EP3642439B1

EP3642439B1 - Spindelantrieb mit integrierter verriegelungseinrichtung

Info

Publication number: EP3642439B1
Application number: EP17730809.5A
Authority: EP
Inventors: Lars Linnenkohl
Original assignee: Gebrueder Bode GmbH and Co KG
Current assignee: Gebrueder Bode GmbH and Co KG
Priority date: 2017-06-19
Filing date: 2017-06-19
Publication date: 2021-06-02
Anticipated expiration: 2037-06-19
Also published as: EP3642439A1; ES2881666T3; US20210140219A1; PL3642439T3; WO2018233806A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Spindelantrieb für ein anzutreibendes Element, insbesondere ein Tür- und/oder ein Fensterelement eines Fahrzeugs, mit integrierter Verriegelung zur Verriegelung des anzutreibenden Elements, aufweisend eine in Längsrichtung ausgebildete Spindel mit einer auf der Spindel angeordneten zwischen einer Öffnungsposition und einer Schließposition verlagerbar ausgebildeten Spindelmutter, wobei die Spindelmutter eine Verriegelungseinrichtung trägt, die in Schließposition mit einer ortsfest angeordneten Fanghülse im Eingriff und mit dieser formschlüssig verriegelbar ist.
Spindelantriebe mit einer Spindel und einer auf der Spindel in Spindellängsrichtung verlagerbar angeordneten Spindelmutter sind grundsätzlich bekannt. Derartige Spindelantriebe werden vorzugsweise für das Öffnen und/oder Schließen von Schiebetüren verwendet. Durch eine Drehbewegung der Spindel um die Spindellängsrichtung ist die Spindelmutter in Längsrichtung verlagerbar, um vorzugsweise eine mit der Spindelmutter direkt oder über einen Mitnehmer verbundene Schiebetüre zwischen einer Öffnungsposition und einer Schließposition zu verlagern. Ein derartiger Spindelantrieb ist in der DE 20 2008 011 655 U1 offenbart.
Neben der Verlagerung der Schiebetüre über die Spindelmutter sind zum Verriegeln der Schiebetüre in der Schließposition in der Regel Verriegelungseinrichtungen vorgesehen. Die Verriegelung der Schiebetüre in der Schließposition kann vorzugsweise über einen in ein Drehfallenschloss einschwenkbaren Bolzen erfolgen. Derartige Verriegelungsmechanismen können aufgrund der Drehbewegung des Bolzens einen erhöhten Bauraumbedarf aufweisen. Weiterhin ist bekannt, dass eine Verriegelung der Schiebetüre und/oder der Spindel über eine Motorbremse des Spindelantriebs erfolgen kann. Die Motorbremse kann die Antriebseinrichtung zusätzlich belasten.
Die WO 2013/045099 A1 beschreibt eine Antriebsordnung für ein Verstellelement eines Kraftfahrzeugs, wobei eine in den Antriebsstrang geschaltete Kupplungsanordnung mit einem Antriebsanschluss und einem Abtriebsanschluss vorgesehen ist, wobei die Kupplungsanordnung jedenfalls eine antriebsseitig eingeleitete Bewegung zu dem Antriebsanschluss durchleitet und eine Bremsanordnung zum Bremsen einer abtriebsseitig eingeleiteten Bewegung aufweist. Eine Verriegelung im obigen Sinne ist mit einer solchen Antriebsordnung nicht realisierbar.
Es besteht ein regelmäßiges Bedürfnis, den Spindelantrieb für ein anzutreibendes Element mit einer Verriegelungseinrichtung weiterzuentwickeln, um den Bauraumbedarf der Verriegelungseinrichtung zu reduzieren. Zudem sollen die Kosten eines Spindelantriebs mit einer Verriegelungseinrichtung reduziert werden.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Spindelantrieb bereitzustellen, über den ein angetriebenes Element, vorzugsweise ein Tür- und/oder Fensterelement, verlagerbar und in einfacher Weise in einer Schließposition verriegelbar ist, wobei der Bauraum und die Teilevielfalt des Spindelantriebs mit der Verriegelungseinrichtung reduziert werden kann. Zudem soll der Spindelantrieb kosten- und wartungsarm sein.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch einen Spindelantrieb mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte und/oder bevorzugte Ausgestaltungen beziehungsweise Weiterbildungen der Erfindung sind jeweils in den Unteransprüchen angegeben, die jeweils einzeln oder in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können.
Erfindungsgemäß ist ein Spindelantrieb für ein anzutreibendes Element, insbesondere ein Tür- und/oder Fensterelement eines Fahrzeugs, mit integrierter Verriegelung zur Verriegelung des anzutreibenden Elements vorgesehen, aufweisend eine in Längsrichtung ausgebildete Spindel, die um deren Längsachse verdrehbar ausgebildet ist, mit einer auf der Spindel angeordneten Spindelmutter, die durch eine Rotationsbewegung der Spindel um deren Längsachse in Längsrichtung zwischen einer Öffnungsposition und einer Schließposition verlagerbar angeordnet ist, eine auf der Spindelmutter angeordnete Verriegelungseinrichtung, die wenigstens einen Kugelträger mit einer Aufnahmeöffnung für ein Kugelelement, ein in der Aufnahmeöffnung angeordnetes Kugelelement und eine auf dem Kugelträger angeordnete Verriegelungshülse umfasst, die in der Schließposition zwischen einer die Aufnahmeöffnung zumindest teilweise versperrende Verriegelungsposition und einer die Aufnahmeöffnung freigebende Entriegelungsposition relativ zum Kugelträger beschränkt verlagerbar ausgebildet ist, und eine ortsfest gelagerte Fanghülse zur Verriegelung mit der Verriegelungseinrichtung, die in Schließposition zumindest abschnittsweise mit der Verriegelungseinrichtung zwischen der Spindel und dem Kugelträger im Eingriff ist, und in der Verriegelungsposition die Fanghülse über das Kugelelement mit der Verriegelungshülse formschlüssig verriegelbar ist.
Es ist somit ein Aspekt der Erfindung, dass der Spindelantrieb eine in Längsrichtung ausgebildete Spindel mit einer auf der Spindel angeordneten, zwischen einer Öffnungsposition und einer Schließposition durch eine Drehbewegung der Spindel um deren Längsachse verlagerbare, Spindelmutter aufweist. Die Spindelmutter ist vorzugsweise direkt oder über einen Mitnehmer mit einem anzutreibenden Element, insbesondere einem Tür- und/oder Fensterelement verbunden, so dass dieses ebenfalls entsprechend verlagerbar ist. Ein Tür- und/oder Fensterelement ist vorzugsweise ein Schiebeelement, und besonders bevorzugt eine Schiebetüre und/oder ein Fensterflügel. Die Spindel ist vorzugsweise über eine mit der Spindel gekoppelte Antriebseinrichtung um deren Längsachse rotierbar ausgebildet.
Auf der Spindelmutter ist eine Verriegelungseinrichtung angeordnet, die mit einer ortsfest angeordneten Fanghülse in der Schließposition der Spindelmutter in Eingriff bringbar ist. Die Spindelmutter ist somit nicht nur Träger des anzutreibenden Elements, sondern auch gleichzeitig Träger der Verriegelungseinrichtung.
Die Verriegelungseinrichtung umfasst wenigstens einen Kugelträger, der vorzugsweise auf einer in Längsrichtung der Spindelmutter ausgerichteten Spindelmutterstirnseite angeordnet ist. Somit kann die Verriegelungseinrichtung auf der Spindelmutter befestigt werden. Der Kugelträger weist eine Aufnahmeöffnung für ein Kugelelement auf, in die ein Kugelelement angeordnet ist. Auf dem Kugelträger ist eine Verriegelungshülse angeordnet, die in der Schließposition der Spindelmutter zwischen einer die Aufnahmeöffnung zumindest teilweise versperrende Verriegelungsposition und einer die Aufnahmeöffnung freigebende Entriegelungsposition relativ zum Kugelträger beschränkt verlagerbar ausgebildet ist. Die Verriegelungshülse ist somit ausschließlich in der Schließposition der Spindelmutter zwischen der Entriegelungsposition und der Verriegelungsposition verlagerbar.
In der Schließposition der Spindelmutter ist die ortsfest gelagerte Fanghülse zur Verriegelung mit der Verriegelungseinrichtung zumindest abschnittsweise mit der Verriegelungseinrichtung im Eingriff, wobei die Fanghülse zumindest abschnittsweise zwischen der Spindel und dem Kugelträger angeordnet ist. Die Spindel ist somit durch die Verriegelungseinrichtung, insbesondere den Kugelträger einerseits und die ortsfest angeordnete Fanghülse andererseits geführt. Auf diese Weise wird ein Spindelantrieb mit einer integrierten Verriegelungseinrichtung bereitgestellt, die in Längsrichtung der Spindel ausgebildet ist, wodurch der Bauraum des Spindelantriebs mit der integrierten Verriegelungseinrichtung reduziert werden kann.
Nachdem die Spindelmutter durch eine Rotation der Spindel um die Spindellängsachse in die Schließposition verlagert und im Eingriff mit der Fanghülse gebracht ist, ist die auf dem Kugelträger angeordnete Verriegelungshülse zur Verriegelung der Fanghülse mit der Verriegelungseinrichtung von der Entriegelungsposition in die Verriegelungsposition verlagerbar, wodurch diese die Aufnahmeöffnung versperrt, das in der Aufnahmeöffnung angeordnete Kugelelement verlagert und die Fanghülse über das Kugelelement mit der Verriegelungshülse formschlüssige verriegelt.
Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung liegt darin, dass der Kugelträger als Kugelträgerhülse ausgebildet ist und die Aufnahmeöffnung in einer Richtung senkrecht zur Längsrichtung der Kugelträgerhülse angeordnet ist und eine in radialer Richtung nach innen gerichtete innere Öffnung und eine in radialer Richtung nach außen gerichtete äußere Öffnung aufweist, und das Kugelelement derart in der Aufnahmeöffnung verlagerbar ist, dass es zumindest abschnittsweise durch die äußere Öffnung und/oder zumindest abschnittsweise durch die innere Öffnung geführt ist. Die innere Öffnung ist somit auf einer der Spindel zugewandten Seite ausgebildet und die äußere Öffnung auf einer der Spindel abgewandten Seite angeordnet. Ein Durchmesser des Kugelelements ist größer als ein Abstand zwischen der äußeren Öffnung und der inneren Öffnung. Somit kann das Kugelelement zumindest abschnittsweise durch die innere Öffnung und/oder die äußere Öffnung geführt sein. In der Verriegelungsposition der Verriegelungshülse ist die Aufnahmeöffnung und somit die äußere Öffnung versperrt. Das Kugelelement ist somit abschnittsweise durch die innere Öffnung geführt und kann einen Formschluss mit der zwischen dem Kugelträger und der Spindel angeordneten Fanghülse bilden. In der Entriegelungsposition gibt die Verriegelungshülse die äußere Öffnung frei, so dass das Kugelelement zumindest teilweise über die äußere Öffnung geführt werden kann. Der Formschluss über das Kugelelement zwischen der Fanghülse und der Verriegelungshülse kann somit aufgehoben werden.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass ein Durchmesser der inneren Öffnung gleich oder verschieden von einem Durchmesser der äußeren Öffnung ist. Somit ist grundsätzlich vorgesehen, dass der Durchmesser der inneren Öffnung gleich dem Durchmesser der äußeren Öffnung ist. Eine derartige Aufnahmeöffnung kann in einfacher Weise durch eine Bohrung ausgebildet werden. Es ist aber auch möglich, dass der Durchmesser der inneren Öffnung von dem Durchmesser der äußeren Öffnung verschieden ist. Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass der Durchmesser der äußeren Öffnung größer als der Durchmesser der inneren Öffnung ist. Auf diese Weise kann durch den Umfang der inneren Öffnung ein Anschlag für das Kugelelement gebildet werden. Der reduzierte Durchmesser der inneren Öffnung kann somit eine Verliersicherung für das Kugelelement auf einer der Spindel zugewandten Seite des Kugelträgers bereitstellen.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Verriegelungshülse einen sich in Längsrichtung erstreckenden Freigabeabschnitt und einen in Längsrichtung angrenzenden Verriegelungsabschnitt aufweist, wobei der Freigabeabschnitt gegenüber dem Verriegelungsabschnitt ausgehend von einer der Spindelmutter abgewandten Stirnseite einen aufgeweiteten Innendurchmesser aufweist. In der Entriegelungsposition versperrt der Freigabeabschnitt zumindest abschnittweise die Aufnahmeöffnung und/oder die äußere Öffnung, wobei aufgrund des aufgeweiteten Innendurchmessers das Kugelelement zumindest abschnittsweise über die äußere Öffnung geführt werden kann. Durch Überdeckung des Freigabeabschnitts der Aufnahmeöffnung in der Entriegelungsposition wird einerseits eine Verliersicherung, insbesondere eine äußere Verliersicherung, für das Kugelelement bereitgestellt. Andererseits kann das Kugelelement zumindest teilweise durch die äußere Öffnung verlagert werden, wodurch der Formschluss zwischen Fanghülse und Verriegelungshülse gelöst werden kann.
In diesem Zusammenhang liegt eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung darin, dass zwischen dem Freigabeabschnitt und dem Verriegelungsabschnitt auf einer in radialer Richtung nach innen gerichteten Seite der Verriegelungshülse ein Anschlag ausgebildet ist, der vorzugsweise bezogen auf die Längsachse geneigt ausgebildet ist. Der Übergang zwischen dem aufgeweiteten Innendurchmessers im Freigabeabschnitt und dem Innendurchmesser des Verriegelungsabschnitts bildet somit den Anschlag aus, wobei der Anschlag vorzugsweise geneigt ausgebildet ist oder eine umlaufende Fase aufweist. Bei einer Verlagerung der Verriegelungshülse von der Entriegelungsposition in die Verriegelungsposition kann der geneigte Anschlag in einfacher Weise das über die äußeren Öffnung geführte Kugelelement in radialer Richtung in Richtung der Spindelachse zur formschlüssigen Verbindung und/oder Verriegelung der Verriegelungshülse mit der Fanghülse verlagern.
Die Verriegelungshülse ist zwischen der Verriegelungsposition und der Entriegelungsposition vorzugsweise in Längsrichtung auf dem Kugelträger verlagerbar angeordnet. Hierzu kann vorzugsweise eine mechanische Beschränkung vorgesehen sein, die beliebig ausgebildet sein kann. Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung liegt darin, dass auf einer äußeren Mantelfläche des Kugelträgers zwischen der Aufnahmeöffnung und auf einer der Spindelmutter abgewandten ersten Kugelträgerstirnseite ein Ringelement, vorzugsweise ein Sprengring, angeordnet ist, das vorzugsweise in einer auf der äußeren Mantelfläche ausgebildeten umlaufenden ersten Nut angeordnet ist. Das Ringelement bildet einen kugelträgerseitigen Anschlag aus, der die Verlagerung der Verriegelungshülse in der Verriegelungsposition begrenzt, wobei der Anschlag der Verriegelungshülse vorzugsweise gegen das Ringelement anliegt.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung liegt darin, dass der Kugelträger auf einer der Spindelmutter zugewandten zweiten Kugelträgerstirnseite ein Flanschelement aufweist. Das Flanschelement kann die Verlagerung der Verriegelungshülse in der Entriegelungsposition begrenzen. Somit ist die Verriegelungshülse vorzugsweise auf dem Kugelträger zwischen dem Ringelement und dem Flanschelement verlagerbar. Das Flanschelement kann weiter als Befestigungselement zur Anordnung und/oder Befestigung des Kugelträgers auf der Spindelmutter dienen. Geeignete Befestigungsmittel können durch das Flanschelement geführt und mit Spindelmutter verbunden werden. Befestigungsmittel können vorzugsweise Schrauben und/oder Niete sein, wobei die Befestigungsmittel nicht darauf beschränkt sind.
Grundsätzlich kann die Verriegelungshülse über ein Bedienelement zwischen der Verriegelungsposition und der Entriegelungsposition verlagert werden. Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung liegt darin, dass die Verriegelungshülse gegen eine Federkraft eines ersten Federelements von der Verriegelungsposition in die Entriegelungsposition verlagerbar ist. Die Verriegelungshülse wird somit automatisch über die Federkraft des ersten Federelements in der Verriegelungsposition gehalten und muss zur Verlagerung in die Entriegelungsposition gegen die Federkraft des ersten Federelements verlagert werden.
Vorteilhaft ist vorgesehen, dass sich das erste Federelement gegen das Flanschelement des Kugelträgers abstützt. Auf diese Weise kann eine kompakte vorspannbare Verriegelungseinrichtung bereitgestellt werden, die in einfacher Weise auf die Spindelmutter befestigbar ist.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung liegt darin, dass zwischen dem Kugelträger und der Spindel ein Federboden angeordnet ist, der in der Entriegelungsposition der Verriegelungshülse in Längsrichtung zwischen einer ersten, die Aufnahmeöffnung zumindest teilweise versperrende, Position und einer zweiten, die Aufnahmeöffnung freigebende, Position verlagerbar angeordnet ist. In der ersten Position versperrt der Federboden die Aufnahmeöffnung und/oder innere Öffnung, so dass das Kugelelement nicht über die innere Öffnung geführt ist. Vielmehr ist das Kugelelement zumindest teilweise durch die äußere Öffnung geführt und wird vorzugsweise über den Freigabeabschnitt der Verriegelungshülse in der Aufnahmeöffnung gehalten. In der zweiten Position gibt der Federboden die Aufnahmeöffnung und/oder die innere Öffnung frei, so dass das Kugelelement zumindest abschnittsweise über die innere Öffnung verlagerbar ist. Die Verriegelungshülse kann von der Entriegelungsposition in die Verriegelungsposition verlagert werden, und die äußere Öffnung abdecken beziehungsweise versperren. Der Federboden kann somit eine innenliegende Verliersicherung für das Kugelelement bereitstellen.
In diesem Zusammenhang liegt eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung darin, dass der Federboden gegen eine Federkraft eines zweiten Federelements von der ersten Position in die zweite Position verlagerbar ist. Somit wird der Federboden in der ersten, die Aufnahmeöffnung und/oder innere Öffnung versperrende, Position automatisch durch die Federkraft des zweiten Federelements gehalten. Das zweite Federelement stützt sich vorzugsweise gegen die Spindelmutterstirnseite ab.
Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Federboden in der ersten Position die Verriegelungshülse in der Entriegelungsposition vorgespannt hält. Der Federboden ist vorzugsweise über die Federkraft des zweiten Federelements in der ersten Position gehalten, wodurch die innere Öffnung versperrt ist. Das in der Aufnahmeöffnung angeordnete Kugelelement ist somit über die äußere Öffnung geführt. Die Verriegelungshülse ist über das erste Federelement vorgespannt und liegt in der Entriegelungsposition vorzugsweise mit dem Anschlag gegen das Kugelelement an. Durch eine Verlagerung des Federbodens von der ersten Position in die zweite Position wird die innere Öffnung freigegeben. Das Kugelelement ist somit zumindest abschnittsweise durch die innere Öffnung verlagerbar, so dass die vorgespannte Federkraft des ersten Federelements die Verriegelungshülse von der Entriegelungsposition in die Verriegelungsposition verlagern kann. Auf diese Weise kann eine schnell auslösbare und direkt ansprechende mechanische Verriegelungseinrichtung bereitgestellt werden. Diese ist vergleichbar mit einem Schnappverschluss.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Fanghülse wenigstens einen Befestigungsabschnitt und einen Verrastungsabschnitt aufweist, wobei der Verrastungsabschnitt auf einer äußeren Umfangsfläche eine in Umfangsrichtung ausgebildete zweite Nut aufweist. Der Verrastungsabschnitt ist somit vorzugsweise mit der Verriegelungseinrichtung in Eingriff bringbar. Hierzu greift der Verrastungsabschnitt der Fanghülse vorzugsweise zwischen einen an der ersten Kugelträgerstirnseite zwischen der Spindel und dem Kugelträger ausgebildeten Spalt ein. Der Federboden wird dadurch von der ersten Position vorzugsweise gegen die Federkraft des zweiten Elements in die zweite Position verlagert. Die zweite Nut ist im Bereich der inneren Öffnung angeordnet, so dass das Kugelelement über die innere Öffnung zumindest abschnittsweise hinausragt und in die zweite Nut eingreifen kann. Durch eine Verlagerung der Verriegelungshülse von der Entriegelungsposition in die Verriegelungsposition, wodurch die äußere Öffnung versperrt wird, kann über das Kugelelement ein Formschluss zwischen der Fanghülse und dem Verriegelungshülse in einfacher Weise bereitgestellt werden.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass zwischen dem Befestigungsabschnitt und dem Verrastungsabschnitt ein Dämpfungselement angeordnet ist, gegen das vorzugsweise die erste Kugelträgerstirnseite in Schließposition anliegt. Auf diese Weise können Stöße beim Schließvorgang und/oder beim Eingriff der Fanghülse mit der Verriegelungseinrichtung in einfacher Weise gedämpft werden.
Grundsätzlich kann die Verriegelungshülse über ein Betätigungselement zwischen der Verriegelungsposition und der Entriegelungsposition verlagert werden. Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung liegt darin, dass die Verriegelungshülse mit der Spindelmutter über ein auf der Spindelmutter verlagerbar ausgebildetes Auslöseblech verbunden ist, und das Auslöseblech über die Spindelmutter verlagerbar ist, so dass die Verriegelungshülse zwischen der Entriegelungsposition und der Verriegelungsposition verlagerbar ist.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung liegt darin, dass über einen Endschalter die Verriegelungsposition der Verriegelungshülse in der Schließposition erfassbar ist. Der Endschalter kann vorzugsweise ein Schnappschalter sein. Er ist jedoch nicht darauf begrenzt, sondern kann auch anderweitig ausgebildet sein. Der Endschalter kann vorzugsweise Informationen dahingehend bereitstellen, dass bevor der Antrieb für eine Rotation der Spindel um die Spindellängsachse zur Verlagerung der Spindelmutter ausübbar ist, zunächst die formschlüssige Verriegelung zwischen Fanghülse und Verriegelungshülse zu lösen ist.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass an der Verriegelungshülse und/oder am Auslöseblech ein Seilzug für eine Notentriegelung der Verriegelungshülse angeordnet ist. Auf diese Weise kann in einem Notfall in einfacher Weise die Verriegelungshülse von der Verriegelungsposition in die Entriegelungsposition verlagert werden, wodurch der Formschluss zwischen der Fanghülse und der Verriegelungshülse über das Kugelelement aufgehoben werden kann.
Grundsätzlich ist es ausreichend, wenn für den Formschluss ein verlagerbar angeordnetes Kugelelement in einer Aufnahmeöffnung des Kugelträgers angeordnet ist. Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung liegt darin, dass der Kugelträger eine Mehrzahl in Umfangsrichtung zueinander beabstandet angeordnete Aufnahmeöffnungen mit entsprechenden Kugelelementen aufweist. Auf diese Weise kann eine gleichmäßige formschlüssige Verriegelung zwischen der Fanghülse und der Verriegelungshülse bereitgestellt werden.
Die Erfindung betrifft zudem eine Verwendung des erfindungsgemäßen Spindelantriebs mit integrierter Verriegelung zur Verriegelung eines Tür- und/oder Fensterelements in einem Fahrzeug, insbesondere in einem Kraftfahrzeug und/oder schienengebundenen-Fahrzeug, wobei das Tür- und/oder Fensterelement mit der Spindelmutter direkt und/oder über einen Verbindungselement verbunden ist.
Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert. Die Ausführungsbeispiele sind nicht einschränkend, sondern vielmehr als beispielhaft zu verstehen, und sollen den Fachmann in die Lage versetzen, die Erfindung auszuführen. Der Anmelder behält sich vor, einzelne oder mehrere der in den Ausführungsbeispielen offenbarten Merkmale zum Gegenstand von Patentansprüchen zu machen oder solche Merkmale in bestehende Patentansprüche aufzunehmen. Die Ausführungsbeispiele werden anhand von Figuren näher erläutert.
Es zeigen:

Fig. 1: eine Ansicht des Spindelantriebs mit integrierter Verriegelung in Schließposition und im verriegelten Zustand, gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel,
Fig. 2: einen Längsschnitt durch den Spindelantrieb in einer Öffnungsposition, gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel,
Fig. 3: einen Längsschnitt durch den Spindelantrieb in der Schließposition und im verriegelten Zustand, gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Die Figur 1 zeigt eine Ansicht eines Spindelantriebs 10 für ein anzutreibendes Element, insbesondere ein Tür- und/oder Fensterelement eines Fahrzeugs, mit integrierter Verriegelung zur Verriegelung des anzutreibenden Elements. Der Spindelantrieb 10 weist eine in Längsrichtung ausgebildete Spindel 12 mit einer auf der Spindel 12 angeordneten, zwischen einer Öffnungsposition und einer Schließposition durch eine Drehbewegung der Spindel 12 um deren Längsachse 14 verlagerbare, Spindelmutter 16 auf. Die Spindelmutter 16 ist direkt oder über einen Mitnehmer mit einem anzutreibenden Element, insbesondere einem Tür- und/oder Fensterelement verbindbar, so dass das anzutreibende Element ebenfalls entsprechend verlagerbar ist. Die Spindel 12 ist vorzugsweise über eine mit der Spindel 12 gekoppelte Antriebseinrichtung (nicht dargestellt) um deren Längsachse 14 rotierbar ausgebildet.
Auf einer in Längsrichtung der Spindel 12 ausgerichteten Spindelmutterstirnseite 18 der Spindelmutter 16 ist eine Verriegelungseinrichtung 20 angeordnet, die vorliegend der Übersicht halber beabstandet zur Spindelmutter 16 dargestellt ist. Die Spindelmutter 16 ist vorliegend in der Schließposition dargestellt, wobei die Verriegelungseinrichtung 20 mit einer ortsfest angeordneten Fanghülse 22 in Eingriff gebracht ist. Die Fanghülse 22 ist auf einer Gehäusebefestigung 24 zur Anordnung an einem Gehäuse befestigt. Die Spindelmutter 16 ist somit nicht nur Träger des anzutreibenden Elements, sondern auch gleichzeitig Träger der Verriegelungseinrichtung 20.
Die Verriegelungseinrichtung 20 umfasst wenigstens einen Kugelträger 26, der auf der in Längsrichtung der Spindelmutter 16 ausgerichteten Spindelmutterstirnseite 18 angeordnet ist. Somit kann die Verriegelungseinrichtung 20 in einfacher Weise auf der Spindelmutter 16 befestigt werden. Der Kugelträger 26 weist eine Aufnahmeöffnung 28 für ein Kugelelement 30 auf, in die ein Kugelelement 30 beschränkt verlagerbar angeordnet ist. Die Aufnahmeöffnung 28 und das Kugelelement 30 sind in Figur 1 durch die auf dem Kugelträger 26 angeordnete Verriegelungshülse 32 versperrt. Die Verriegelungshülse 32 ist in der Schließposition der Spindelmutter 16 zwischen einer die Aufnahmeöffnung 28 zumindest teilweise versperrende Verriegelungsposition und einer die Aufnahmeöffnung 28 freigebende Entriegelungsposition relativ zum Kugelträger 26 beschränkt in Längsrichtung der Spindel verlagerbar ausgebildet. Somit ist die Verriegelungshülse 32 ausschließlich in der Schließposition der Spindelmutter 16 zwischen der Entriegelungsposition und der Verriegelungsposition verlagerbar.
In der Schließposition der Spindelmutter 16 ist die ortsfest gelagerte Fanghülse 22 zur Verriegelung mit der Verriegelungseinrichtung 20 zumindest abschnittsweise mit der Verriegelungseinrichtung 20 im Eingriff, wobei die Fanghülse 22 zumindest abschnittsweise zwischen der Spindel 12 und dem Kugelträger 26 angeordnet ist. Die Spindel 12 ist somit durch die Verriegelungseinrichtung 20, insbesondere den Kugelträger 26 einerseits und die ortsfest angeordnete Fanghülse 22 andererseits geführt. Auf diese Weise wird ein Spindelantrieb 10 mit einer integrierten Verriegelung bereitgestellt, die in Längsrichtung der Spindel 12 ausgebildet ist, wodurch der Bauraum des Spindelantriebs 10 mit der integrierten Verriegelung reduziert werden kann.
Die Spindelmutter 16 ist durch eine Rotation der Spindel 12 um deren Längsachse 14 in die Schließposition verlagert. Die Verriegelungseinrichtung 20 ist im Eingriff mit der Fanghülse 22, und die auf dem Kugelträger 26 angeordnete Verriegelungshülse 32 ist in die Verriegelungsposition verlagert, wodurch diese die Aufnahmeöffnung 28 versperrt, das in der Aufnahmeöffnung 28 angeordnete Kugelelement 30 verlagert und die Fanghülse 22 über das Kugelelement 30 mit der Verriegelungshülse 32 formschlüssige verriegelt.
Die Figuren 2 und 3 zeigen jeweils einen Längsschnitt durch den Spindelantrieb 10, wobei in Figur 2 die Spindelmutter 16 in einer Öffnungsposition gezeigt ist und in Figur 3 die Spindelmutter 16 in der Schließposition dargestellt ist.
Wie aus Figur 2 ersichtlich ist, ist der Kugelträger 26 als Kugelträgerhülse ausgebildet. Die Aufnahmeöffnung 28 ist in einer Richtung senkrecht zur Längsrichtung 14 der Kugelträgerhülse angeordnet ist und weist eine in radialer Richtung nach innen gerichtete innere Öffnung 34 und eine in radialer Richtung nach außen gerichtete äußere Öffnung 36 auf. Das Kugelelement 30 ist derart in der Aufnahmeöffnung 28 verlagerbar, dass es zumindest abschnittsweise durch die äußere Öffnung 36 und/oder zumindest abschnittsweise durch die innere Öffnung 34 geführt ist. Die innere Öffnung 34 ist somit auf einer der Spindel 12 zugewandten Seite ausgebildet und die äußere Öffnung 36 ist auf einer der Spindel 12 abgewandten Seite angeordnet. Ein Durchmesser des Kugelelements 30 ist größer als ein Abstand zwischen der äußeren Öffnung 36 und der inneren Öffnung 34. Der Durchmesser der inneren Öffnung 34 ist gleich dem Durchmesser der äußeren Öffnung 36. Eine derartige Aufnahmeöffnung 28 kann in einfacher Weise durch eine Bohrung ausgebildet werden.
Auf einer äußeren Mantelfläche 38 des Kugelträgers 26 ist zwischen der Aufnahmeöffnung 28 und auf einer der Spindelmutter 16 abgewandten ersten Kugelträgerstirnseite 40 ein Ringelement 42 in einer auf der äußeren Mantelfläche 38 ausgebildeten umlaufenden ersten Nut 44 angeordnet. Das Ringelement 42 bildet somit einen kugelträgerseitigen Anschlag aus.
Auf einer der Spindelmutter 16 zugewandten zweiten Kugelträgerstirnseite 46 weist der Kugelträger 26 ein Flanschelement 48 auf. Über das Flanschelement 48 kann der Kugelträger 26 vorzugsweise in einfacher Weise mit der Spindelmutter 16 verbunden werden.
Zwischen dem Kugelträger 26 und der Spindel 12 ist ein Federboden 50 angeordnet, der in der Entriegelungsposition der Verriegelungshülse 32 in Längsrichtung zwischen einer ersten, die Aufnahmeöffnung 28 zumindest teilweise versperrende, Position und einer zweiten, die Aufnahmeöffnung 28 freigebende, Position verlagerbar angeordnet ist. Vorliegend ist der Federboden 50 in der ersten Position dargestellt. In der ersten Position versperrt der Federboden 50 die Aufnahmeöffnung 28 und/oder innere Öffnung 34, so dass das in der Aufnahmeöffnung 28 angeordnete Kugelelement 30 nicht über die innere Öffnung 34 geführt werden kann. Das Kugelelement 30 ist somit zumindest teilweise durch die äußere Öffnung 36 geführt. Der Federboden 50 stellt somit eine innenliegende Verliersicherung für das Kugelelement 30 in der Entriegelungsposition bereit.
Der Federboden 50 ist gegen eine Federkraft eines zweiten Federelements 52 von der ersten Position in die zweite Position verlagerbar. Somit ist der Federboden 50 in der ersten, die Aufnahmeöffnung 28 und/oder innere Öffnung 34 versperrende, Position automatisch gehalten. Das zweite Federelement 52 stützt sich vorzugsweise gegen die Spindelmutterstirnseite 18 der Spindelmutter 16 ab.
Die Verriegelungshülse 32 ist auf dem Kugelträger 26 zwischen der Entriegelungsposition und der Verriegelungsposition verlagerbar angeordnet, wobei die Verriegelungshülse 32 vorliegend in der Entriegelungsposition gezeigt ist. Die Verriegelungshülse 32 weist einen sich in Längsrichtung erstreckenden Freigabeabschnitt 54 und einen in Längsrichtung angrenzenden Verriegelungsabschnitt 56 auf, wobei der Freigabeabschnitt 54 gegenüber dem Verriegelungsabschnitt 56 ausgehend von der ersten Kugelträgerstirnseite 40 einen aufgeweiteten Innendurchmesser aufweist. In der Entriegelungsposition gibt der Freigabeabschnitt 54 zumindest abschnittweise die Aufnahmeöffnung 28 und/oder die äußere Öffnung 36 frei, wobei aufgrund des aufgeweiteten Innendurchmessers das Kugelelement 30 zumindest abschnittsweise über die äußere Öffnung 34 geführt werden kann. Durch Überdeckung des Freigabeabschnitts 54 der Aufnahmeöffnung 28 in der Entriegelungsposition kann eine äußere Verliersicherung für das Kugelelement 30 bereitgestellt werden.
Zwischen dem Freigabeabschnitt 54 und dem Verriegelungsabschnitt 56 ist auf einer in radialer Richtung nach innen gerichteten Seite der Verriegelungshülse 32 ein Anschlag 58 ausgebildet, der bezogen auf die Längsachse 14 geneigt ausgebildet ist. Der Übergang zwischen dem aufgeweiteten Innendurchmessers im Freigabeabschnitt 54 und dem Innendurchmesser des Verriegelungsabschnitts 56 bildet somit den Anschlag 58 aus.
Die Verriegelungshülse 32 ist gegen eine Federkraft eines ersten Federelements 60 von der Verriegelungsposition in die Entriegelungsposition verlagerbar, wobei sich das erste Federelement 60 gegen das Flanschelement 48 abstützt.
In der Öffnungsposition der Spindelmutter 16 ist der Federboden 50 in der ersten Position und die Verriegelungshülse 32 in der Entriegelungsposition. Der Federboden 50 ist über die Federkraft des zweiten Federelements 52 in der ersten Position gehalten, wodurch die innere Öffnung 34 versperrt ist. Das in der Aufnahmeöffnung 28 angeordnete Kugelelement 30 ist somit über die äußere Öffnung 36 geführt. Die Verriegelungshülse 32 ist über das erste Federelement 60 vorgespannt und liegt in der Entriegelungsposition mit dem Anschlag 58 gegen das Kugelelement 30 an.
Die Fanghülse 22 weist wenigstens einen Befestigungsabschnitt 62 zur Befestigung der Fanghülse 22 an der Gehäusebefestigung 24 und einen Verrastungsabschnitt 64 auf, wobei der Verrastungsabschnitt 64 auf einer äußeren Umfangsfläche eine in Umfangsrichtung ausgebildete zweite Nut 66 aufweist.
Figur 3 zeigt den Spindelantrieb 10 mit integrierter Verriegelung, wobei die Fanghülse 22 über das Kugelelement 30 formschlüssig mit der Verriegelungshülse 32 verriegelt ist. Die Spindelmutter 16 ist somit in die Schließposition verlagert. Hierzu greift der Verrastungsabschnitt 64 der Fanghülse 22 über einen an der ersten Kugelträgerstirnseite 40 zwischen der Spindel 12 und dem Kugelträger 26 ausgebildeten Spalt 65 ein und verlagert den Federboden 50 gegen die Federkraft des zweiten Federelements 52 von der ersten Position in die zweite Position. Die zweite Nut 66 ist in radialer Richtung zur Ausnahmeöffnung 28 ausgerichtet, so dass das Kugelelement 30 über die innere Öffnung 34 in die zweite Nut 66 verlagerbar ist. Die vorgespannte Federkraft des ersten Federelements 60 verlagert die Verriegelungshülse 32 automatisch von der Entriegelungsposition in die Verriegelungsposition, wodurch die äußere Öffnung 36 von dem Verriegelungsabschnitt 56 der Verriegelungshülse 32 versperrt wird. Der Anschlag 58 stößt gegen das Ringelement 42 und begrenzt die Verlagerung der Verriegelungshülse 32 in der Verriegelungsposition. Auf diese Weise kann eine schnell auslösbare und direkt ansprechende mechanische Verriegelungseinrichtung 20 zur formschlüssigen Verriegelung der Fanghülse 22 mit der Verriegelungshülse 32 über das Kugelelement 30 bereitgestellt werden.
Zwischen dem Befestigungsabschnitt 62 und dem Verrastungsabschnitt 64 ist ein Dämpfungselement 68 angeordnet, gegen das die erste Kugelträgerstirnseite 40 in der Schließposition anliegt. Auf diese Weise können Stöße beim Schließvorgang in einfacher Weise gedämpft werden.
Eine Entriegelung erfolgt durch eine Verlagerung der Verriegelungshülse 32 von der Verriegelungsposition in die Entriegelungsposition, wodurch die äußere Öffnung 36 freigegeben und der Formschluss aufgehoben werden. Das Kugelelement 30 ist somit zumindest teilweise über die äußere Öffnung 36 verlagerbar. Der Verrastungsabschnitt 64 kann aus dem Spalt 65 zwischen Kugelträger 26 und Spindel 12 geführt werden, wobei das Kugelelement 30 zumindest abschnittsweise über die äußere Öffnung 36 geführt wird. Über die Vorspannkraft des zweiten Federelements 48 wird der Federboden 50 von der zweiten Position in die erste Position verlagert, wodurch die innere Öffnung 34 versperrt wird. Durch das Versperren der inneren Öffnung 34 über den Federboden 50 ist das Kugelelement 30 zumindest abschnittsweise über die äußere Öffnung 36 geführt und hält die Verriegelungshülse 32 in der Entriegelungsposition in vorgespanntem Zustand.

Bezugszeichen

10: Spindelantrieb
12: Spindel
14: Längsachse
16: Spindelmutter
18: Spindelmutterstirnseite
20: Verriegelungseinrichtung
22: Fanghülse
24: Gehäusebefestigung
26: Kugelträger
28: Aufnahmeöffnung
30: Kugelelement
32: Verriegelungshülse
34: Innere Öffnung
36: Äußere Öffnung
38: Mantelfläche Kugelträger
40: Erste Kugelträgerstirnseite
42: Ringelement
44: Erste Nut
46: Zweite Kugelträgerstirnseite
48: Flanschelement
50: Federboden
52: Zweites Federelement
54: Freigabeabschnitt
56: Verriegelungsabschnitt
58: Anschlag
60: Erstes Federelement
62: Befestigungsabschnitt
64: Verrastungsabschnitt
65: Spalt
66: Zweite Nut
68: Dämpfungselement

Claims

Spindelantrieb (10) für ein anzutreibendes Element, insbesondere ein Tür- und/oder Fensterelement eines Fahrzeugs, mit integrierter Verriegelung zur Verriegelung des anzutreibenden Elements, aufweisend
eine in Längsrichtung ausgebildete Spindel (12), die um deren Längsachse (14) verdrehbar ausgebildet ist, mit einer auf der Spindel (12) angeordneten Spindelmutter (16), die durch eine Rotationsbewegung der Spindel (12) um deren Längsachse (14) in Längsrichtung zwischen einer Öffnungsposition und einer Schließposition verlagerbar angeordnet ist,

gekennzeichnet durch eine auf der Spindelmutter (16) angeordnete Verriegelungseinrichtung (20), die wenigstens einen Kugelträger (26) mit einer Aufnahmeöffnung (28) für ein Kugelelement (30), ein in der Aufnahmeöffnung (28) angeordnetes Kugelelement (30) und eine auf dem Kugelträger (26) angeordnete Verriegelungshülse (32) umfasst, die in der Schließposition zwischen einer die Aufnahmeöffnung (28) zumindest teilweise versperrende Verriegelungsposition und einer die Aufnahmeöffnung (28) freigebende Entriegelungsposition relativ zum Kugelträger (26) beschränkt verlagerbar ausgebildet ist, und durch

eine ortsfest gelagerte Fanghülse (22) zur Verriegelung mit der Verriegelungseinrichtung (20), die in Schließposition zumindest abschnittsweise mit der Verriegelungseinrichtung (20) zwischen der Spindel (12) und dem Kugelträger (26) im Eingriff ist, und in der Verriegelungsposition die Fanghülse (22) über das Kugelelement (30) mit der Verriegelungshülse (32) formschlüssig verriegelbar ist.
Spindelantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kugelträger (26) als Kugelträgerhülse ausgebildet ist und die Aufnahmeöffnung (28) in einer Richtung senkrecht zur Längsrichtung der Kugelträgerhülse angeordnet ist und eine in radialer Richtung nach innen gerichtete innere Öffnung (34) und eine in radialer Richtung nach außen gerichtete äußere Öffnung (36) aufweist, und das Kugelelement (30) derart in der Aufnahmeöffnung (28) verlagerbar ist, dass es zumindest abschnittsweise durch die äußere Öffnung (36) und/oder zumindest abschnittsweise durch die innere Öffnung (34) geführt ist.
Spindelantrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Durchmesser der inneren Öffnung (34) gleich oder verschieden von einem Durchmesser der äußeren Öffnung (36) ist.
Spindelantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelungshülse (32) einen sich in Längsrichtung erstreckenden Freigabeabschnitt (54) und einen in Längsrichtung angrenzenden Verriegelungsabschnitt (56) aufweist, wobei der Freigabeabschnitt (54) gegenüber dem Verriegelungsabschnitt (56) ausgehend von einer der Spindelmutter abgewandten Stirnseite der Verriegelungshülse (32) einen aufgeweiteten Innendurchmesser aufweist.
Spindelantrieb nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Freigabeabschnitt (54) und dem Verriegelungsabschnitt (56) auf einer in radialer Richtung nach innen gerichteten Seite der Verriegelungshülse (32) ein Anschlag (58) ausgebildet ist, der vorzugsweise bezogen auf die Längsachse (14) geneigt ausgebildet ist.
Spindelantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass auf einer äußeren Mantelfläche (38) des Kugelträgers (26) zwischen der Aufnahmeöffnung (28) und auf einer der Spindelmutter (16) abgewandten ersten Kugelträgerstirnseite (40) ein Ringelement (42), vorzugsweise ein Sprengring, angeordnet ist, das vorzugsweise in einer auf der äußeren Mantelfläche (38) ausgebildeten umlaufenden ersten Nut 44 angeordnet ist.
Spindelantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Kugelträger (26) auf einer der Spindelmutter (16) zugewandten zweiten Kugelträgerstirnseite (46) ein Flanschelement (48) aufweist.
Spindelantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelungshülse (32) gegen eine Federkraft eines ersten Federelements (60) von der Verriegelungsposition in die Entriegelungsposition verlagerbar ist.
Spindelantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Kugelträger (26) und der Spindel (12) ein Federboden (50) angeordnet ist, der in der Entriegelungsposition der Verriegelungshülse (32) in Längsrichtung zwischen einer ersten, die Aufnahmeöffnung (28) zumindest teilweise versperrende, Position und einer zweiten, die Aufnahmeöffnung (28) freigebende, Position verlagerbar angeordnet ist.
Spindelantrieb nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Federboden (50) gegen eine Federkraft eines zweiten Federelements (48) von der ersten Position in die zweite Position verlagerbar ist.
Spindelantrieb nach Anspruch nach 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Federboden (50) in der ersten Position die Verriegelungshülse (32) in der Entriegelungsposition vorgespannt hält.
Spindelantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Fanghülse (22) wenigstens einen Befestigungsabschnitt (62) und einen Verrastungsabschnitt (66) aufweist, wobei der Verrastungsabschnitt auf einer äußeren Umfangsfläche eine in Umfangsrichtung ausgebildete zweite Nut (66) aufweist.
Spindelantrieb nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Befestigungsabschnitt (62) und dem Verrastungsabschnitt (64) ein Dämpfungselement (68) angeordnet ist.
Spindelantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelungshülse (32) mit der Spindelmutter (16) über ein auf der Spindelmutter (16) verlagerbar ausgebildetes Auslöseblech verbunden ist, und das Auslöseblech über die Spindelmutter (16) verlagerbar ist, so dass die Verriegelungshülse (32) zwischen der Entriegelungsposition und der Verriegelungsposition verlagerbar ist.
Spindelantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass über einen Endschalter die Verriegelungsposition der Verriegelungshülse (32) in der Schließposition erfassbar ist.
Spindelantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass an der Verriegelungshülse (32) und/oder am Auslöseblech ein Seilzug für eine Notentriegelung der Verriegelungshülse (32) angeordnet ist.
Spindelantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Kugelträger (26) eine Mehrzahl in Umfangsrichtung zueinander beabstandet angeordnete Aufnahmeöffnungen (28) mit entsprechenden Kugelelementen (30) aufweist.
Verwendung eines Spindelantriebs (10) mit integrierter Verriegelung nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Verriegelung eines Tür- und/oder Fensterelements in einen Fahrzeug, insbesondere in einen Kraftfahrzeug und/oder schienengebundenen Fahrzeug, wobei das Tür- und/oder Fensterelement mit der Spindelmutter (16) direkt und/oder über ein Verbindungselement verbunden ist.