ist beispielsweise, dass die Sollbruchstelle 14 an einem der Heckklappe 2 zugeordneten Teil der Koppelmittel 10, 11 angeordnet ist. Hier und vorzugsweise ist es allerdings so, dass die Sollbruchstelle 14 innerhalb des Gehäuseteils 16, 17 des jeweiligen Antriebabschnitts 3, 4, hier des Gehäuseteils 17 des spindelmutterseitigen Abschnitts 4, angeordnet ist. Hiermit lässt sich die Reproduzierbarkeit des Bruchverhaltens auf ganz besonders einfache Weise realisieren, wie weiter unten erläutert wird.
  • Eine besonders kompakte Ausgestaltung ergibt sich bei dem in Fig. 2 dargestellten Spindelantrieb 1 dadurch, dass die beiden Koppelmittel 10, 11 auf die Längsachse 18 der Spindel 5 des Spindelantriebs 1 ausgerichtet sind, wobei, wie schon angedeutet, vorzugsweise eines der Koppelmittel 10, 11 über ein Verbindungsrohr 6a mit der Spindelmutter 6 verbunden ist. Der Detailansicht in Fig. 2 lässt sich die Tatsache entnehmen, dass die Anordnung hier so getroffen ist, dass die Sollbruchstelle 14 im Wesentlichen ausschließlich auf den Spindelantrieb 1 einwirkenden Zugbelastungen, und keinen von Außen auf den Antriebsstrang wirkenden Druck-, Torsions- oder Biegebelastungen ausgesetzt ist. Abhängig davon, welche Kräfte von Außen auf den Spindelantrieb 1 wirken, wird die Sollbruchstelle 14 also auch im Wesentlichen ausschließlich den obigen Zugbelastungen ausgesetzt. Mit "im Wesentlichen" ist hier gemeint, dass minimale Druck- Torsions- oder Biegebelastungen auftreten können, die für das Bruchverhalten der Sollbruchstelle 14 aber unwesentlich sind. Wie dies vorzugsweise realisiert wird, lässt sich den folgenden Ausführungen entnehmen.
  • Zunächst einmal ist es so, dass das dem spindelmutterseitigen Antriebsabschnitt 4 zugeordnete Koppelmittel 11 einen Führungszapfen 19 aufweist, der in einer Führungshülse 20 des spindelmutterseitigen Antriebsabschnitts 4 aufgenommen ist. Die Sollbruchstelle 14 ist dabei durch eine Schwächung 21 des Führungszapfens 19 realisiert. Einfacher lässt sich eine Sollbruchstelle 14 kaum umsetzen.
  • Zur Klarstellung darf hier darauf hingewiesen werden, dass die Führungshülse 20 mit dem Verbindungsrohr 6a verprägt ist. Ferner steht die Führungshülse 20 über einen Kragen 20a in Eingriff mit einem Deckel 20b, der wiederum mit dem Gehäuseteil 17 verprägt ist.
  • Der Führungszapfen 19 ist hier und vorzugsweise parallel zu der linearen Antriebsbewegung (in Fig. von oben nach unten) ausgerichtet. Damit lässt sich die Auslegung der Sollbruchstelle 14 im Hinblick auf die oben genannte Zugbelastung am einfachsten realisieren.
  • Die Schwächung 21 des Führungszapfens 19 lässt sich vorzugsweise durch eine Einschnürung o. dgl. realisieren. Hier und vorzugsweise handelt es sich bei der Schwächung 21 um eine umlaufene Nut in dem Führungszapfen 19. Mit der Auslegung der Schwächung 21, hier der Nut 21, lässt sich das Bruchverhalten der Sollbruchstelle 14 einstellen. Dabei kommt der schon angesprochenen Reproduzierbarkeit des Bruchverhaltens besondere Bedeutung zu.
  • In besonders bevorzugter Ausgestaltung ist die Nut 21 so ausgelegt, dass sie in ihrem Querschnitt gesehen keine ausgeprägten Kanten aufweist. Damit lassen sich Kerbwirkungen, die zu einem wenig deterministischen Bruchverhalten der Sollbruchstelle 14 führten würden, weitgehend vermeiden. Im Einzelnen ist es vorzugsweise so, dass die Nut 21 in ihrem Querschnitt gesehen wannenförmig mit abgerundeten Kanten im Nutgrund ausgestaltet ist, wobei die Radien der abgerundeten Kanten weiter vorzugsweise mindestens 5 %, insbesondere mindestens 10 %, der Breite und/oder der Tiefe der Nut 21 betragen. Idealerweise ist die Nut 21 in ihrem Querschnitt gesehen sogar insgesamt rundlich, insbesondere kreisförmig oder elliptisch, ausgestaltet. Bei allen obigen, vorteilhaften Varianten für die Nut 21 ist es nicht notwendig, dass die Nut 21 in ihrem Querschnitt gesehen symmetrisch ausgestaltet ist.
  • Eine weitere Möglichkeit zur Einstellung des Bruchverhaltens besteht in der gezielten Einstellung der Oberflächenrauheit im Bereich der Schwächung 21, hier der Nut 21. Insbesondere kann es vorgesehen sein, die Oberflächenrauheit im Bereich der Einschnürung 21 bzw. der Nut 21 zu reduzieren, um die eine Reproduzierbarkeit des Bruchverhaltens der Sollbruchstelle 13 zu verbessern. Dies lässt sich beispielsweise dadurch bewerkstelligen, dass der Bereich der Schwächung 21 bzw. der Nut 21 poliert, geschliffen oder dergleichen wird.
  • Interessant ist bei dem dargestellten und insoweit bevorzugten Ausführungsbeispiel, dass die Schwächung 21 des Führungszapfens 19 entlang seiner Längsachse 22 gesehen innerhalb der Führungshülse 20, hier sogar etwa in der Mitte der Führungshülse 20, liegt. Damit ist gewährleistet, dass die Sollbruchstelle 14 durch die Führungshülse 20 von Biegebeanspruchungen gewissermaßen abgeschirmt ist. Bei der Führungshülse 20 handelt es sich entsprechend um ein stabiles Bauteil aus Stahl o. dgl., so dass die obige Abschirmung der Sollbruchstelle 14 sichergestellt ist.
  • Interessant ist bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel weiter, dass dem Führungszapfen 19 einerends ein Formschlusselement 23, hier ein Sprengring 21 zugeordnet ist, das zur Aufnahme der obigen Zugbelastungen eine Abstützung gegenüber der Führungshülse 20 bereitstellt. Anstelle des Sprengrings 21 kann auch ein irgendwie anders gearteter Absatz o. dgl. vorgesehen sein. Aufgrund des erläuterten, strukturellen Aufbaus des Spindelantriebs 1 ist damit klargestellt, dass die Sollbruchstelle 14 in jedem Falle außerhalb des Kraftflusses der Federanordnung 12 liegt.
  • Zur Aufnahme von Druckbelastungen ist dem Führungszapfen 19 anderenends ein weiteres Formschlusselement 24, hier ein mit dem Führungszapfen 19 integraler Absatz 24, zugeordnet, das wiederum eine Abstützung gegenüber der Führungshülse 20 bereitstellt. Grundsätzlich kann es sich auch bei diesem Formschlusselement 24 um einen Sprengring o. dgl. handeln.
  • Erwähnenswert bei der oben erläuterten, beidseitigen Abstützung des Führungszapfens 19 ist die Tatsache, dass Druckbelastungen vollständig von dem in Fig. 2 oberen Absatz 24 aufgenommen werden. Damit ist die Sollbruchstelle 14 auch von Druckbelastungen in obigem Sinne abgeschirmt.
  • Von besonderer Bedeutung ist schließlich die Tatsache, dass der Führungszapfen 19 hier und vorzugsweise drehbar in der Führungshülse 20 geführt ist. Damit ist die Sollbruchstelle 14 entsprechend frei von jeglichen Torsionsbelastungen.
  • Im Ergebnis kann mit der in Fig. 2 dargestellten und insoweit bevorzugten Ausgestaltung sichergestellt werden, dass auf die Sollbruchstelle 14 ausschließlich die oben genannten Zugbelastungen wirken, was mit einer besonders hohen Reproduzierbarkeit des Bruchverhaltens der Sollbruchstelle 14 verbunden ist.
  • Für die Ausgestaltung der Koppelmittel 10, 11 sind zahlreiche Varianten denkbar. Hier und vorzugsweise ist es so, dass die beiden Koppelmittel 10, 11 jeweils eine Kugel-Kugelpfanne-Kopplung zwischen dem Spindelantrieb 1 und der Heckklappe 2 bzw. der Kraftfahrzeugkarosserie bereitstellen. Weiter ist es hier und vorzugsweise so, dass der Führungszapfen 19 zusammen mit der zugeordneten Kugelpfanne 11a als einstückiges Bauteil ausgestaltet ist.
  • Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 wirken die Kugelpfannen 10a, 11a mit nicht dargestellten Kugeln zusammen, die jeweils an der Heckklappe bzw. an der Karosserie des Kraftfahrzeugs angeordnet sind. Grundsätzlich kann es hier auch vorgesehen sein, dass die Sollbruchstelle 14 an dem einer der Kugeln zugeordneten Teil der Koppelmittel 10, 11 angeordnet ist.

Claims (15)

  1. Spindelantrieb für die motorische Verstellung eines Verstellelements (2) eines Kraftfahrzeugs, wobei ein spindelseitiger Antriebsabschnitt (3) und ein spindelmutterseitiger Antriebsabschnitt (4) vorgesehen sind, wobei die Antriebsabschnitte (3, 4) zur Erzeugung von Antriebsbewegungen relativ zueinander zwischen einer Einfahrstellung und einer Ausfahrstellung linear verstellbar sind und jeweils ein Koppelmittel (10, 11) für das Ausleiten der Antriebsbewegungen aufweisen, wobei eine Federanordnung (12) vorgesehen ist, die die beiden Antriebsabschnitte (3, 4) in die ausgefahrene Stellung vorspannt,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass im Antriebsstrang (13) des Spindelantriebs (1) eine Sollbruchstelle (14) vorgesehen ist, die bei einer vorbestimmten, über die Koppelmittel (10, 11) auf den Spindelantrieb (1) einwirkenden Grenzbelastung bricht und die außerhalb des Kraftflusses der Federanordnung (12) liegt.
  2. Spindelantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Grenzbelastung eine vorbestimmte, über die Koppelmittel (10, 11) auf den Spindelantrieb (1) einwirkende Grenz-Zugbelastung in Richtung der Ausfahrstellung ist.
  3. Spindelantrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sollbruchstelle (14) im Hinblick auf eine Zugbelastung um mindestens 10%, vorzugsweise mindestens 15 %, schwächer ausgelegt ist als alle übrigen Komponenten des Antriebsstrangs (13) des Spindelantriebs (1).
  4. Spindelantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Antriebsabschnitte (3, 4) jeweils ein im Wesentlichen rohrförmiges Gehäuseteil (16, 17) aufweisen und dass die beiden Gehäuseteile (16, 17) im Wesentlichen teleskopartig ineinanderlaufen, vorzugsweise, dass die Sollbruchstelle (14) innerhalb des Gehäuseteils (17) des jeweiligen Antriebsabschnitts (4) angeordnet ist.
  5. Spindelantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Koppelmittel (10, 11) auf die Längsachse (18) der Spindel (5) des Spindelantriebs (1) ausgerichtet sind, vorzugsweise, dass eines der Koppelmittel (11) über ein Verbindungsrohr (6a) mit der Spindelmutter (6) verbunden ist.
  6. Spindelantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung so getroffen ist, dass die Sollbruchstelle (13) im Wesentlichen ausschließlich auf den Spindelantrieb (1) einwirkenden Zugbelastungen ausgesetzt ist.
  7. Spindelantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jedenfalls ein Koppelmittel (11) einen Führungszapfen (19) aufweist, der in einer Führungshülse (20) des zugeordneten Antriebsabschnitts (4) aufgenommen ist und dass die Sollbruchstelle (14) durch eine Schwächung (21) des Führungszapfens (19) realisiert ist.
  8. Spindelantrieb nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungszapfen (19) parallel zu der linearen Antriebsbewegung ausgerichtet ist.
  9. Spindelantrieb nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwächung (21) des Führungszapfens (19) durch eine Einschnürung o. dgl. realisiert ist.
  10. Spindelantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Schwächung (21) des Führungszapfens (19) durch eine umlaufende Nut in dem Führungszapfen (19) realisiert ist, vorzugsweise, dass die Nut (21) in ihrem Querschnitt gesehen wannenförmig mit abgerundeten Kanten im Nutgrund ausgestaltet ist, weiter vorzugsweise, dass die Radien der abgerundeten Kanten mindestens 5%, insbesondere mindestens 10%, der Breite und/oder der Tiefe der Nut (21) betragen, oder, dass die Nut (21) in ihrem Querschnitt gesehen insgesamt rundlich, insbesondere kreisförmig oder elliptisch, ausgestaltet ist.
  11. Spindelantrieb nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwächung (21) des Führungszapfens (19) entlang seiner Längsachse (22) gesehen innerhalb der Führungshülse (20), insbesondere etwa in der Mitte der Führungshülse (20), liegt.
  12. Spindelantrieb nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass dem Führungszapfen (19) einerends ein Formschlußelement (23), insbesondere ein Absatz, ein Sprengring (23) o. dgl. zugeordnet ist, das zur Aufnahme von Zugbelastungen eine Abstützung gegenüber der Führungshülse (20) bereitstellt.
  13. Spindelantrieb nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass dem Führungszapfen (19) anderenends ein Formschlußelement (24), insbesondere ein Absatz (24), ein Sprengring o. dgl., zugeordnet ist, das zur Aufnahme von Druckbelastungen eine Abstützung gegenüber der Führungshülse (20) bereitstellt, vorzugsweise, dass der Führungszapfen (19) zwischen den beiden Formschlußelementen (23, 24) formschlüssig mit der Führungshülse (20) in Eingriff steht.
  14. Spindelantrieb nach einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungszapfen (19) drehbar in der Führungshülse (20) geführt ist.
  15. Spindelantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Koppelmittel (10, 11) jeweils eine Kugel-Kugelpfanne-Kopplung bereitstellen, vorzugsweise, dass der Führungszapfen (19) zusammen mit der zugeordneten Kugel bzw. Kugelpfanne (10a, 11a) als einstückiges Bauteil ausgestaltet ist.
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