EP3737817B1

EP3737817B1 - Motorisiertes antriebssystem, verwendung des antriebssystems zur betätigung einer tür, herstellungsverfahren für ein antriebssystem

Info

Publication number: EP3737817B1
Application number: EP19700686.9A
Authority: EP
Inventors: Marcel Schmengler; Magnus Hümmerich; Sergei Mazepa; Florian Höfer; Marian Bochen
Original assignee: Stabilus GmbH
Current assignee: Stabilus GmbH
Priority date: 2018-01-11
Filing date: 2019-01-11
Publication date: 2025-03-05
Anticipated expiration: 2039-01-11
Also published as: DE102018100562A1; US11332969B2; WO2019138068A1; US20200370357A1; KR102703980B1; KR20200106059A; JP2021510402A; CN111601941B; JP7258033B2; MX2020007398A; EP3737817A1; CN111601941A

Description

Die Erfindung betrifft ein motorisiertes Antriebssystem, insbesondere zur Betätigung einer Tür, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft ferner eine Verwendung des Antriebssystems zur Betätigung einer Tür, insbesondere einer Fahrzeugtür, und ein Herstellungsverfahren für ein Antriebssystem.
Aus dem Stand der Technik sind Antriebssysteme zur, insbesondere elektromechanischen Ansteuerung beispielsweise von Türen, insbesondere von Fahrzeugtüren und Fahrzeugklappen, bekannt. Dabei wird eine Kraft eines Elektromotors, beispielsweise über eine Gewindespindel, an die Fahrzeugtür übertragen. Ferner können die Antriebssysteme beispielsweise eine Kupplung zum Schutz der Fahrzeugtür, insbesondere eines Anbindungselements des Antriebssystems an die Fahrzeugtür, vor Überlastung, eine Bremse zum Halten der Fahrzeugtür in einer bestimmten Position, ein Getriebe zur Anpassung der übertragenen Kraft und Drehzahl und/oder ein Lager zur Aufnahme von Kräften, die von Seiten der Fahrzugtür in das Antriebssystem eingegeben werden, umfassen.
Ein gattungsgemäßes Antriebssystem wird beispielsweise in der Druckschrift EP1940012A1 beschrieben. Für einen kompakten Aufbau und eine geringe Geräuschentwicklung des Antriebssystems schlägt EP 1940012 A1 die Verwendung einer Hysteresebremse für ein gattungsgemäßes Antriebssystem vor.
Ein weiteres gattungsgemäßes Antriebssystem wird in der Druckschrift EP 1664470 B1 beschrieben. EP 1664470 B1 offenbart ein gattungsgemäßes Antriebssystem und ein verringertes Bauvolumen durch eine exakte Lagerung sowie axiale Führung und Ausrichtung der Bauteile des Antriebssystems. Weitere gattungsgemäße Antriebssysteme sind aus den Druckschriften EP 2 543 808 A1 , EP 032 020 A1 und DE 10 2011 082 540 A1 bekannt.
Bei gattungsgemäßen Antriebssystemen besteht das Problem, dass im Betrieb mitunter bzw. kurzzeitig sehr hohe Kräfte, beispielsweise von einer von dem Antriebssystem betätigten Tür, in das Antriebssystem eingeleitet werden, beispielsweise weil eine Kraft, zum Beispiel durch einen Benutzer, mit einem wesentlich größeren Hebel bezüglich einer Drehachse der Tür an die Tür angreift als das Antriebssystem. Diese Kräfte können empfindliche Baugruppen des Antriebssystems, beispielsweise einen Motor oder eine Bremse beschädigen. Gleichzeitig können die Baugruppen, insbesondere durch Kosten- und Bauraumbeschränkungen auch nicht beliebig voluminös und/oder stabil ausgelegt werden, sodass es zu einem vorzeitigen Versagen der Antriebssysteme kommen kann.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Antriebssystem, insbesondere zur Betätigung einer Tür, beispielsweise einer Fahrzeugtür, und ein Herstellungsverfahren für ein Antriebssystem zu schaffen, das besonders zuverlässig, platzsparend und gleichzeitig kostengünstig ist.
Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung stellt ein Antriebssystem bereit, das diese Aufgabe erfindungsgemäß entsprechend den Merkmalen des Anspruches 1 löst. Ebenso wird die Aufgabe durch eine Verwendung entsprechend den Merkmalen des Anspruches 9 und ein Herstellungsverfahren gemäß den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Ein erfindungsgemäßes motorisiertes Antriebssystem, insbesondere zur Betätigung einer Tür, beispielsweise einer Fahrzeugtür, umfasst zumindest eine Getriebebaugruppe mit einer Spindelachse und einer Antriebsachse. Die Getriebebaugruppe ist zur Übersetzung einer Rotationsbewegung um die Antriebsachse in eine Rotationsbewegung um die Spindelachse ausgelegt. Das Antriebssystem umfasst zumindest eine Spindelbaugruppe, insbesondere zur Betätigung der Tür, mit einer um eine Spindelachse drehbaren Gewindespindel, wobei die Gewindespindel mit einem um die Spindelachse rotierbaren Teil der Getriebebaugruppe mechanisch gekoppelt ist. Das Antriebssystem umfasst zumindest eine Antriebsbaugruppe zum Antrieb der Gewindespindel mit einer Antriebswelle. Die Antriebswelle ist mit einem um die Antriebsachse rotierbaren Teil der Getriebebaugruppe mechanisch gekoppelt.
Der Begriff "Tür" im Sinne der vorliegenden Erfindung umfasst jegliche Vorrichtung zum reversiblen Verschließen oder zumindest teilweisen Überdecken, Abschatten oder Abdecken zumindest eines Abschnitts und insbesondere einer Zugangsöffnung eines technischen Gerätes oder eines Gebäudes. Neben Türen für den Zugang von Personen sind beispielsweise auch Türen an Be- und/oder Entladungsöffnungen und/oder Lüftungsöffnungen, insbesondere auch Fenster, von dem Begriff "Tür" umfasst. Eine "Fahrzeugtür" im Sinne der Erfindung umfasst neben Türen für den Zugang von Passagieren zu dem Fahrzeug beispielsweise auch Kofferraumklappen und Motorhauben oder sonstige öffenbare Flächenabschnitte des Fahrzeugs, wie beispielsweise Gepäckklappen eines Reisebusses. Von dem Begriff "Fahrzeug" werden im Sinne der Erfindung insbesondere Land-, Wasser- und Luftfahrzeuge umfasst.
Der Ausdruck "mechanisch gekoppelt" im Sinne der vorliegenden Erfindung umfasst jegliche Kopplung, die zur Übertragung einer mechanischen Kraft und/oder eines Drehmoments ausgelegt ist. Eine solche Kopplung kann beispielsweise durch eine stofflich und/oder körperlich verbundene, insbesondere starre, Verbindung und/oder eine magnetische Verbindung zur Übertragung von Bewegungsenergie vermittelt sein.
Die Spindelachse und die Antriebsachse sind so angeordnet, dass sie nicht koaxial zueinander sind. Die Antriebsbaugruppe ist seitlich von der Spindelachse angeordnet. Eine nicht koaxiale Anordnung von Spindelachse und Antriebsachse verhindert vorteilhafterweise, dass eine, beispielsweise von einer von dem Antriebssystem betätigten Tür, entlang der Spindelachse in das Antriebssystem eingeleitete Kraft entlang der Antriebsachse weitergeleitet wird. Eine nicht koaxiale Anordnung führt zu einer mechanischen Entkopplung oder zumindest Teilentkopplung der Antriebsbaugruppe von der Spindelbaugruppe und damit zum Schutz der Antriebsbaugruppe vor Kraftbeaufschlagung über die Spindelbaugruppe entlang der Spindelachse. Dadurch werden an der Antriebsachse angeordnete Baugruppen des Antriebssystems, insbesondere eine Antriebsbaugruppe, vor diesen Kräften geschützt. Weiterhin können die an der Antriebsachse angeordneten Baugruppen seitlich von der Spindelachse, insbesondere neben entlang der Spindelachse angeordneten Baugruppen, angeordnet sein. Dadurch werden die seitlich angeordneten Baugruppen zusätzlich vor entlang der Spindelachse eingeleiteten Kräften geschützt. Aufgrund der aus der geringeren mechanischen Belastung resultierenden geringeren Anforderung von mechanischer Belastungsfähigkeit an das Material in Art, Struktur, Volumen und/oder Form kann das Antriebssystem, insbesondere bezüglich seiner Länge entlang der Spindelachse, besonders kompakt und gleichzeitig kostengünstig aufgebaut sein. Durch einen kompakten Aufbau eignet sich das Antriebssystem besonders gut für Fahrzeugtüren, da in Fahrzeugen, beispielsweise in Automobilen, häufig nur ein geringer Bauraum zur Verfügung steht.
Die Spindelachse und die Antriebsachse schließen einen Winkel, der von 45° bis 90°, bevorzugt von 60° bis 90°, besonders bevorzugt 90° beträgt, ein. Erfindungsgemäß ist der "Winkel" der kleinere der beiden Winkel, die in deren Schnittpunkt - gegebenenfalls nach einer Parallelverschiebung zumindest einer der Achsen - zwischen den beiden Achsen liegen. Je näher der Winkel an 90° liegt, desto effizienter kann eine Drehbewegung um die Antriebsachse in eine Drehbewegung um die Spindelachse übersetzt werden, wodurch das Antriebssystem besonders effizient und zuverlässig arbeiten kann. Insbesondere bei einem Winkel von 90° können kostengünstige und einfach zu beschaffende Standard-Getriebekomponenten verwendet werden.
Die zumindest eine Antriebsbaugruppe umfasst zumindest eine Motorbaugruppe zum Antrieb einer Drehbewegung der Gewindespindel um die Spindelachse mit einer um die Antriebsachse drehbaren Motorwelle. Die Motorwelle kann beispielsweise von einem Elektromotor angetrieben werden. Die Motorwelle ist starr mit der Antriebswelle verbunden und kann von der Antriebswelle umfasst sein. Insbesondere kann die Motorwelle ein Teil der Antriebswelle oder mit der Antriebswelle identisch sein.
Die zumindest eine Getriebebaugruppe kann ein Schneckengetriebe zur Übersetzung einer Rotationsbewegung um die Antriebsachse in eine Rotationsbewegung um die Spindelachse umfassen. Ein Schneckengetriebe bietet die Vorteile eines besonders geräuscharmen Betriebs und einer besonders hohen Belastbarkeit, sodass sich auch hohe Drehmomente zuverlässig übertragen lassen. Ein geräuscharmer Betrieb ist insbesondere für den Einsatz bei Fahrzeugtüren hochpreisiger Fahrzeuge von Vorteil, da hierdurch einem Kunden eine hohe Wertigkeit vermittelt wird.
Das Schneckengetriebe kann eine um die Antriebsachse rotierbare und mit der Antriebswelle mechanisch gekoppelte Schneckenwelle und ein um die Spindelachse rotierbares und mit der Gewindespindel mechanisch gekoppeltes Schneckenrad umfassen. Durch diese Ausgestaltung kann von dem Schneckengetriebe bei besonders kompakter Bauform eine Rotationsbewegung der Antriebswelle um die Antriebsachse in eine Rotationsbewegung der Gewindespindel um die Spindelachse übersetzt werden. Erfindungsgemäß können das Schneckenrad und die Schneckenwelle auch gegeneinander vertauscht sein.
Die Schneckenwelle kann von der Antriebswelle umfasst und/oder starr mit der Antriebswelle verbunden sein. Insbesondere kann die Schneckenwelle ein Teil der Antriebswelle oder mit der Antriebswelle identisch sein.
Die Schneckenwelle kann starr, insbesondere formschlüssig und/oder stoffschlüssig, und/oder koaxial, mit einer Motorwelle einer Motorbaugruppe und/oder einer Bremswelle einer Bremsbaugruppe verbunden sein. Dadurch wird eine besonders effiziente und zuverlässige Drehmomentübertragung zwischen der Motorwelle und/oder Bremswelle und der Schneckenwelle ermöglicht. Beispielsweise kann ein Abschnitt der Motorwelle und/oder Bremswelle bezüglich einer Rotation um die Antriebsachse formschlüssig mit einem Abschnitt der Schneckenwelle zusammenwirken.
Die zumindest eine Antriebsbaugruppe umfasst zumindest eine Bremsbaugruppe zum Abbremsen einer Drehbewegung der Gewindespindel um die Spindelachse mit einer um die Antriebsachse drehbaren und bevorzugt durch ein Lager geführten Bremswelle. Durch die Bremsbaugruppe kann eine zu schnelle Bewegung, beispielsweise einer von dem Antriebssystem betätigten Tür, die einen Benutzer verletzen und/oder die Tür beschädigen könnte, verhindert werden. Insbesondere kann die Tür durch die Bremsbaugruppe in einer bestimmten Stellung gehalten werden, in der die Tür ohne Bremsbaugruppe, beispielsweise aufgrund der auf sie wirkenden Schwerkraft nicht verharren würde. Auch dadurch können Verletzungen eines Benutzers und/oder Beschädigungen der Tür vermieden werden.
Die Bremsbaugruppe ist an einer der Getriebebaugruppe zugewandten Seite der Motorbaugruppe, insbesondere zwischen der Getriebebaugruppe und der Motorbaugruppe, angeordnet. Im Gegensatz zu einer Anordnung der Bremsbaugruppe an der der Getriebebaugruppe abgewandten Seite der Motorbaugruppe ergeben sich daraus die Vorteile, dass an der der Getriebebaugruppe abgewandten Seite der Motorbaugruppe Steuerungskomponenten und/oder Sensoren, die durch von der Bremsbaugruppe und/oder Getriebebaugruppe erzeugte Magnetfelder, Wärme und/oder Vibrationen negativ beeinflusst werden könnten, gefahrlos angeordnet werden können. Die Motorbaugruppe kann somit die Steuerungskomponenten und/oder Sensoren gegen die Magnetfelder, Wärme und/oder Vibrationen abschirmen, sodass keine separate Abschirmung notwendig ist und ein besonders kostengünstiger und kompakter Aufbau des Antriebssystems erreicht wird. Weiterhin sind die Steuerungskomponenten und/oder Sensoren auf der der Getriebebaugruppe abgewandten
Seite, beispielsweise zur Verbindung mit anderen Komponenten oder zur Wartung, leichter zugänglich als auf der der Getriebebaugruppe zugewandten Seite.
Die Motorbaugruppe umfasst einen Winkelpositionssensor, insbesondere einen Hall-Sensor, zur Messung einer Winkelposition der Motorwelle relativ zu der Motorbaugruppe, wobei der Winkelpositionssensor an einer der Bremsbaugruppe abgewandten Seite der Motorbaugruppe angeordnet ist. Ein Winkelpositionssensor, insbesondere ein Hall-Sensor, kann durch magnetische Felder leicht gestört werden, sodass eine Anordnung an der der Bremsbaugruppe abgewandten Seite der Motorbaugruppe für eine zuverlässige Messung besonders vorteilhaft ist. Durch den Winkelpositionssensor kann vorteilhafterweise eine Winkelposition der Gewindespindel und somit eine Position einer von dem Antriebssystem betätigten Komponente, beispielsweise ein Öffnungszustand einer Tür, einfach, präzise und zuverlässig, beispielsweise mit Hilfe einer Kalibrierungsfunktion, bestimmt werden.
Die Bremsbaugruppe kann beispielsweise eine mechanische Reibbremse, beispielsweise eine Scheibenbremse und/oder eine Filzbremse umfassen. Eine mechanische Reibbremse bietet die Vorteile geringer Herstellungskosten und einer einfachen Montage. Die Bremsbaugruppe kann eine elektromagnetische Bremse, beispielsweise eine Bremse mit einem schaltbar bestromten Elektromagneten umfassen. Eine elektromagnetische Bremse bietet den Vorteil, dass ihre Funktion elektrisch, beispielsweise durch Ein- und/oder Ausschalten eines Elektromagneten gesteuert werden kann.
Das Lager kann beispielsweise ein Gleitlager und/oder Wälzlager, insbesondere ein Kugellager umfassen. Durch das Lager werden vorteilhafterweise Bewegungen der Bremswelle radial zu ihrer Drehachse, die zum Beispiel die Funktion der Bremsbaugruppe und/oder der Getriebebaugruppe beeinträchtigen könnten, verhindert.
Die Bremswelle ist starr mit der Antriebswelle verbunden und kann von der Antriebswelle umfasst sein. Insbesondere kann die Bremswelle ein Teil der Antriebswelle oder mit der Antriebswelle identisch sein.
Die Bremswelle kann mit der Motorwelle der Motorbaugruppe mechanisch gekoppelt, besonders bevorzugt starr und/oder koaxial verbunden, sein. Durch eine starre und/oder koaxiale Verbindung wird ein besonders einfacher Aufbau des Antriebssystems und eine besonders hohe Bremswirkung ermöglicht. Beispielsweise kann ein Abschnitt der Motorwelle mit einem Abschnitt der Bremswelle verpresst sein.
Die Bremswelle kann mit der Motorwelle im Betrieb der Antriebsvorrichtung lösbar verbunden sein, beispielsweise durch eine Freilaufkupplung und/oder eine, insbesondere elektrisch, schaltbare Kupplung zum Trennen der Bremswelle von der Motorwelle, während die Gewindespindel von der Motorbaugruppe angetrieben wird. Dadurch kann das Antriebssystem energieeffizienter arbeiten, und/oder die Motorbaugruppe kann leistungsschwächer und somit kleiner, leichter und/oder kostengünstiger ausgelegt sein. Eine im Betrieb der Antriebsvorrichtung lösbare Verbindung der Motorwelle mit der Bremswelle kann beispielsweise als eine Bremsanordnung, wie sie in der Druckschrift DE102014212863A1 beschrieben ist, ausgestaltet sein.
Die Bremsbaugruppe umfasst eine Hysteresebremse, insbesondere mit zumindest einem mit der Bremswelle starr verbundenen, bevorzugt verklebten und/oder verpressten, Rotor und zumindest einem an einem Gehäuse der Bremsbaugruppe ortsfest angeordneten Stator, wobei der Rotor zumindest einen Permanentmagneten umfasst, durch den der Stator magnetisierbar ist. Alternativ kann der Stator zumindest einen Permanentmagneten umfassen, durch den der Rotor magnetisierbar ist. Ist der Rotor mit der Bremswelle verklebt, lässt sich die Hysteresebremse besonders einfach herstellen. Ist der Rotor mit der Bremswelle verpresst, ergibt sich daraus eine besonders langzeitstabile Verbindung, insbesondere gegenüber chemischen Lösemitteln, und die Hysteresebremse kann in besonders engen Toleranzen gefertigt sein.
Eine Hysteresebremse bietet die Vorteile, dass sie geruchlos und geräuschlos arbeiten kann und, insbesondere in einem für das Antriebssystem relevanten Umfang von bis zu 20 Millionen Umdrehungen, verschleißbeständiger ist als mechanische Reibbremsen. Ferner benötigt eine Hysteresebremse nur einen geringen Bauraum entlang der Antriebsachse. Außerdem hängt das Brems-Drehmoment einer Hysteresebremse im Vergleich zu einer mechanischen Reibbremse, insbesondere in einem für das Antriebssystem relevanten Drehzahlbereich von 0 bis 3000 Umdrehungen pro Minute, weniger von einer Drehzahl der Bremswelle, und, insbesondere in einem für das Antriebssystem relevanten Temperaturbereich von -30 °C bis +80 °C, weniger von einer Umgebungstemperatur der Hysteresebremse ab. Ferner lässt sich das Brems-Drehmoment einer Hysteresebremse besser vorherbestimmen als bei einer mechanischen Reibbremse, wodurch eine kleine relative Toleranz des Brems-Drehmoments erreichbar ist. Durch eine Hysteresebremse kann daher das Brems-Drehmoment wesentlich genauer und mit geringeren Sicherheitsmargen auf das jeweilige Anwendungsgebiet des Antriebssystems ausgelegt sein als bei mechanischen Reibbremsen. Dadurch kann das Antriebssystem besonders effizient und zuverlässig arbeiten.
Die Hysteresebremse kann beispielsweise wie in der Druckschrift EP2192675A1 beschrieben ausgestaltet sein.
Der Rotor und/oder der Stator können im Wesentlichen zylinderförmig und/oder koaxial zur Bremswelle angeordnet sein. Der Rotor und/oder der Stator kann eine Anzahl von Ausnehmungen für eine bezüglich einer Rotation um die Antriebsachse formschlüssige Verbindung mit der Bremswelle oder einem Gehäuse der Bremsbaugruppe umfassen.
Durch eine koaxiale Anordnung kann die Hysteresebremse, insbesondere wenn der Rotor und der Stator zylinderförmig sind, besonders kompakt aufgebaut sein. Besonders vorteilhaft ist der Rotor in dem Stator angeordnet, wobei insbesondere der Stator den Rotor radial zur Bremswelle vollständig überdeckt. Durch eine vollständige Überdeckung wird die Stärke eines magnetischen Feldes außerhalb des Stators minimiert, wodurch eine unerwünschte Magnetisierung weiterer Bauteile, beispielsweise eines Lagers, verringert oder sogar vollständig verhindert werden kann.
Vorteilhafterweise ist der Rotor entlang der Bremswelle mittig in dem Stator angeordnet. Dadurch werden magnetische Kräfte, die entlang der Bremswelle auf den Rotor wirken und dadurch die Verbindung des Rotors mit der Bremswelle lösen könnten, minimiert.
Wenn der Rotor innerhalb des Stators angeordnet ist, ist es besonders vorteilhaft, wenn der Rotor zumindest einen Permanentmagneten umfasst, durch den der Stator magnetisierbar ist. Im Betrieb der Hysteresebremse wird Wärme hauptsächlich in dem Bauteil erzeugt, das permanent ummagnetisiert wird. Ist dieses Bauteil der außenliegende Stator, kann diese Wärme leichter abgeführt werden, als wenn dieses Bauteil der innenliegende Rotor ist.
Der Rotor und der Stator können, beispielsweise durch einen Luftspalt, voneinander beabstandet sein. Dadurch wird vorteilhaft verhindert, dass der Rotor und der Stator im Betrieb der Hysteresebremse aneinander reiben, wodurch es zu erhöhter Geräusch- und Wärmeentwicklung sowie erhöhtem Verschleiß kommen würde. Ferner kann durch die Wahl eines Spaltmaßes zwischen dem Rotor und dem Stator die Stärke der magnetischen Wechselwirkung dazwischen eingestellt und somit ein für das Antriebssystem geeignetes Brems-Drehmoment der Hysteresebremse eingestellt werden. Für typische Anwendungen des Antriebssystems hat sich beispielsweise ein Spaltmaß von 0,1 mm bis 1 mm, insbesondere von 0,2 mm bis 0,8 mm, beispielsweise 0,5 mm, als besonders vorteilhaft zur Erzeugung eines hohen Brems-Drehmoments bei mit üblichen Herstellungsmethoden erreichbaren Fertigungstoleranzen erwiesen.
Die Stärke der magnetischen Wechselwirkung zwischen dem Rotor und dem Stator, und somit das Brems-Drehmoment, können durch die Wahl einer Länge des Rotors und/oder des Stators entlang der Bremswelle eingestellt werden. Für eine möglichst einfache Herstellung von Hysteresebremsen mit unterschiedlichen Brems-Drehmomenten ist es besonders vorteilhaft, wenn das Brems-Drehmoment durch die Wahl der Länge des innerhalb des Stators angeordneten Rotors eingestellt wird. Dadurch können durch die Variation eines einzigen Bauteils, nämlich des Rotors, unterschiedliche Brems-Drehmomente realisiert werden, ohne dass sich dadurch der von der Hysteresebremse beanspruchte Bauraum, der im Wesentlichen durch den Stator bestimmt wird, ändert. Für typische Anwendungen des Antriebssystems hat sich beispielsweise eine Länge des Stators von 5 mm bis 50 mm, insbesondere von 10 mm bis 20 mm, beispielsweise 13 mm, als besonders vorteilhaft erwiesen, wobei vorzugsweise die Länge des Rotors kleiner oder gleich der Länge des Stators, beispielsweise 12,5 mm bei einer Länge des Stators von 13 mm, gewählt ist.
Der Rotor kann in dem Stator angeordnet sein und entlang der Bremswelle eine Rotorlänge und orthogonal zu der Bremswelle einen Rotoraußendurchmesser aufweisen, und der Stator kann entlang der Bremswelle eine Statorlänge und orthogonal zu der Bremswelle einen Statorinnendurchmesser aufweisen, wobei die genannten Maße vorzugsweise in folgendem Verhältnis zueinander stehen und besonders bevorzugt folgende Werte annehmen:

a. Rotorlänge von 5 mm bis 50 mm, insbesondere von 10 mm bis 20 mm, beispielsweise 12,5 mm;
b. Rotoraußendurchmesser von 5 mm bis 50 mm, insbesondere von 10 mm bis 20 mm, beispielsweise 13,5 mm;
c. Statorlänge von 5 mm bis 50 mm, insbesondere von 10 mm bis 20 mm, beispielsweise 13 mm; und
d. Statorinnendurchmesser von 5 mm bis 50 mm, insbesondere von 10 mm bis 20 mm, beispielsweise 14,5 mm.

Dabei ist vorzugsweise die Rotorlänge kleiner oder gleich der Statorlänge gewählt, und/oder der Rotoraußendurchmesser und der Statorinnendurchmesser sind so gewählt, dass das Spaltmaß von 0,1 mm bis 1 mm, insbesondere von 0,2 mm bis 0,8 mm, beispielsweise 0,5 mm, beträgt.
Durch die genannten Verhältnisse oder Maße wird mit üblichen Stator- und Rotormaterialien ein für übliche Anwendungen des Antriebssystems geeignetes Brems-Drehmoment erreicht, und das Antriebssystem kann mit üblichen Fertigungsmethoden und Fertigungstoleranzen kostengünstig hergestellt werden. Selbstverständlich können die Maße je nach Anwendungsanforderungen skaliert werden, wobei insbesondere das Spaltmaß konstant bleiben kann.
Zwischen dem Rotor und der Bremswelle kann ein Abstandshalter, bevorzugt aus einem Polymer, angeordnet sein. Durch den Abstandshalter kann eine unerwünschte Magnetisierung der Bremswelle vermindert werden. Ferner kann der Abstandshalter auch eine Beabstandung von weiteren Bauteilen, die nicht magnetisiert werden sollen, beispielsweise einem Lager, sicherstellen.
Der Rotor kann direkt auf der Bremswelle befestigt, beispielsweise aufgeklebt sein. Durch eine direkte Befestigung kann die Bremsbaugruppe besonders kostengünstig, insbesondere kostengünstiger als bei Verwendung eines Abstandhalters, hergestellt werden. Wenn die Bremswelle aus einem magnetisierbaren Material, beispielsweise aus Stahl, besteht, ergibt sich bei einer direkten Befestigung des Rotors darauf der zusätzliche Vorteil, dass durch eine Magnetisierung der Bremswelle die magnetische Wechselwirkung mit dem Stator und somit das Brems-Drehmoment verstärkt werden kann.
Der Rotor kann durch ein Sicherungselement, beispielsweise einen Sicherungsring auf der Bremswelle, gegen eine Verschiebung entlang der Bremswelle gesichert sein.
Die Bremsbaugruppe kann eine Wärmesenke zur Aufnahme bei einer Ummagnetisierung des Rotors oder Stators erzeugter Wärme umfassen. Durch die Wärmesenke kann vorteilhaft verhindert werden, dass sich wärmeempfindliche Teile des Antriebssystems zu stark erhitzen. Die Wärmesenke kann beispielsweise einen, insbesondere mit dem Stator wärmeleitend verbundenen, Metallblock, insbesondere mit Wärmeabstrahlrippen, umfassen.
Der Rotor und/oder der Stator kann aus einer Anzahl von entlang der Bremswelle hintereinander angeordneten Modulen bestehen. Dadurch können vorteilhafterweise die magnetische Wechselwirkung zwischen Rotor und Stator und somit das Brems-Drehmoment der Bremsbaugruppe über die Anzahl der verwendeten Module für unterschiedliche Anwendungen des Antriebssystems eingestellt werden.
Die Bremsbaugruppe kann eine Spule zur Verstärkung und/oder Schwächung eines Magnetfeldes des Permanentmagneten umfassen. Über einen die Spule durchfließenden elektrischen Strom können vorteilhafterweise die magnetische Wechselwirkung zwischen Rotor und Stator und somit das Brems-Drehmoment der Bremsbaugruppe, insbesondere während eines Betriebs des Antriebssystems, eingestellt werden. Beispielsweise kann das Brems-Drehmoment verringert werden, während ein Motor die Gewindespindel antreibt, damit das Antriebssystem effizienter arbeitet.
Der Permanentmagnet kann aus einer Selten-Erd-Legierung, beispielsweise aus einer Neodym-Eisen-Bor-Legierung, und der Rotor oder der Stator aus einer Aluminium-Nickel-Kobalt-Legierung bestehen. Eine Neodym-Eisen-Bor-Legierung eignet sich besonders zur Herstellung eines Permanentmagneten mit einer hohen Magnetisierung, während sich eine Aluminium-Nickel-Kobalt-Legierung aufgrund ihrer geringen Koerzitiv-Feldstärke besonders gut durch einen Permanentmagneten ummagnetisieren lässt. Der Permanentmagnet kann vorteilhafterweise zumindest eine Korrosionsschutzbeschichtung, beispielsweise eine Nickel-, Nickel-Kupfer- und/oder Kunststoffbeschichtung, insbesondere eine Epoxidharzbeschichtung, aufweisen. Eine Kunststoffbeschichtung bietet, insbesondere wenn der Permanentmagnet aus einer in der Regel spröden Selten-Erd-Legierung besteht, den zusätzlichen Vorteil, dass sie den Permanentmagneten auch vor mechanischen Belastungen schützen kann.
Die zumindest eine Motorbaugruppe kann von der zumindest einen Bremsbaugruppe beabstandet sein. Dadurch wird sichergestellt, dass sich diese beiden Baugruppen in ihrer Funktion nicht gegenseitig beeinträchtigen, beispielsweise durch eine Übertragung von Wärme und/oder Vibrationen. Insbesondere könnte es sonst passieren, dass ein Permanentmagnet der Bremsbaugruppe durch von der Motorbaugruppe abgegebene Wärme über seine Curie-Temperatur erhitzt wird und dadurch seine Magnetisierung verliert, wodurch die Bremswirkung der Bremsbaugruppe beeinträchtigt würde. Diese Gefahr besteht insbesondere bei Neodym-Eisen-Bor-Magneten, die eine relativ niedrige Curie-Temperatur im Bereich von 80 °C aufweisen.
Beispielsweise kann die zumindest eine Getriebebaugruppe und/oder ein thermisches Isoliermittel zwischen der Motorbaugruppe und der Bremsbaugruppe angeordnet sein, und/oder die Motorbaugruppe und die Bremsbaugruppe können auf einander gegenüberliegenden Seiten der Spindelachse angeordnet sein.
Das Antriebssystem kann zumindest eine Kupplungsbaugruppe zum Entkuppeln einer Drehbewegung der Gewindespindel um die Spindelachse von einer Drehbewegung der Antriebswelle um die Antriebsachse umfassen. Die Kupplungsbaugruppe kann bevorzugt eine Überlastkupplung, insbesondere zum Schutz einer von dem Antriebssystem betätigten Tür und/oder einer Anbindungsvorrichtung des Antriebssystems an die Tür, beispielsweise eines Kugelzapfens, vor Überlastung, umfassen.
Besonders vorteilhaft kann das Antriebssystem so ausgelegt sein, dass die Überlastkupplung bei einer Belastung auslöst, die geringer ist als eine von der Tür, dem Anbindungselement und dem Antriebssystem jeweils ohne Beschädigung aufnehmbaren Maximalbelastung. Ferner ist das Antriebssystem vorteilhafterweise so ausgelegt, dass seine Maximalbelastung geringer ist als die jeweilige Maximalbelastung der Tür und des Anbindungselements. Dadurch wird sichergestellt, dass bei einer Fehlfunktion oder Fehlbedienung nicht die Tür oder das Anbindungselement, sondern nur das - in der Regel einfacher auszutauschende - Antriebssystem beschädigt wird.
Die Spindelbaugruppe kann eine Führungsbuchse zur Führung und/oder ein Spindellager zur Lagerung der Gewindespindel umfassen. Durch die Führungsbuchse und/oder das Spindellager können unerwünschte Translationsbewegungen der Gewindespindel, die beispielsweise die Funktion einer mit der Gewindespindel verbundenen Kupplung und/oder eines Getriebes beeinträchtigen könnte, verhindert werden, sodass sich ein zuverlässiger Betrieb des Antriebssystems ergibt.
Die vorliegende Erfindung umfasst eine Verwendung eines erfindungsgemäßen Antriebssystems zur Betätigung einer Tür, insbesondere einer Fahrzeugtür. Erfindungsgemäß kann das Antriebssystem auch zur Bewegung anderer Objekte, beispielsweise zur Höhenverstellung eines Tischs, verwendet werden.
Ein erfindungsgemäßes Herstellungsverfahren für ein erfindungsgemäßes Antriebssystem, insbesondere zur Betätigung einer Tür, beispielsweise einer Fahrzeugtür, umfasst zumindest folgende Schritte:

a. Aufbringen eines Klebstoffs auf eine Bremswelle und/oder einen Rotor für eine Hysteresebremse für das Antriebssystem;
b. Anbringen des Rotors direkt auf der Bremswelle und
c. stoffschlüssiges Verbinden des Rotors mit der Bremswelle durch den Klebstoff.

Durch das Anbringen des Rotors direkt auf der Bremswelle wird ein besonders kompakter Aufbau der Hysteresebremse und somit des Antriebssystems erreicht. Das stoffschlüssige Verbinden sorgt für eine stabile und dauerhafte Befestigung des Rotors an der Bremswelle. Der Klebstoff kann insbesondere so gewählt sein, dass eine dauerhaft elastische Verbindung zwischen dem Rotor und der Bremswelle entsteht, sodass mögliche Vibrationen der Bremswelle, die den Rotor beschädigen könnten, nur gedämpft an diesen übertragen werden.
Alternativ kann ein Herstellungsverfahren für ein, insbesondere erfindungsgemäßes, Antriebssystem folgende Schritte umfassen:

a. Aufbringen eines Abstandshalters auf eine Bremswelle für eine Hysteresebremse für das Antriebssystem;
b. Anbringen eines Rotors an dem Abstandshalter und
c. Verpressen des Abstandshalters mit der Bremswelle und dem Rotor.

Durch ein Verpressen kann eine besonders zuverlässige und langzeitstabile Verbindung des Abstandshalters mit der Bremswelle und dem Rotor erreicht werden. Insbesondere ist kein Klebstoff notwendig, der prozesstechnisch schwierig zu kontrollieren ist, beispielsweise weil seine Viskosität und/oder sein Trocknungsverhalten von Umgebungsparametern wie Temperatur und Feuchtigkeit abhängen. Außerdem kann ein Klebstoff durch Alterungsprozesse seine haftvermittelnde Wirkung zumindest teilweise einbüßen, wodurch die Langzeitstabilität einer Klebeverbindung gefährdet wird.
Umfasst der Rotor einen Permanentmagneten, insbesondere einen Selten-Erd-Magneten, beispielsweise aus einer Neodym-Eisen-Bor-Legierung, ist der Rotor in der Regel zu spröde, um direkt mit der Bremswelle verpresst zu werden. Dieses Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass zwischen der Bremswelle und dem Rotor ein Abstandhalter, insbesondere aus einem Polymer, aufgebracht wird. Der Abstandshalter kann, beispielsweise durch plastische Verformung, beim Verpressen auftretende Kräfte zumindest teilweise aufnehmen, sodass der Rotor keinen Spannungen, die zu einer Beschädigung des Rotors führen könnten, ausgesetzt wird.
Für einen besonders einfachen Aufbau des Antriebssystems und eine besonders zuverlässige Verbindung des Rotors mit der Bremswelle kann beispielsweise der Abstandshalter zylindrisch um die Bremswelle, insbesondere daran anliegend, aufgebracht und/oder der Rotor zylindrisch um den Abstandshalter, insbesondere daran anliegend, angebracht werden.
Das Verpressen kann beispielsweise ein Aufweiten der Bremswelle umfassen, wodurch eine von der Bremswelle radial nach außen gerichtete Kraft auf den Abstandshalter und den Rotor wirkt, um diese miteinander und mit der Bremswelle zu verpressen. Das Verpressen kann beispielsweise eine Beaufschlagung des Abstandshalters, der beispielsweise als auf die Bremswelle aufgebrachte Buchse ausgestaltet sein kann, mit einer zur Bremswelle axialen Kraft umfassen, wodurch der Abstandshalter in einen Zwischenraum zwischen der Bremswelle und dem Rotor gepresst wird.
Das Herstellungsverfahren kann ein Aufbringen eines Sicherungselements, insbesondere eines Sicherungsrings, auf die Bremswelle zur Sicherung des Rotors gegen eine Verschiebung entlang der Bremswelle umfassen.
Weitere Vorteile, Ziele und Eigenschaften vorliegender Erfindung werden anhand nachfolgender Beschreibung und anliegender Zeichnungen erläutert, in welchen beispielhaft erfindungsgemäße Antriebssysteme dargestellt sind. Bauteile der Antriebssysteme, welche in den Figuren wenigstens im Wesentlichen hinsichtlich ihrer Funktion übereinstimmen, können hierbei mit gleichen Bezugsziffern gekennzeichnet sein, wobei diese Bauteile nicht in allen Figuren beziffert und erläutert sein müssen.

Es zeigen:

Fig. 1: eine schematische Zeichnung eines erfindungsgemäßen Antriebssystems;
Fig. 2: eine schematische Zeichnung eines weiteren erfindungsgemäßen Antriebssystems;
Fig. 3: eine schematische Schnittzeichnung einer erfindungsgemäßen Antriebsbaugruppe;
Fig. 4: eine schematische Schnittzeichnung einer weiteren erfindungsgemäßen Antriebsbaugruppe;
Fig. 5: eine schematische Schnittzeichnung einer weiteren erfindungsgemäßen Antriebsbaugruppe;
Fig. 6: eine schematische Schnittzeichnung einer erfindungsgemäßen Bremsbaugruppe;
Fig. 7: eine schematische Schnittzeichnung eines weiteren erfindungsgemäßen Antriebssystems;
Fig. 8: eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Rotors auf einer Bremswelle;
Fig. 9: eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Stators und
Fig. 10: eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens.

Figur 1 zeigt eine schematische Zeichnung eines erfindungsgemäßen Antriebssystems 100 als Seitansicht (Fig. 1a) und als Schnitt (Fig. 1b) in der in Figur 1a markierten Ebene B-B.
Das dargestellte Antriebssystem 100 umfasst eine Spindelbaugruppe 110 und eine Antriebsbaugruppe 200, die durch eine Getriebebaugruppe 220 miteinander verbunden sind. Die Spindelbaugruppe 110 umfasst eine um eine Spindelachse SA rotierbare Gewindespindel (nicht dargestellt), und die Antriebsbaugruppe 200 umfasst eine um eine Antriebsachse AA rotierbare Antriebswelle 201. Die Gewindespindel und die Antriebswelle 201 sind über die Getriebebaugruppe 200 mechanisch miteinander gekoppelt, wobei die Getriebebaugruppe 220 zur Übersetzung einer Rotationsbewegung um die Antriebsachse AA in eine Rotationsbewegung um die Spindelachse SA ausgelegt ist.
Die dargestellte Antriebsbaugruppe 200 umfasst eine Motorbaugruppe 210 zum Antrieb einer Drehbewegung der Gewindespindel um die Spindelachse SA und eine an einer der Getriebebaugruppe 220 zugewandten Seite der Motorbaugruppe 210 angeordnete Bremsbaugruppe 230 zum Abbremsen einer Drehbewegung der Gewindespindel um die Spindelachse SA. Dabei ist die Getriebebaugruppe 220 beispielsweise zwischen der Motorbaugruppe 210 und der Bremsbaugruppe 230 angeordnet.
Die Antriebsachse AA und die Spindelachse SA sind im dargestellten Beispiel nicht koaxial angeordnet und schließen einen Winkel α ein, der beispielsweise 90° beträgt. Beispielsweise an der Antriebsbaugruppe 200 ist eine Versorgungsleitung 130, insbesondere zur Versorgung des Antriebssystems 100 mit Energie und/oder Steuersignalen, angeordnet. Beispielsweise an den Enden des Antriebssystems 100 entlang der Spindelachse SA ist zum Beispiel jeweils eine Anbindungsvorrichtung 120 angeordnet. Die Anbindungsvorrichtungen 120, die beispielsweise jeweils einen Kugelzapfen umfassen können, können zum Beispiel dazu ausgelegt sein, das Antriebssystem 100 mit einem Fahrzeug (nicht dargestellt) und einer Fahrzeugtür (nicht dargestellt) des Fahrzeugs zu verbinden, zu deren Betätigung das Antriebssystem 100 vorgesehen ist.
Figur 2 zeigt ein weiteres erfindungsgemäßes Antriebssystems 100 als Schnitt wie in Figur 1b. Im Gegensatz zum in Figur 1 dargestellten Antriebssystem 100 ist bei dem in Figur 2 dargestellten Antriebssystem 100 die Bremsbaugruppe 230 zwischen der Motorbaugruppe 210 und der Getriebebaugruppe 220 angeordnet.
Figur 3 zeigt eine schematische Schnittzeichnung einer erfindungsgemäßen Antriebsbaugruppe 200. Die dargestellte Antriebsbaugruppe 200 umfasst eine Motorbaugruppe 210 zum Antrieb einer Drehbewegung einer Gewindespindel (nicht dargestellt) um eine Spindelachse SA mit einer um eine Antriebsachse AA drehbaren Motorwelle 211.
Die dargestellte Antriebsbaugruppe 200 umfasst eine Bremsbaugruppe 230 zum Abbremsen einer Drehbewegung der Gewindespindel um die Spindelachse SA mit einer um die Antriebsachse AA drehbaren und beispielsweise durch ein Lager 235 geführten Bremswelle 231. Die Bremsbaugruppe 230 umfasst beispielsweise eine Hysteresebremse 237. Die Bremswelle 231 ist beispielsweise über eine Schneckenwelle 222 einer Getriebebaugruppe 220 starr mit der Motorwelle 211 verbunden, wobei Bremswelle 231, Schneckenwelle 222 und Motorwelle 211 vorteilhafterweise koaxial zueinander angeordnet sind und/oder zusammen eine Antriebswelle der Antriebsbaugruppe 200 bilden.
Im dargestellten Beispiel sind die Motorbaugruppe 210 und die Bremsbaugruppe 230 an einander gegenüberliegenden Seiten der Spindelachse SA und der Getriebebaugruppe 220 angeordnet.
Die dargestellte Motorbaugruppe 210 umfasst einen Winkelpositionssensor 213, insbesondere einen Hall-Sensor, zur Messung einer Winkelposition der Motorwelle 211 relativ zu der Motorbaugruppe 210, wobei der Winkelpositionssensor 213 an einer der Bremsbaugruppe 230 abgewandten Seite der Motorbaugruppe 210 angeordnet ist.
Figur 4 zeigt eine schematische Schnittzeichnung einer weiteren erfindungsgemäßen Antriebsbaugruppe 200. Die dargestellte Antriebsbaugruppe 200 unterscheidet sich von der in Figur 3 dargestellten Antriebsbaugruppe 200 dadurch, dass die Bremsbaugruppe 230 zwischen der Motorbaugruppe 210 und der Getriebebaugruppe 220 angeordnet ist.
Figur 5 zeigt eine schematische Schnittzeichnung einer weiteren erfindungsgemäßen Antriebsbaugruppe 200. Die dargestellte Antriebsbaugruppe 200 umfasst wie die in Figur 4 dargestellte Antriebsbaugruppe 200 eine Motorbaugruppe 210 mit einer um eine Antriebsachse AA drehbaren Motorwelle 211 und einen Winkelpositionssensor 213. Weiterhin ist eine Versorgungsleitung 130 zur Versorgung der Motorbaugruppe 210 mit Energie und/oder Steuersignalen dargestellt.
Im dargestellten Beispiel ist die Motorwelle 211 an der dem Winkelpositionssensor 213 abgewandten Seite der Motorbaugruppe 210 direkt und starr mit einer um die Antriebsachse AA drehbaren Bremswelle 231 einer Bremsbaugruppe 230 verbunden, beispielsweise indem die Motorwelle 211 koaxial in eine Vertiefung 212 in der Bremswelle 231 eingeführt und damit verpresst ist.
Auf der dargestellten Bremswelle 231 ist ein, insbesondere zylindrischer, Rotor 232, beispielsweise koaxial zu der Bremswelle 231 angebracht. Der dargestellte Rotor 232, der beispielsweise einen Permanentmagneten umfasst, ist, insbesondere koaxial, in einem beispielsweise zylindrischen Stator 233 angeordnet, der durch den Rotor 232 magnetisiert werden kann. Der Rotor 232 und der Stator 233 bilden zusammen eine Hysteresebremse.
Figur 6 zeigt eine schematische Schnittzeichnung einer erfindungsgemäßen Bremsbaugruppe 230. Die dargestellte Bremsbaugruppe 230 umfasst eine um eine Antriebsachse AA drehbare Bremswelle 231, die durch ein Lager 235 geführt ist. Die dargestellte Bremswelle 231 ist mit einer Schneckenwelle 222 einer Getriebebaugruppe (nicht dargestellt) starr verbunden, beispielsweise einstückig damit ausgebildet. Die dargestellte Bremsbaugruppe 230 umfasst einen Rotor 232 und einen Stator 233, die zusammen eine Hysteresebremse bilden und wie in Figur 3 dargestellt angeordnet und ausgestaltet sein können mit dem Unterschied, dass in Figur 4 der Rotor 232 durch einen Abstandshalter 234 von der Bremswelle 231 beabstandet ist. Der Abstandshalter 234, beispielsweise aus einem Polymer, ist im dargestellten Beispiel so geformt, dass der Abstandshalter 234 den Rotor 232 sowohl von der Bremswelle 231 als auch von dem Lager 235 beabstandet. Die dargestellte Bremsbaugruppe 230 ist von einem Gehäuse 236, das beispielsweise aus zwei Kunststoffhalbschalen zusammengesetzt ist, umschlossen.
Figur 7 zeigt eine schematische Schnittzeichnung eines weiteren erfindungsgemäßen Antriebssystems 100. Komponenten, die bereits in Figur 1 dargestellt sind, sind mit den gleichen Bezugszeichen wie dort versehen und werden nicht erneut beschrieben. Die dargestellte Spindelbaugruppe 110 umfasst eine Führungsbuchse 112 zur Führung einer Gewindespindel (nicht dargestellt). Die um eine Spindelachse SA drehbare Gewindespindel ist im dargestellten Beispiel über eine Kupplungsbaugruppe 240, beispielsweise mit einer Überlastkupplung, mit einem Schneckenrad 223 eines Schneckengetriebes 221 mechanisch gekoppelt. Das dargestellte Schneckenrad 223 ist mit einer Schneckenwelle (nicht dargestellt) des Schneckengetriebes 221 mechanisch gekoppelt, wobei die Schneckenwelle um eine Antriebsachse AA drehbar und, insbesondere starr und/oder koaxial, mit einer Motorwelle 211 einer Motorbaugruppe 210 verbunden ist. Sowohl die Gewindespindel als auch die Schneckenwelle können an jeweils zumindest einem Lager 235 gelagert sein. Im dargestellten Beispiel beträgt der von der Spindelachse SA und der Antriebsachse AA eingeschlossene Winkel α etwa 75°.
Figur 8 zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Rotors 232 auf einer Bremswelle 231 als Schnitt entlang der Antriebsachse AA (Fig. 8a) und als perspektivische Darstellung (Fig. 8b). Der Rotor 232 ist beispielsweise direkt auf die Bremswelle 231 geklebt. Der dargestellte Rotor 232 ist zylinderförmig und hat beispielsweise eine Rotorlänge RL von 12,5 mm, einen Rotorinnendurchmesser RID von 5,95 mm und/oder einen Rotoraußendurchmesser RAD von 13,5 mm. Der Rotor 232 kann beispielsweise aus einer Neodym-Eisen-Bor-Legierung, insbesondere mit einer Nickel-Kupfer-Beschichtung, bestehen.
Die Bremswelle 231 weist beispielsweise einen Abschnitt 239 zur bezüglich einer Drehung um die Antriebsachse AA formschlüssigen Verbindung mit einer Schneckenwelle einer Getriebebaugruppe (nicht dargestellt) auf. Der Abschnitt 239 ist beispielsweise als Zahnrad ausgestaltet.
Die Bremswelle 231 kann zumindest abschnittsweise hohl sein, sodass eine Motorwelle einer Motorbaugruppe (nicht dargestellt) und/oder eine Schneckenwelle einer Getriebebaugruppe (nicht dargestellt) zumindest teilweise in die Bremswelle 231 eingeführt und beispielsweise damit verpresst werden kann.
Figur 9 zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Stators 233 als Schnitt entlang der Antriebsachse AA (Fig. 9a) und als perspektivische Darstellung (Fig. 9b). Der dargestellte Stator 233 ist im Wesentlichen zylinderförmig und hat beispielsweise eine Statorlänge SL von 13 mm, einen Statorinnendurchmesser SID von 14,5 mm und/oder einen Statoraußendurchmesser von 23 mm. Der Stator 233 kann beispielsweise aus einer Aluminium-Nickel-Kupfer-Legierung bestehen.
Der dargestellte Stator 233 weist eine Anzahl von, beispielsweise zwei, Ausnehmungen 229 zur bezüglich einer Drehung um die Antriebsachse AA formschlüssigen Verbindung des Stators 233 mit einem Gehäuse einer Bremsbaugruppe (nicht dargestellt) auf.
Figur 10 zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens 300 für ein Antriebssystem 100. Das Herstellungsverfahren 300 umfasst zunächst ein Aufbringen 310 eines Klebstoffs auf eine Bremswelle 231 und/oder einen Rotor 232 für eine Hysteresebremse 237 für das Antriebssystem 100. Beispielsweise als nächster Schritt erfolgt ein Anbringen 320 des Rotors 232 direkt auf der Bremswelle 231, beispielsweise indem der Rotor 232 koaxial auf die Bremswelle 231 geschoben wird. Zum Beispiel im folgenden Schritt erfolgt ein stoffschlüssiges Verbinden 330 des Rotors 232 mit der Bremswelle 231 durch den Klebstoff. Die weitere Herstellung der Hysteresebremse und des Antriebssystems kann zum Beispiel mit fachüblichen Herstellungsmethoden erfolgen.

BEZUGSZEICHENLISTE

100: Antriebssystem
110: Spindelbaugruppe
112: Führungsbuchse
120: Anbindungsvorrichtung
130: Versorgungsleitung
200: Antriebsbaugruppe
201: Antriebswelle
210: Motorbaugruppe
211: Motorwelle
212: Vertiefung
213: Winkelpositionssensor
220: Getriebebaugruppe
221: Schneckengetriebe
222: Schneckenwelle
223: Schneckenrad
229: Ausnehmung
230: Bremsbaugruppe
231: Bremswelle
232: Rotor
233: Stator
234: Abstandshalter
235: Lager
236: Gehäuse
237: Hysteresebremse
239: Abschnitt
240: Kupplungsbaugruppe
300: Herstellungsverfahren
310: Aufbringen
320: Anbringen
330: Verbinden
RAD: Rotoraußendurchmesser
RID: Rotorinnendurchmesser
RL: Rotorlänge
SAD: Statoraußendurchmesser
SID: Statorinnendurchmesser
SL: Statorlänge
AA: Antriebsachse
SA: Spindelachse

α: Winkel

Claims

Motorisiertes Antriebssystem (100), insbesondere zur Betätigung einer Tür, umfassend
a. zumindest eine Getriebebaugruppe (220) mit einer Spindelachse (SA) und einer Antriebsachse (AA), wobei die Getriebebaugruppe (220) zur Übersetzung einer Rotationsbewegung um die Antriebsachse (AA) in eine Rotationsbewegung um die Spindelachse (SA) ausgelegt ist;

b. zumindest eine Spindelbaugruppe (110) mit einer um eine Spindelachse (SA) drehbaren Gewindespindel, wobei die Gewindespindel mit einem um die Spindelachse (SA) rotierbaren Teil der Getriebebaugruppe (220) mechanisch gekoppelt ist, und

c. zumindest eine Antriebsbaugruppe (200) zum Antrieb der Gewindespindel mit einer Antriebswelle (201), wobei die Antriebswelle (201) mit einem um die Antriebsachse (AA) rotierbaren Teil der Getriebebaugruppe (220) mechanisch gekoppelt ist,
wobei die zumindest eine Antriebsbaugruppe (200)

d. zumindest eine Motorbaugruppe (210) zum Antrieb einer Drehbewegung der Gewindespindel um die Spindelachse (SA) mit einer um die Antriebsachse (AA) drehbaren und mit der Antriebswelle (201) starr verbundenen Motorwelle (211) und

e. zumindest eine an einer der Getriebebaugruppe (220) zugewandten Seite der Motorbaugruppe (210) angeordnete Bremsbaugruppe (230) zum Abbremsen einer Drehbewegung der Gewindespindel um die Spindelachse (SA) mit einer um die Antriebsachse (AA) drehbaren und mit der Motorwelle (211) starr verbundenen Bremswelle (231) umfasst, wobei die Bremsbaugruppe (230) eine Hysteresebremse (237) umfasst,

f dadurch gekennzeichnet, dass die Motorbaugruppe (210) einen Winkelpositionssensor (213) zur Messung einer Winkelposition der Motorwelle (211) relativ zu der Motorbaugruppe (210) umfasst, wobei der Winkelpositionssensor (213) an einer der Bremsbaugruppe (230) abgewandten Seite der Motorbaugruppe (210) angeordnet ist, wobei

g die Spindelachse (SA) und die Antriebsachse (AA) nicht koaxial angeordnet sind, und die Antriebsbaugruppe (200) seitlich von der Spindelachse (SA) angeordnet ist, wobei die Spindelachse (SA) und die Antriebsachse (AA) einen Winkel (α), der von 45° bis 90° beträgt, einschließen.
Antriebssystem (100) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Spindelachse (SA) und die Antriebsachse (AA) einen Winkel (α), der von 60° bis 90°, bevorzugt 90°, beträgt, einschließen.
Antriebssystem (100) nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Winkelpositionssensor (213) einen Hall-Sensor umfasst.
Antriebssystem (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
die zumindest eine Getriebebaugruppe (220) ein Schneckengetriebe (221) zur Übersetzung einer Rotationsbewegung um die Antriebsachse (AA) in eine Rotationsbewegung um die Spindelachse (SA) umfasst, wobei das Schneckengetriebe (221) bevorzugt
a. eine um die Antriebsachse (AA) rotierbare und mit der Antriebswelle (201) mechanisch gekoppelte Schneckenwelle (222) und

b. ein um die Spindelachse (SA) rotierbares und mit der Gewindespindel mechanisch gekoppeltes Schneckenrad (223) umfasst,

wobei die Schneckenwelle (222) besonders bevorzugt von der Antriebswelle (201) umfasst und/oder starr und/oder koaxial mit einer Motorwelle (201) einer Motorbaugruppe (210) verbunden ist.
Antriebssystem (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Hysteresebremse (237) zumindest einen mit der Bremswelle (231) starr verbundenen Rotor (232) und zumindest einen an einem Gehäuse (236) der Bremsbaugruppe (230) ortsfest angeordneten Stator (233) umfasst, wobei der Rotor (232) zumindest einen Permanentmagneten umfasst, durch den der Stator (233) magnetisierbar ist, oder umgekehrt.
Antriebssystem (100) nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Rotor (232) und der Stator (233) im Wesentlichen zylinderförmig und koaxial zur Bremswelle (231) angeordnet sind, wobei der Rotor (232) in dem Stator (233) angeordnet ist und entlang der Bremswelle (231) eine Rotorlänge und orthogonal zu der Bremswelle (231) einen Rotoraußendurchmesser aufweist, und der Stator (233) entlang der Bremswelle (231) eine Statorlänge und orthogonal zu der Bremswelle (231) einen Statorinnendurchmesser aufweist, wobei die genannten Maße in folgendem Verhältnis zueinander stehen und bevorzugt folgende Werte annehmen:
a. Rotorlänge (RL) von 5 mm bis 50 mm, bevorzugt von 10 mm bis 20 mm, besonders bevorzugt 12,5 mm;

b. Rotoraußendurchmesser (RAD) von 5 mm bis 50 mm, bevorzugt von 10 mm bis 20 mm, besonders bevorzugt 13,5 mm;

c. Statorlänge (SL) von 5 mm bis 50 mm, bevorzugt von 10 mm bis 20 mm, besonders bevorzugt 13 mm; und

d. Statorinnendurchmesser (SID) von 5 mm bis 50 mm, bevorzugt von 10 mm bis 20 mm, besonders bevorzugt 14,5 mm.
Antriebssystem (100) nach Anspruch 5 oder 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Permanentmagnet aus einer Neodym-Eisen-Bor-Legierung, insbesondre mit einer Korrosionsschutzbeschichtung, und der Rotor (232) oder der Stator (233) aus einer Aluminium-Nickel-Kobalt-Legierung besteht.
Antriebssystem (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
gekennzeichnet durch
zumindest eine Kupplungsbaugruppe (240) zum Entkuppeln einer Drehbewegung der Gewindespindel um die Spindelachse (SA) von einer Drehbewegung einer Antriebswelle (201) um die Antriebsachse (AA), wobei die Kupplungsbaugruppe (240) bevorzugt eine Überlastkupplung (241), insbesondere zum Schutz einer von dem Antriebssystem (100) betätigten Tür und/oder einer Anbindungsvorrichtung (120) des Antriebssystems (100) an die Tür vor Überlastung, umfasst.
Verwendung eines Antriebssystems (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 zum Betätigen einer Tür, insbesondere einer Fahrzeugtür.
Herstellungsverfahren (300) für ein Antriebssystem (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 mit zumindest folgenden Schritten:
a. Aufbringen (310) eines Klebstoffs auf eine Bremswelle (231) und/oder einen Rotor (232) für eine Hysteresebremse (237) für das Antriebssystem (100);

b. Anbringen (320) des Rotors (232) direkt auf der Bremswelle (231) und

c. stoffschlüssiges Verbinden (330) des Rotors (232) mit der Bremswelle (231) durch den Klebstoff.