Stelleinheit für kraftfahrzeugtechnische Anwendungen
Beschreibung:
Die Erfindung betrifft eine Stelleinheit für kraftfahrzeugtechnische Anwendungen, insbesondere Kraftfahrzeugtürverschlüsse, mit einem Antrieb, und mit einem von dem Antrieb beaufschlagbaren Linear-Stellglied.
Solche Stelleinheiten werden beispielhaft und nicht einschränkend als Zuziehhilfsvorrichtung eingesetzt, wie sie unter anderem in der DE 101 12 120 B4 vorgestellt werden. In diesem Fall arbeitet die Zuziehhilfsvorrichtung auf den Kofferraumdeckel eines Kraftfahrzeuges. Zu diesem Zweck ist ein Elektromotor vorgesehen, welcher auf ein Linear-Stellglied arbeitet. Der Elektromotor verfügt über ein angeflanschtes Getriebe und wird entweder im oder am Kofferraumdeckel platziert. An dieser Stelle stellt sich in der Praxis oftmals das Problem ein, dass der Elektromotor bei der Montage gegenüber dem Linear-Stellglied nicht korrekt ausgerichtet ist und/oder Spiel aufweist. Dadurch kann es beim Betrieb zu Vibrationen kommen. Da die fragliche Stelleinheit zumeist zur Beaufschlagung von Kraftfahrzeugtürverschlüssen oder auch ganzen Kraftfahrzeugtüren einge- setzt wird, fungieren diese Elemente oftmals als Resonatoren oder können so wirken. Jedenfalls ist der Betrieb der bekannten Stelleinheiten oftmals mit störenden Geräuschen verbunden. Hier will die Erfindung insgesamt Abhilfe schaffen. Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, eine derartige Stelleinheit für kraftfahrzeugtechnische Anwendungen so weiter zu entwickeln, dass die Geräuschkulisse insgesamt verbessert ist.
Zur Lösung dieser technischen Problemstellung schlägt die Erfindung bei einer gattungsgemäßen Stelleinheit vor, dass der Antrieb und das Linear-Stellglied
BESTÄTIGUNGSKOPIE
winklig, insbesondere rechtwinklig, zueinander angeordnet sind bzw. werden. Auf diese Weise wird eine etwaige Geräuschentwicklung seitens des Antriebes nicht oder kaum auf das demgegenüber winklig angeordnete Linear-Stellglied übertragen. Denn die winklige und insbesondere rechtwinklige Anordnung von einerseits dem Antrieb und andererseits dem Linear-Stellglied bedeutet im Regelfall, dass der Antrieb und das Linear-Stellglied über ein Schneckengetriebe miteinander gekoppelt sind. Ein solches Schneckengetriebes ist relativ unempfindlich, was etwaige Vibrationen angeht. Auch ein mögliches Spiel im Antrieb wird meistens problemlos beherrscht. Jedenfalls wird auf diese Weise bereits die Geräuschkulisse der erfindungsgemäßen Stelleinheit gegenüber bisherigen Ausführungsformen signifikant verbessert.
Darüber hinaus sind der Antrieb und das Stellglied regelmäßig zusammengenommen in einem Gehäuse gelagert. Auch diese Vorgehensweise verbessert das Geräuschverhalten. Denn das Gehäuse dient zur Kapselung von einerseits dem Antrieb und andererseits dem Stellglied, so dass eine Geräuschemission nach außen zuverlässig unterdrückt wird. Hinzu kommt, dass eine etwaige Körperschallübertragung durch die winklige Anordnung von einerseits dem Antrieb und andererseits dem Linear-Stellglied gegenüber bisherigen Ausfüh- rungsformen deutlich reduziert, wenn nicht sogar gänzlich unterdrückt wird.
Von besonderer selbständiger Bedeutung für die Erfindung ist darüber hinaus, dass der Antrieb über wenigstens eine Lagerstelle mit dem Gehäuse gekoppelt ist. Meistens kommen zwei Lagerstellen zum Einsatz, so dass der Antrieb über eine Zweipunktlagerung mit Hilfe der beiden Lagerstellen mit dem Gehäuse verbunden ist. Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn die jeweilige Lagerstelle als Presslagersitz ausgebildet ist.
Denn ein solcher Presslagersitz ist in der Regel mit Stegen ausgerüstet, welche im Zuge der Montage des Antriebes im Gehäuse regelmäßig verformt werden.
Bei den Stegen handelt es sich meistens um Quetsch rippen. Außerdem kann die Lagerstelle mehrteilig oder auch einteilig ausgeführt werden. So oder so bedingt die Montage des Antriebes mit Hilfe des einen oder der mehreren Presslagersitze, dass der Antrieb zum einen einwandfrei gegenüber dem Linear-Stellglied ausgerichtet wird und zum anderen, dass der Antrieb dauerhaft spielfrei im Gehäuse eine Halterung erfährt.
Dabei ist die Lagerstelle in der Regel im Gehäuse ausgebildet. Die Lagerstelle kann aber auch am Antrieb ausgeführt werden. Außerdem lässt sich die Lagerstelle an einer separaten Lagerhülse definieren, und zwar in und/oder an der betreffenden Lagerhülse. Schlussendlich hat es sich bewährt, wenn die Lagerstelle teilweise aus einem plastisch leicht verformbaren Material wie beispielsweise Kunststoff vorzugsweise in der Form von Quetschrippen gefertigt wird.
Plastisch leicht verformbar meint in diesem Zusammenhang ein Material, welches im Zuge der (manuellen) Montage des Antriebes verformt wird oder verformt werden kann. Das kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass der Antrieb in dem Gehäuse platziert wird und bei seiner Festlegung im Gehäuse die Lagerstelle bzw. der Presssitz die gewünschte ganz oder teilweise Verformung erfährt. In diesem Zusammenhang mag das Gehäuse zwei- oder mehrteilig ausgeführt sein. Dabei wird man in der Regel auf eine Deckelteil und ein Oberteil zurückgreifen. Sobald also der Antrieb im Gehäuse platziert wird, kommt es zu der beschriebenen Verformung der Lagerstelle.
Der Antrieb wird im Allgemeinen in dem Oberteil aufgenommen. Darüber hinaus findet sich in dem Oberteil meistens dann noch das winklig an den Antrieb angeschlossene Liner-Stellglied. Sobald der Antrieb - hierbei handelt es sich in der Regel um einen Elektromotor - platziert ist, kommt es erfindungsgemäß dazu, dass in dem jeweils gebildeten Presssitz als Lagerstelle des Antriebes
einzelne Stege bzw. Quetschrippen verformt werden. Es ist selbstverständlich auch denkbar, dass keine oder nur eine geringfügige Verformung stattfindet, wenn der Antrieb bzw. Elektromotor von vornherein seine "richtige" und spielfreie Position gegenüber dem Gehäuse und auch gegenüber dem Linear- Stellglied einnimmt.
Jedenfalls lässt die Erfindung ausdrücklich eine Ausrichtung des Antriebes gegenüber dem Gehäuse und/oder gegenüber dem Linear-Stellglied in gewissen und durch den jeweiligen Presslagersitz vorgegebenen Grenzen zu. Nachdem der Antrieb bzw. Elektromotor die gewünschte Ausrichtung eingenommen hat wird diese während des gesamten Betriebes beibehalten, weil sich die zugehörige Lagerstelle teilweise plastisch verformt hat. Hierfür sorgen im Wesentlichen die Quetschrippen bzw. die an dieser Stelle realisierten Stege. Dadurch wird der Antrieb spielfrei im Gehäuse gehalten. Vibrationen treten fast nicht (mehr) auf.
Jedenfalls lässt sich der Antrieb respektive Elektromotor mit geringen Toleranzen und spielfrei und unter Berücksichtigung der Möglichkeit seiner Ausrichtung gegenüber dem Gehäuse und dem Linear-Stellglied fixieren. Das ist von besonderer Bedeutung für einen guten und insbesondere geräuscharmen Motorlauf. Hierzu schlägt die Erfindung nach weiterer vorteilhafter Ausgestaltung vor, dass der Antrieb zusätzlich zu dem wenigstens einen Presslagersitz als Lagerstelle einen Gummilagersitz als weitere Lagerstelle aufweist. Meistens ist der Gummilagersitz in einem den Antrieb ganz oder teilweise auf- nehmenden Gummiring ausgebildet. Dieser Gummiring dient regelmäßig dazu, einen Boden des Elektromotors aufzunehmen und zu umschließen. Dagegen findet sich der eine bzw. finden sich die beiden Presslagersitze am Kopf des Elektromotors. Tatsächlich mag ein Presslagersitz endseitig einer Abtriebswelle des Elektromotors vorgesehen werden. Ein weiterer Presslagersitz mag im Be- reich eines Kragens vorgesehen werden, welcher eine Durchtrittsöffnung der
Abtriebswelle durch ein Motorgehäuse umschließt. Das ist selbstverständlich nicht zwingend.
Wie bereits erläutert, kann der jeweilige Presslagersitz bzw. können die Quetschrippen unmittelbar im Gehäuse ausgeformt werden, welches - wie der Presslagersitz - regelmäßig aus Kunststoff gefertigt ist. Es ist aber auch möglich, den Presslagersitz oder allgemein die Lagerstelle in oder an einer separaten Lagerhülse zu definieren. In diesem Fall ist die Lagerhülse vorteilhaft aus Kunststoff gefertigt. Beispielsweise mag eine solche Lagerhülse kopfseitig auf die Abtriebswelle aufgesteckt werden. Mit Hilfe dieser Lagerhülse kann dann der Antrieb respektive der solchermaßen ausgerüstete Elektromotor in der zugehörigen Lagerwanne platziert werden. Dabei greift die Lagerhülse mit den in der Regel außenseitigen Quetschrippen bzw. zugehörigen Stegen in eine die Lagerhülse aufnehmende Öffnung ein. Bei diesem Eingriff verformen sich die Quetschrippen und sorgen für eine einwandfreie Halterung und Lagerung der Abtriebswelle im Beispielfall. Diese Vorgehensweise lässt sich besonders vorteilhaft dadurch realisieren, dass der Antrieb rotationssymmetrisch gestaltet ist und im Übrigen die Lagerstellen als zugehörige Ring- oder Teilringhülsen ausgebildet werden können.
Im Ergebnis wird eine Stelleinheit für kraftfahrzeugtechnische Anwendungen zur Verfügung gestellt, die sich durch einen besonders geräuscharmen Betrieb auszeichnet. Dieser geräuscharme Betrieb kann im Wesentlichen darauf zurückgeführt werden, dass der Antrieb bzw. der an dieser Stelle regelmäßig eingesetzte Elektromotor unter Berücksichtigung allenfalls geringer Toleranzen in einem Gehäuse und gegenüber dem zugehörigen Linear-Stellglied platziert wird. Dadurch wird die vom Antrieb an seiner Abtriebswelle zur Verfügung gestellte Rotationsbewegung einwandfrei, präzise und vibrationsarm auf das Linear-Stellglied übertragen. Hierbei mag es sich um einen Spindelmutter-
antrieb handeln, was selbstverständlich nur beispielhaft und nicht einschränkend zu verstehen ist.
Durch den präzisen Einbau des Antriebes in das Gehäuse wird nicht nur das Geräuschverhalten optimiert, sondern auch die Lebensdauer. Denn etwaiges Spiel des Antriebes gegenüber dem Linear-Stellglied beschränkt sich letztlich auf das Schneckengetriebe, welches die Rotationsbewegung der Abtriebswelle in eine Rotationsbewegung in anderer Richtung auf die Spindelmutter im Beispielfall überträgt. Durch die Rotation der ortsfest im Gehäuse gelagerten Spindelmutter wird eine Spindel linear hin- und herbewegt, die die gewünschte Stellbewegung überträgt, beispielsweise auf eine Zuziehklinke, eine Kraftfahrzeug-Schwenktür, eine Tankklappe, eine Heckklappe etc.. Hierin sind die wesentlichen Vorteile zu sehen. Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert; die einzige Figur zeigt die erfindungsgemäße Stelleinheit in einer perspektivischen Explosionsdarstellung.
In der einzigen Figur ist eine Stelleinheit für kraftfahrzeugtechnische Anwen- düngen dargestellt. Bei den kraftfahrzeugtechnischen Anwendungen handelt es sich nicht einschränkend im Wesentlichen um Stellfunktionen in Verbindung mit einem oder mehreren Kraftfahrzeugtürverschlüssen 1. Tatsächlich mag die dargestellte Stelleinheit dafür genutzt werden, eine Zuzieheinrichtung bei einem solchen Kraftfahrzeugtürverschluss 1 zu beaufschlagen, wie sie beispielsweise in der DE 101 12 120 B4 beschrieben wird. Das ist selbstverständlich nur beispielhaft und nicht einschränkend zu verstehen.
Um dies im Detail bewerkstelligen zu können, verfügt die Stelleinheit in Ihrem grundsätzlichen Aufbau über einen Antrieb 2 und ein Linear-Stellglied 3, 4, welches von dem Antrieb 2 beaufschlagt wird oder beaufschlagt werden kann.
Bei dem Linear-Stellglied 3, 4 handelt es sich im Detail um einen Spindeltrieb mit einer Gewindespindel 3 und einer in dem Gehäuse 8b mittels Kugel- oder Gleitlager gelagerten Spindelmutter 4, was allerdings nur beispielhaft und nicht einschränkend zu verstehen ist. Der Antrieb bzw. Elektromotor 2 weist eine Abtriebswelle 5 auf. Die Abtriebswelle 5 überträgt ihre Rotationsbewegungen über ein Schneckengetriebe 6 auf das Linear-Stellglied 3, 4 bzw. die Spindelmutter 4. Dadurch wird die ortsfest gelagerte Spindelmutter 4 in Rotationen versetzt und bewegt die auf der Spindelmutter 4 gelagerte Spindel bzw. Gewindespindel 3 je nach ihrer Drehrichtung hin- und her, wie dies ein Doppelpfeil in der Figur andeutet. Ein an die Spindel 3 angeschlossener Bowdenzug oder ein vergleichbares Verbindungselement überträgt nun diese linearen Stellbewegungen des Linear-Stellgliedes 3, 4 auf den Kraftfahrzeugtürverschluss 1 im Beispielfall. Im Rahmen der Erfindung sind der Antrieb bzw. Elektromotor 2 einerseits und das Linear-Stellglied 3, 4 andererseits winklig zueinander angeordnet. Tatsächlich erkennt man, dass einerseits die Abtriebswelle 5 des Antriebes respektive Elektromotors 2 und andererseits die Gewindespindel 3 einen rechten Winkel α zueinander beschreiben. Je nach Auslegung des Schneckengetriebes 6 können hier aber auch andere Winkelstellungen zueinander beobachtet und eingestellt werden. Auf diese Weise lassen sich die Drehbewegungen der Abtriebswelle 5 bereits präzise und vibrationsarm auf das Linear-Stellglied 3, 4 übertragen.
Hierzu trägt ergänzend der Umstand bei, dass der Antrieb bzw. Elektromotor 2 über zwei Lagerstellen 7, T mit einem Gehäuse 8b gekoppelt ist. Tatsächlich ist das Gehäuse 8a, 8b zweigeteilt ausgeführt und setzt sich im Kern aus einer Deckelteil 8a und einem Oberteil 8b zusammen. Zur Vereinigung der beiden Gehäuseteile 8a, 8b mögen ein oder mehrere Schrauben, Nieten oder vergleichbare Verbindungselemente 9 dienen.
Bei der jeweiligen Lagerstelle 7, 7' handelt es sich um einen Presslagersitz. Dabei sind im Rahmen des Beispiels letztlich zwei verschiedene Lagerstellen bzw. Presslagersitze 7, 7' realisiert. Allgemein ist die jeweilige Lagerstelle 7, T bzw. der Presslagersitz 7, 7' plastisch verformbar ausgebildet. Dazu sind die betreffenden Lagerstellen 7, 7' im Beispielfall aus Kunststoff hergestellt.
Die Lagerstelle T ist zweiteilig oder allgemein mehrteilig ausgebildet und wird in einem Durchbruch des Gehäuses 8b definiert. Der Presslagersitz 7' nimmt im Innern einen Kragen 10 des Motorlagers des Antriebes 2 auf. Dieser Kragen 10 ist im Bereich eines Gehäuses des Antriebes bzw. Elektromotors 2 ausgebildet, in welchem die Abtriebswelle 5 das fragliche Gehäuse verlässt. Das heißt, der Kragen 10 umgibt eine Austrittsöffnung der Abtriebswelle 5 des Antriebes 2 aus dem zugehörigen Gehäuse. Die weitere Lagerstelle 7 bzw. der Presslagersitz 7 ist im Ausführungsbeispiel an einer Lagerhülse 7 ausgebildet. Bei dieser Lagerhülse 7 handelt es sich um ein separates Bauteil zur Lagerung des Antriebes 2, welches - wie das Gehäuse 8a, 8b - aus Kunststoff gefertigt ist. Tatsächlich wird die fragliche Lagerhülse 7 bei der Montage des Antriebes 2 in eine zugehörige Lagerbuchse 11 des Gehäuses 8b eingesteckt. Zuvor ist die Lagerhülse 7 auf die Abtriebswelle 5 aufgesteckt worden. Die Lagerhülse 7 wirkt als eine Gleitlagerbuchse, welche das kopfseitige Ende der Abtriebswelle 5 aufnimmt.
Bei den Lagerstellen bzw. Presslagersitzen 7, 7' ist gemein, dass sie mit jeweils Stegen 12 ausgerüstet sind. Diese Stege oder auch Quetschrippen 12 finden sich letztlich zwischen dem Antrieb 2 und dem Gehäuse 8b, welches für die Lagerung des Antriebes 2 sorgt. Die Stege bzw. Quetschrippen 12 erfahren nun bei der Montage des Antriebes 2 in dem Gehäuse 8b eine plastische Verformung. Dies ist möglich und gewollt, weil die Lagerstelle respektive der jeweilige Presslagersitz 7, 7', insbesondere die Quetschrippe 12 aus einem
teilweise plastisch leicht verformbaren Material, im Beispielfall Kunststoff, gefertigt ist.
Für die Lagerstelle bzw. den Presslagersitz 7' gilt dies von vorneherein, weil das Gehäuse 8a, 8b als Spritzgussteil aus Kunststoff ausgestaltet ist. Auch bei der Lagerhülse 7 handelt es sich um ein Spritzgussteil aus Kunststoff. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass sich die Stege bzw. Quetschrippen 12 bei der Montage des Antriebes 2 und der Vereinigung des Antriebes 2 mit dem ihn umgebenden und die Lagerstellen aufweisenden Gehäuse 8b die beschriebene plastische Verformung erfahren. Denn die Auslegung ist im Allgemeinen so gewählt, dass die Stege bzw. Quetschrippen 12 von ihrem zusammengenommenen Durchmesser her (geringfügig) größer bemessen sind als ein zugehöriger Durchmesser des Presslagersitzes 7,7' oder auch der zusammengenommenen Durchbrechungen, welche den Kragen 10 umschließen. Dadurch kommt es auf jeden Fall zu einer mehr oder minder starken Verformung der Stege 12 bei der beschriebenen Montage.
Als Folge hiervon erfährt der Antrieb 2 gegenüber dem Gehäuse 8a, 8b einen festen Sitz. Außerdem sorgen die Stege bzw. Quetschrippen 12 für einen gewissen Toleranzausgleich bei der Montage. Das heißt, der Antrieb 2 wird einwandfrei gegenüber dem Schneckengetriebe 6 ausgerichtet, und zwar praktisch spielfrei. Denn bei diesem Montagevorgang werden die zugehörigen Stege bzw. Quetschrippen 12 so weit verformt, dass der Antrieb 2 einwandfrei gegenüber dem Linear-Stellglied 3, 4 ausgerichtet ist und zugleich die realisierten Lagerstellen 7, 7' für einen strammen Sitz sorgen.
Zusätzlich zu den beschriebenen Lagerstellen 7, T ist noch ein Gummilagersitz 13 als weitere Lagerstelle für den Antrieb 2 realisiert. Dieser Gummilagersitz 13 wird in einem den Antrieb 2 ganz oder teilweise aufnehmenden Gummiring 13 definiert. Tatsächlich ist der fragliche Gummiring 13 topfförmig gestaltet und
nimmt einen Boden des Antriebes 2 auf, der in den fraglichen Gummiring 13 eingesetzt wird.
Man erkennt, dass der Antrieb bzw. Elektromotor 2 insgesamt rotations- symmetrisch gestaltet ist, und zwar im Vergleich zu einer durch die Abtriebswelle 5 definierten Achse A. In Folge dieser rotationssymmetrischen Gestaltung sind auch die beiden Lagerhülsen 7, 7' rotationssymmetrisch ausgelegt. Das Gleiche gilt für den Gummiring 13. Das heißt, bei den fraglichen Lagerstellen 7, 7' und dem Gummilagersitz 13 handelt es sich jeweils um Ring- oder Teilringhülsen.