WO2014135646A1 - Spindelantrieb für ein verstellelement eines kraftfahrzeugs - Google Patents

Spindelantrieb für ein verstellelement eines kraftfahrzeugs Download PDF

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WO2014135646A1
WO2014135646A1 PCT/EP2014/054374 EP2014054374W WO2014135646A1 WO 2014135646 A1 WO2014135646 A1 WO 2014135646A1 EP 2014054374 W EP2014054374 W EP 2014054374W WO 2014135646 A1 WO2014135646 A1 WO 2014135646A1
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spindle
drive
spindle nut
nut
guide tube
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PCT/EP2014/054374
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Uwe Fischer
Christian Saxstetter
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Brose Fahrzeugteile Gmbh & Co. Kg, Hallstadt
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16H25/00—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms
    • F16H25/18—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying or interconverting oscillating or reciprocating motions
    • F16H25/20—Screw mechanisms
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60J—WINDOWS, WINDSCREENS, NON-FIXED ROOFS, DOORS, OR SIMILAR DEVICES FOR VEHICLES; REMOVABLE EXTERNAL PROTECTIVE COVERINGS SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLES
    • B60J5/00—Doors
    • B60J5/10—Doors arranged at the vehicle rear
    • B60J5/101—Doors arranged at the vehicle rear for non-load transporting vehicles, i.e. family cars including vans
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05F—DEVICES FOR MOVING WINGS INTO OPEN OR CLOSED POSITION; CHECKS FOR WINGS; WING FITTINGS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, CONCERNED WITH THE FUNCTIONING OF THE WING
    • E05F15/00—Power-operated mechanisms for wings
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    • E05F15/603—Power-operated mechanisms for wings using electrical actuators using rotary electromotors
    • E05F15/611—Power-operated mechanisms for wings using electrical actuators using rotary electromotors for swinging wings
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • E05F15/616—Power-operated mechanisms for wings using electrical actuators using rotary electromotors for swinging wings operated by push-pull mechanisms
    • E05F15/622—Power-operated mechanisms for wings using electrical actuators using rotary electromotors for swinging wings operated by push-pull mechanisms using screw-and-nut mechanisms
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES E05D AND E05F, RELATING TO CONSTRUCTION ELEMENTS, ELECTRIC CONTROL, POWER SUPPLY, POWER SIGNAL OR TRANSMISSION, USER INTERFACES, MOUNTING OR COUPLING, DETAILS, ACCESSORIES, AUXILIARY OPERATIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, APPLICATION THEREOF
    • E05Y2900/00—Application of doors, windows, wings or fittings thereof
    • E05Y2900/50—Application of doors, windows, wings or fittings thereof for vehicles
    • E05Y2900/53—Type of wing
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H25/00—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms
    • F16H25/18—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying or interconverting oscillating or reciprocating motions
    • F16H25/20—Screw mechanisms
    • F16H2025/204—Axial sliding means, i.e. for rotary support and axial guiding of nut or screw shaft

Definitions

  • the present invention relates to a spindle drive for an adjusting element of a motor vehicle according to the preamble of claim 1 and to a corresponding spindle drive according to the preamble of claim 11.
  • adjustment 1 is widely understood in the present case. It includes, for example, a tailgate, a trunk lid, an engine hood, a side door, a cargo compartment lid, a lifting roof o. The like.
  • a motor vehicle below is the scope of the motorized adjustment of a tailgate of a motor vehicle in the foreground. This is not meant to be limiting.
  • the well-known spindle drive (DE 20 2005 000 559 U 1). from which the invention proceeds, has two drive sections in the usual way. of which a drive section of a spindle and the other drive section is associated with a spindle nut meshing with the spindle.
  • the two drive sections are each assigned a connection for discharging the linear drive movements. In order not to load the connections on a rotation about the geometric spindle axis, the two drive sections are secured against rotation against each other.
  • the spindle nut is connected in the known spindle drive via a Spindelmuttcr- tube with the spindle nut side connection.
  • an outer housing tube extends in the direction of the spindle-shaped connection.
  • a housing tube in turn extends in the direction of the spindle-nut-side connection, such that the spindle-side housing tube runs in the spindle-nut-side housing tube.
  • the rotation is integrated in the known spindle drive in the existing housing of the two tubes.
  • the two Housing tubes coupled to prevent rotation in a torque-transmitting manner. This is done for example by a tongue and groove coupling.
  • a disadvantage of the known spindle drive is the fact that a weight-reducing design of the housing by the loads associated with the rotation only within narrow limits is possible.
  • the invention is based on the problem, the known spindle drive in such a way and further develop that the housing related constructive restrictions are reduced without the functionality of the Spindeiantriebs impaired ird.
  • a guide tube assigned to the spindle-side drive section is provided, in which the spindle nut is guided together with the spindle nut tube.
  • the engagement between the spindle nut and the spindle nut tube and the guide tube is used to ensure the above-mentioned rotation between the two drive sections.
  • at least one formation in the inner region of the guide tube is provided with an associated Jacobausformung in the outer region of the spindle nut and / or the spindle nut tube seen in cross-section.
  • wedge-like interaction is to be understood in the present case. By this is meant that the support of the torsional torques takes place over some kind of surface, which converts at least part of the support based on a radial force component. In this area is in the broadest sense, a wedge surface, as far as a corresponding force diversion is made wedge-like in the above sense.
  • a form-locking engagement of the two formations has been achieved by the mutually complementary design of the guide tube side molding and the associated spindle mother Gegenausformung, resulting in a particularly uniform distribution of forces in the support of Vercardmo- elements.
  • the shapes in question are configured at least partially bent. This makes it possible to reduce undesired notch effects with little effort.
  • an extremely stable structural structure can be realized in that the formations seen in cross-section form closed contours. Due to the above-mentioned, flat wedge angle, the space required for the torsion low in the radial direction, so that it is possible to dispense with radial openings, in particular in the guide tube.
  • the independent role plays, the spindle nut as Kun sts to ff- S pr i tzg ie ßte i 1 configured, the spindle nut formation together with the spindle nut side for the rotation in or on the Spindeimutterrohr in the plastic injection molding is injected or injected.
  • the wedge-like interaction between the embodiments in question does not necessarily matter here.
  • the spindle nut can be produced in a particularly simple manner together with the spindle nut-side shaping.
  • Particularly noteworthy in this context is the fact that a .Montage intimid for the spindle nut or the spindle nutse-term shaping completely eliminated.
  • FIG. 1 is a schematic side view of the rear of a motor vehicle with a proposed spindle drive
  • Fig. 2 shows the proposed spindle drive according to FIG. 1 a) in the assembled state and b) in the partially disassembled state and
  • FIG. 3 shows the spindle drive according to FIG. 2a) in a sectional view along the section line III-III.
  • the spindle drive shown in the drawing serves for the motorized adjustment of an adjusting element 1 of a motor vehicle designed as a tailgate.
  • Other applications of the proposed spindle drive are conceivable, as will be explained in detail below.
  • the spindle drive is equipped in the usual way with a drive unit 2 and one of the drive unit 2 drive-downstream spindle Spindelmutter- gearbox 3 for generating linear drive movements.
  • the drive unit 2 has a here and preferably tubular and in particular one-piece drive unit housing and therein a drive motor 5 and a drive transmission downstream of the drive motor 5 Z i Cosmeticgetriebe 6.
  • the drive motor can also be dispensed with an intermediate gear 6.
  • a particularly slender embodiment results from the fact that the drive unit 2 and the spindle spindle nut transmission 3 are arranged one behind the other on the geometric spindle axis 7.
  • the spindle-spindle nut transmission 3 is equipped in a conventional manner with a spindle 8 and a spindle nut 9, wherein the spindle nut 9 is in meshing engagement with the spindle 8.
  • the spindle drive has two drive sections 10, 1 1, which telescope at a motor adjustment telescopically and against rotation are secured against each other, the spindle 8 is the drive section 10 and the spindle nut 9 associated with the drive section 1 1.
  • Fig. 2b shows that the spindle nut 9 is connected via a spindle nut tube 14 with the spindle nut side terminal 13.
  • the spindle nut 9 together with the spindle nut tube 14 along the geometric spindle axis 7 in a guide tube 15 of the spindle-side drive section 1 0 is performed, wherein between the spindle nut 9 and spindle nut tube 14 and guide tube 1 5 an anti-rotation is realized.
  • viewed in cross section transversely to the geometric spindle axis 7 seen at least one formation 1 6 in the inner region of the guide tube 15 with an associated Jacobausformung 1 7 in the outer region of the spindle nut 9 and here and preferably also of the spindle nut tube 14 for preventing rotation in a torque-transmitting manner.
  • the form of formation 16 and the Gegenausformung 1 7 form a positive connection, on which the anti-rotation device goes back.
  • a plurality of molds 16 and counter-formations 1 7 are provided, as will be explained.
  • Fig. 3 shows for the formations 1 6. 1 7, the respective wedge surfaces 1 8, 19.
  • this is not an ideal wedge arrangement with ideal flat wedge surfaces 18, 19 is. Rather, in the present case it is a matter of the fact that the geometry of the arrangement results in a preselected one. wedge-like interaction between the formations 1 6, 1 7 results. Furthermore, it is clear here that due to the symmetry of the formations 16, 17, the anti-rotation device acts in both directions of rotation. T EP2014 / 054374
  • the guide tube-side molding 16 is configured convex and that, accordingly, the spindle nut-side Gegenausformung 17 is configured concave.
  • This arrangement is particularly advantageous in view of the limited wall thickness of the guide tube 15.
  • the guide tube-side molding 16 is configured concave and that accordingly the spindle nut side Jacobaus Forrnung 17 is configured convex.
  • the terms "convex” and “concave” are to be understood broadly and are not limited to curved course accordingly.
  • the two mutually associated formations 16, 17 act in a wedge-like manner, that is to say over the wedge slopes 1 8, 19, which form a wedge angle u.
  • the resultant wedge angle ⁇ is less than 50 ° and preferably less than 45 °.
  • the wedge angle ⁇ is preferably in a range between 30 ° and 35 °.
  • mung 1 6 and the spindle nut side Jacobausformung 17 are each configured flat. In principle, however, it is also sufficient for the realization of such a vertex ⁇ . that only one of the two formations 16. 1 7 is configured flat.
  • FIG. 3 shows that a plurality of guide tube side molds 16 and a plurality of spindle nut side counter-formations 17 are provided. All versions of a single guide tube side molding 16 and a single spindle nut side Jacobausformung 1 7 apply to the plurality of molds 16, 17 accordingly.
  • both the guide tube side formations and the spindle nut side Jacobausformept 17 are spaced apart by an angle of 120 °.
  • the design of the spindle nut 9 comes in the illustrated and so far preferred exemplary embodiment very special importance. It is essential first that the spindle nut 9 in the spindle nut tube 14, here and preferably at one end of the spindle nut tube 14, is arranged. This ensures that the spindle drive can be moved apart as far as physically possible. 014 054374
  • Fig. 3 further shows that here and preferably the radially projecting through the opening 20 part 9a of the spindle nut 9 extends laterally, ie perpendicular to a radial direction, beyond the edge 20a of the opening 20 addition.
  • the spindle nut 9 as a plastic injection-molded part and by inserting the spindle nut 9 together with the spindle-shaped counter-formation 1 7 for preventing rotation in or on the spindle nut tube 14 in the plastic injection molding process. is injected. It is conceivable in this connection that the spiral nut utterrohr 14 is inserted into an injection mold and that the spindle nut 9 is produced together with the spindle nut side G egen fo rm u ng 1 7 in a single injection molding.
  • the spindle nut 9 is injection-molded on the one hand from a first plastic material and the at least one counter-shaping 1 7 on the spindle nut side, on the other hand, is injection-molded from a second plastic material.
  • the second body is preferably softer than the first plastic material in order to improve the damping properties of the interaction of the two formations 16, 17.
  • the guide tube 15 is configured in a particularly preferred embodiment of plastic. This is possible in particular by the fact that a considerable part of the torsional moments can be supported by a radial force component by the wedge-like interaction of the mutually associated formations 16, 17.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Spindelantrieb für ein Verstellelement (1) eines Kraftfahrzeugs, wobei eine Antriebseinheit (2) und ein der Antriebseinheit (2) antriebstechnisch nachgeschaltetes Spindel-Spindelmuttergetriebe (3) zur Erzeugung linearer Antriebsbewegungen vorgesehen sind, wobei das Spindel-Spindelmuttergetriebe (3) eine Spindel (8) und eine mit der Spindel kämmende Spindelmutter (9) aufweist, wobei der Spindelantrieb zwei Antriebsabschnitte (10, 11) aufweist, die bei einer motorischen Verstellung teleskopartig ineinanderlaufen, wobei die Spindel (8) dem einen Antriebsabschnitt (10) und die Spindelmutter (9) dem anderen Antriebsabschnitt (11) zugeordnet ist, wobei die beiden Antriebsabschnitte (10, 11) im Sinne einer Verdrehsicherung drehmomentübertragend gekoppelt sind. Es wird vorgeschlagen, dass bei der motorischen Verstellung die Spindelmutter (9) entlang der Spindelachse (7) innerhalb eines Führungsrohrs (15) des spindelseitigen Antriebsabschnitts (10) läuft und gegenüber dem Führungsrohr (15) verdrehgesichert ist, dass im Querschnitt gesehen mindestens eine Ausformung (16) innerhalb des Führungsrohrs (15) mit einer zugeordneten Gegenausformung (17) im Bereich der Spindelmutter (9) für die Verdrehsicherung drehmomentübertragend in Eingriff steht oder bringbar ist und die beiden einander zugeordneten Ausformungen (16, 17) für diese Drehmomentübertragung keilartig unter Ausbildung einer radialen Kraftkomponente zusammenwirken.

Description

Spindelantrieb für ein Verstellelement eines Kraftfahrzeugs
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Spindelantrieb für ein Verstellelement eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 sowie einen entsprechenden Spindelantrieb gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 1 .
Der Begriff„Verstellelement'1 ist vorliegend weit zu verstehen. Er umfasst beispielsweise eine Heckklappe, einen Heckdeckel, eine Motorhaube, eine Seitentür, eine Laderaumklappe, ein Hubdach o. dgl. eines Kraftfahrzeugs. Im Folgenden steht der Anwendungsbereich der motorischen Verstellung einer Heckklappe eines Kraftfahrzeugs im Vordergrund. Dies ist nicht beschränkend zu verstehen.
Im Rahmen der motorischen Betätigung von Heckklappen haben sich in den letzten Jahren Spindelantriebe bewährt. Vorliegend stehen eine hohe Kompaktheit sowie ein geringes Gewicht im Vordergrund.
Der bekannte Spindelantrieb (DE 20 2005 000 559 U 1 ). von dem die Erfindung ausgeht, weist in üblicher Weise zwei Antriebsabschnitte auf. von denen der eine Antriebsabschnitt einer Spindel und der andere Antriebsabschnitt einer mit der Spindel kämmenden Spindelmutter zugeordnet ist.
Den beiden Antriebsabschnitten ist jeweils ein Anschluss zum Ausleiten der linearen Antriebsbewegungen zugeordnet. Um die Anschlüsse nicht auf eine Drehung um die geometrische Spindelachse zu belasten, sind die beiden Antriebsabschnitte gegeneinander verdrehgesichert.
Die Spindelmutter ist bei dem bekannten Spindelantrieb über ein Spindelmuttcr- rohr mit dem spindelmutterseitigen Anschluss verbunden. Von dem spindelmutterseitigen Anschluss erstreckt sich ein äußeres Gehäuserohr in Richtung des spindelscitigen Anschlusses. Vom spindelseitigen Anschluss ausgehend erstreckt sich wiederum ein Gehäuserohr in Richtung des spindelmutterseitigen Anschlusses, derart dass das spindelseitige Gehäuserohr in dem spindelmutterseitigen Gehäuserohr läuft.
Die Verdrehsicherung ist bei dem bekannten Spindelantrieb in das aus den beiden Gehäuserohren bestehende Gehäuse integriert. Im Einzelnen sind die beiden Gehäuserohre zur Verdrehsicherung drehmomentübertragend miteinander gekoppelt. Dies erfolgt beispielsweise durch eine Nut- Feder-Kopplung.
Nachteilig bei dem bekannten Spindelantrieb ist die Tatsache, dass eine gewichtsreduzierende Auslegung des Gehäuses durch die mit der Verdrehsicherung verbundenen Belastungen nur in engen Grenzen möglich ist.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, den bekannten Spindelantrieb derart auszugestalten und weiterzubilden, dass die das Gehäuse betreffenden konstruktiven Beschränkungen reduziert werden, ohne dass der Funktionsumfang des Spindeiantriebs beeinträchtigt ird.
Das obige Problem wird bei einem Spindelantrieb gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils von Anspruch 1 gelöst.
Wesentlich ist zunächst einmal strukturell, dass ein dem spindelseitigen Antriebsabschnitt zugeordnetes Führungsrohr vorgesehen ist, in dem die Spindelmutter zusammen mit dem Spindelmutterrohr geführt ist.
Wesentlich ist weiter, dass der Eingriff zwischen der Spindelmutter bzw. dem Spindel mutterrohr und dem Führungsrohr genutzt wird, um die oben angesprochene Verdrehsicherung zwischen den beiden Antriebsabschnitten zu gewährleisten. Hierfür ist im Querschnitt gesehen mindestens eine Ausformung im Innenbereich des Führungsrohrs mit einer zugeordneten Gegenausformung im Außenbereich der Spindelmutter und/oder des Spindelmutterrohres vorgesehen.
Durch die vorschlagsgemäße Verlagerung der Verdrehsicherung nach innen muss die Verdrehsicherung vergleichsweise hohe Kräfte aufbringen. Bei einer Nut-Feder-Verbindung würde dies zu entsprechend hohen Scherkräften quer zu der Erstreckung der Nut führen. Hier setzt ein dritter Aspekt der vorschlagsgemäßen Lösung ein. Im Einzelnen ist es nämlich so, dass die beiden einander zugeordneten Ausformungen für die verdrehsichernde Drehmomentübertragung keilartig unter Ausbildung einer radialen Kraftkomponente zusammenwirken. Dies bedeutet, dass die Verdrehsicherung auf eine Abstützung von Verdrehmo- menten über Keilflächen zurückgeht. Scherkräfte, die im Extremfall zu einem Zerstören einer ut-Feder- Verbindung führen könnten, treten mit der vorschlagsgemäßen Lösung überhaupt nicht oder nur geringfügig auf. Die für die Abstützung erforderlichen Kr fte werden zumindest zu einem nennenswerten Teil über die Keil flächen in radiale Kräfte„umgeleitet".
Der Begri ff „keilartiges Zusammenwirken"" ist vorliegend weit zu verstehen. Damit ist gemeint, dass die Abstützung der Verdrehmomente über eine irgendwie geartete Fläche erfolgt, die zumindest einen Teil der Abstützung basierend auf einer radialen Kraftkomponente umsetzt. Bei dieser Fläche handelt es sich im weitesten Sinne um eine Keil fläche, soweit eine entsprechende Kraftumleitung keilartig in obigem Sinne vorgenommen wird.
Es darf darauf hingewiesen werden, dass die Begriffe„radial" und„tangential" stets auf die geometrische Spindelachse bezogen sind. Mit dem Begriff "Querschnitt" ist vorliegend stets der Querschnitt quer zu der Spindelachse gemeint.
Bei der besonders bevorzugten Ausgestaltung gemäß Anspruch 3 ist durch die zueinander komplementäre Ausgestaltung der führungsrohrseitigen Ausformung und der zugeordneten spindelmutterseitigen Gegenausformung ein formschlüssiges Ineinandergreifen der beiden Aus formungen erreicht worden, was zu einer besonders gleichmäßigen Kräfteverteilung bei der Abstützung von Verdrehmo- menten führt.
Bei der weiter bevorzugten Ausgestaltung gemäß Anspruch 4 sind die in Rede stehenden Ausformungen zumindest zum Teil gebogen ausgestaltet. Damit lassen sich ungewünschte Kerbwirkungen mit geringem Aufwand reduzieren.
In einer bevorzugten Variante ist erkannt worden, dass gerade radiale Kraftkomponenten mit konstruktiv einfachen Mitteln aufgenommen werden können, so dass die Anordnung ohne weiteres auf flache Keilwinkel ausgelegt werden kann (Anspruch 5).
Bei der besonders bevorzugten Ausgestaltung gemäß Anspruch 8 lässt sich ein außerordentlich stabiler struktureller Aufbau dadurch realisieren, dass die Ausformungen im Querschnitt gesehen geschlossene Konturen bilden. Durch die oben angesprochenen, flachen Keilwinkel ist der Platzbedarf für die Verdrehsi- cherung in radialer Richtung gering, so dass auf radiale Durchbrüche insbesondere im Führungsrohr verzichtet werden kann.
Nach einer weiteren Lehre gemäß Anspruch 1 1, der eigenständige Bedeutung zukommt, ist die Spindelmutter als Kun sts to ff- S pr i tzg i e ßte i 1 ausgestaltet, wobei die Spindelmutter zusammen mit der spindelmutterseitigen Aus formung für die Verdrehsicherung in bzw. an das Spindeimutterrohr im Kunststoff-Spritzgießverfahren ein- bzw. angespritzt ist. Auf das keilartige Zusammenwirken zwischen den in Rede stehenden Ausformungen kommt es hier nicht notwendigerweise an.
Interessant bei der weiteren Lehre ist vielmehr, dass sich die Spindelmutter zusammen mit der spindelmutterseitigen Ausformung auf besonders einfache Weise herstellen lässt. Besonders hervorzuheben ist in diesem Zusammenhang die Tatsache, dass ein .Montageschritt für die Spindelmutter bzw. die Spindel muttersei tige Ausformung komplett wegfallt. Im Übrigen darf auf die Ausführungen zu dem Spindelantrieb gemäß der ersten Lehre verwiesen werden.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert.
In der Zeichnung zeigt
Fig. 1 in einer schematischen Seitenansicht das Heck eines Kraftfahrzeugs mit einem vorschlagsgemäßen Spindelantrieb,
Fig. 2 den vorschlagsgemäßen Spindelantrieb gemäß Fig. 1 a) im zusammengebauten Zustand und b) im teilweise demontierten Zustand und
Fig. 3 den Spindelantrieb gemäß Fig. 2a) in einer Schnittansicht entlang der Schnittlinie III-III.
Der in der Zeichnung dargestellte Spindelantrieb dient der motorischen Verstellung eines als Heckklappe ausgestalteten Verstellelements 1 eines Kraftfahrzeugs. Andere Anwendungsbereiche des vorschlagsgemäßen Spindelantriebs sind denkbar, wie weiter unten im Einzelnen erläutert wird. Der Spindelantrieb ist in üblicher Weise mit einer Antriebseinheit 2 und einem der Antriebseinheit 2 antriebstechnisch nachgeschalteten Spindel-Spindelmutter- Getriebe 3 zur Erzeugung linearer Antriebsbewegungen ausgestattet. Dabei weist die Antriebseinheit 2 ein hier und vorzugsweise rohrförmiges und insbesondere einstückiges Antriebseinheitsgehäuse und darin einen Antriebsmotor 5 sowie ein dem Antriebsmotor 5 antriebstechnisch nachgeschaltetes Z isehengetriebe 6 auf. Je nach Ausgestaltung des Antriebsmotors kann auf ein Zwischengetriebe 6 auch verzichtet werden.
Eine besonders schlanke Ausgestaltung ergibt sich dadurch, dass die Antriebseinheit 2 und das Spindel-Spindelmuttergetriebe 3 auf der geometrischen Spindelachse 7 hintereinander angeordnet sind.
Es darf an dieser Stelle nochmals darauf hingewiesen werden, dass die Begriffe „radial" und„tangential" stets auf die geometrische Spindelachse 7 des Spindel- Spindelmuttergetriebes 3 bezogen ist. Im Sinne einer übersichtlichen Darstellung wird im Folgenden auf entsprechende ausdrückliche Hinweise verzichtet.
Das Spindel-Spindelmuttergetriebe 3 ist in üblicher Weise mit einer Spindel 8 und einer Spindel mutter 9 ausgestattet, wobei die Spindelmutter 9 in kämmendem Eingriff mit der Spindel 8 steht.
Der Spindelantrieb weist zwei Antriebsabschnitte 10, 1 1 auf, die bei einer motorischen Verstellung teleskopartig ineinanderlaufen und gegeneinander verdrehgesichert sind, wobei die Spindel 8 dem Antriebsabschnitt 10 und die Spindelmutter 9 dem Antriebsabschnitt 1 1 zugeordnet ist.
Zum Ausleiten der linearen Antriebsbewegungen sind zwei Anschlüsse 12. 13 vorgesehen, von denen ein Anschluss 12 mit dem spindelseitigen Antriebsabschnitt 1 0 und der andere Anschluss 13 mit dem spindelmutterseitigen Antriebs- abschnitt 1 1 verbunden ist. Fig. 2b) zeigt, dass die Spindelmutter 9 über ein Spindelmutterrohr 14 mit dem spindelmutterseitigen Anschluss 13 verbunden ist.
Wesentlich ist zunächst, dass die Spindelmutter 9 zusammen mit dem Spindel- mutterrohr 14 entlang der geometrischen Spindelachse 7 in einem Führungsrohr 15 des spindelseitigen Antriebsabschnitts 1 0 geführt ist, wobei zwischen Spindelmutter 9 bzw. Spindel mutterrohr 14 und Führungsrohr 1 5 eine Verdrehsicherung realisiert ist. Im Einzelnen steht im Querschnitt quer zu der geometrischen Spindelachse 7 gesehen mindestens eine Ausformung 1 6 im Innenbereich des Führungsrohrs 15 mit einer zugeordneten Gegenausformung 1 7 im Außenbereich der Spindelmutter 9 und hier und vorzugsweise auch des Spindelmutterrohres 14 zur Verdrehsicherung drehmomentübertragend in Eingriff. Letztlich bilden die Aus formung 16 und die Gegenausformung 1 7 einen Formschluss, auf den die Verdrehsicherung zurückgeht. Hier und vorzugsweise sind mehrere Ausformungen 16 und Gegenaus formungen 1 7 vorgesehen, wie noch erläutert wird.
Von besonderer Bedeutung ist zunächst die Tatsache, dass im Querschnitt gesehen jeweils zwei einander zugeordnete Aus formungen 16, 17 für die obige Drehmomentübertragung keilartig und unter Ausbildung einer radialen Kraft- komponente zusammenwirken. Es wurde schon darauf hingewiesen, dass mit „keilartig" gemeint ist, dass eine radiale Kraftkomponente an der Abstützung eventueller Verdrehmomente beteiligt ist. Hierfür sind die Ausformungen 16, 1 7 so ausgestaltet, dass sich eine Keilfläche und im Ergebnis ein keilartiges Zusammenwirken ergibt. Dies lässt sich am besten der Schnittdarstellung gemäß Fig. 3 entnehmen.
Das vorschlagsgemäße, keilartige Zusammenwirken der jeweils zugeordneten Ausformungen 1 6, 17 fuhrt ie weiter oben erläutert, zu einer besonders kompakten und gleichzeitig zu einer v erschleißarmen Beanspruchung durch die nur geringen, auf die Ausformungen 16. 1 7 wirkenden Scherspannungen in tangentialer Richtung.
Fig. 3 zeigt für die Ausformungen 1 6. 1 7 die jeweiligen Keil flächen 1 8, 19. Hier ird deutlich, dass es sich hier nicht um eine ideale Keilanordnung mit ideal flachen Keil flächen 18, 19 handelt. Vielmehr geht es vorliegend darum, dass sich aus der Geometrie der Anordnung ein vorsc h 1 agsgemäßes . keilartiges Zusammenwirken zwischen den Ausformungen 1 6, 1 7 ergibt. Ferner wird hier deutlich, dass aufgrund der Symmetrie der Ausformungen 16, 17 die Verdrehsicherung in beiden Verdrehrichtungen wirkt. T EP2014/054374
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Für eine Verdrehung des spindelseitigen Antriebsabschnitts 10 gegenüber dem spindelmutterseitigen Antriebsabschnitt 1 1 in Fig. 3 links herum kommt ein Teil 16a der Ausformung 16 in Eingriff mit einem Teil 1 7a der Gegenaus formung 17. Es lässt sich der Darstellung gemäß Fig. 3 entnehmen, dass hierbei nicht nur tangentiale Abstützkräfte F.. sondern auch radiale Abstützkräfte Fr entstehen. Die Darstellun gemäß Fig. 3 ist auch insoweit interessant, als die führungsrohrseiti- ge Ausformung 16 und die zugeordnete spindelmutterseitige Gegen aus forrnung 17 zueinander komplementär ausgestaltet sind, so dass die beiden Ausformungen 16, 17 im Wesentlichen fonnschlüssig ineinandergreifen. Bei dem in Fig. 3 dargestellten und insoweit bevorzugten Ausführungsbeispiel sind im Querschnitt gesehen die von den zugeordneten Aus formungen 16, 1 7 gebildeten Konturen zumindest abschnittsweise sehr ähnlich geformt.
Im Einzelnen ist es hier und vorzugsweise so, dass die führungsrohrseitige Ausformung 16 konvex ausgestaltet ist und dass entsprechend die spindelmutterseitige Gegenausformung 17 konkav ausgestaltet ist. Diese Anordnung ist insbesondere im Hinblick auf die begrenzte Wandstärke des Führuugsrohrs 15 vorteilhaft. Grundsätzlich kann es aber auch vorgesehen sein, dass die führungsrohrseitige Ausformung 16 konkav ausgestaltet ist und dass entsprechend die spindelmutterseitige Gegenaus forrnung 17 konvex ausgestaltet ist. Die Begriffe "konvex" und "konkav" sind weit zu verstehen und sind entsprechend nicht auf gebogenen Verlauf beschränkt.
Von besonderem Vorteil ist bei dem in Fig. 3 dargestellten Aus fü hru ngs bei sp i e 1 weiter die Tatsache, dass im Querschnitt gesehen die führungsrohrseitige Ausformung 16 und die spindelmutterseitige Gegenausformung 17 jeweils zum Teil gebogen ausgestaltet sind. Damit lassen sich Kerbwirkungen wie oben angesprochen weitgehend reduzieren. Grundsätzlich ist es auch denkbar, dass nur eine der beiden Au fbrmungen 16, 17 entsprechend gebogen ausgestaltet ist.
Vorschlagsgemäß wirken die beiden einander zugeordneten Ausformungen 16, 17 keilartig, also über die Keilschrägen 1 8, 19, die eine Keilwinkel u bilden, zusammen. Vorzugsweise liegt im Querschnitt gesehen der resultierende Keilwinkel α unter 50° und vorzugsweise unter 45°. Im Einzelnen liegt der Keilwinkel α vorzugsweise in einem Bereich zwischen 30" und 35°. Diese geringen Keil winkel lassen sich dadurch realisieren, dass die führungsrohrseitige Ausfor- 054374
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mung 1 6 und die spindelmutterseitige Gegenausformung 17 jeweils flach ausgestaltet sind. Grundsätzlich reicht es für die Realisierung eines solchen Keilvv in- kels α aber auch aus. dass nur eine der beiden Ausformungen 16. 1 7 flach ausgestaltet ist.
Vorliegend ist fast durchgehend von lediglich einer führungsrohrseitigen Ausformung 16 und lediglich einer spindelmutterseitigen Gegenausformung 17 die Rede. Fig. 3 zeigt allerdings, dass mehrere führungsrohrseitige Ausformungen 16 und mehrere spindelmutterseitige Gegenausformungen 17 vorgesehen sind. Alle Ausführungen zu einer einzigen führungsrohrseitigen Ausformung 16 und einer einzigen spindelmutterseitigen Gegenausformung 1 7 gelten für die mehreren Ausformungen 16, 17 entsprechend.
Um eine gleichmäßige Kräfteverteilung zu erzielen, ist es in einer bevorzugten Au f uhrungsfonn so, dass die führungsrohrseitigen Ausformungen 16 und die spindelmutterseitigen G egenaus formungen 1 7 gleichmäßig um die geometrische Spindelachse 7 verteilt angeordnet sind. Entsprechend sind sowohl die führungsrohrseitigen Ausformungen als auch die spindelmutterseitigen Gegenausformungen 17 um einen Winkel von 120° voneinander beabstandet.
Durch das keilartige Zusammenwirken der Aus formungen 16, 17 kann auf Durchbrüche im Führungsrohr 1 5 ohne weiteres verzichtet werden. Entsprechend bilden die Aus formungen 16, 1 7 im Querschnitt gesehen eine geschlossene Kontur. In besonders bevorzugter Ausgestaltung ist es hier und vorzugsweise so, dass im Querschnitt gesehen die fü h ru ng ro hrs e i t i ge Ausformung 16 und die spindelmutterseitige Gegenausformung 17 Bestandteil einer umlaufenden, geschlossenen Kontur sind. Grundsätzlich kann dies auch nur für eine der beiden Ausformungen 16, 17 gelten.
Der Ausgestaltung der Spindelmutter 9 kommt bei dem dargestellten und insoweit bevorzugten Ausfuhrungsbeispiel ganz besondere Bedeutung zu. Wesentlich ist zunächst, dass die Spindelmutter 9 in dem Spindelmutterrohr 14, hier und vorzugsweise an einem Ende des Spindelmutterrohrs 14, angeordnet ist. Damit wird gewährleistet, dass der Spindelantrieb soweit wie physikalisch möglich auseinandergefahren werden kann. 014 054374
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Interessant ist nun die Tatsache, dass die Spindelmutter 9 durch mindestens eine Öffnung 20 im Spindelmutterrohr 14 radial hindurchragt und dass der hindurchragende Teil 9a der Spindelmutter 9 zumindest einen Teil der spindelmutterseiti- gen Gegen aus form ung 17 für die Verdrehsicherang bereitstellt. Fig. 3 zeigt weiter, dass hier und vorzugsweise der radial durch die Öffnung 20 hindurchragende Teil 9a der Spindelmutter 9 sich seitlich, also senkrecht zu einer radialen Richtung, über den Rand 20a der Öffnung 20 hinaus erstreckt. Dies iässt sich am besten dadurch realisieren, dass die Spindelmutter 9 als Kunststoff-Spritzgießteil ausgestaltet ist und dass die Spindelmutter 9 zusammen mit der spindelmuttersei- tigen Gegenausformung 1 7 für die Verdrehsicherung in bzw. an das Spindelmutterrohr 14 im Kunststoff-Spritzgießverfahren ein- bzw. angespritzt ist. Denkbar ist in diesem Zusammenhang, dass das S pi ndelm utterrohr 14 in eine Spritzgießform eingelegt wird und dass die Spindelmutter 9 zusammen mit der spindelmut- terseitigen G egen a u s fo rm u ng 1 7 in einem einzigen Spritzgießvorgang hergestellt wird.
Denkbar ist in diesem Zusammenhang auch, dass die Spindelmutter 9 einerseits aus einem ersten Kunststoffmaterial gespritzt und die mindestens eine spindel- mutterseitige Gegenausformung 1 7 andererseits aus einem zweiten Kunststoffmaterial gespritzt ist. Dabei ist das zweite K un s ts to f fma t er i a I vorzugsweise weicher als das erste Kunststoffmateriai, um die Dämpfungseigenschaften des Zusammenwirkens der beiden Ausformungen 16, 17 zu verbessern.
Ein obiger Spindelantrieb mit wie besclirieben. im Kunststoff-Spritzgießverfahren hergestellter, im Spindeimutterrohr 14 angeordneter Spindelmutter 9 ist Gegenstand einer weiteren Lehre, der eigenständige Bedeutung zukommt. Auf die Realisierung eines keilartigen Zusammenwirkens der Ausformungen 16, 17 kommt es nach dieser weiteren Lehre nicht unbedingt an. Im Übrigen darf au alle obigen Ausführungen zu der ersten Lehre verwiesen werden.
Schließlich darf darauf hingewiesen werden, dass das Führungsrohr 15 in besonders bevorzugter Ausgestaltung aus Kunststoff ausgestaltet ist. Dies ist vor allem dadurch möglich, dass durch das keilartige Zusammenwirken der einander zugeordneten Ausformungen 16, 17 ein beträchtlicher Teil der Verdrehmomente durch eine radiale Kraftkomponente abgestützt werden können.

Claims

Patentansprüche
1. Spindelantrieb für ein Verstellelement (1) eines Kraftfahrzeugs, wobei eine Antriebseinheit (2) und ein der Antriebseinheit (2) antriebstechnisch nachgeschaltetes Spindel- Spin delmuttergetriebe (3) zur Erzeugung linearer Antriebsbewegunge vorgesehen sind, wobei das Spindel- Spindelmuttergetriebe (3) eine Spindel (8) und eine mit der Spindel kämmende Spindelmutter (9) aufweist, wobei der Spindelantrieb zwei Antriebsabschnitte (10, 1 1) aufweist, die bei einer motorischen Verstellung teleskopartig ineinanderlaufen, wobei die Spindel (8) dem einen Antriebsabschnitt (10) und die Spindelmutier (9) dem anderen Antriebsabschnitt (11) zugeordnet ist,
wobei die beiden Antriebsabschnitte (10, 1 1) im Sinne einer Verdrehsieherung drehomentübertragend gekoppelt sind,
dadurch gekennzeichnet,
dass bei der motorischen Verstellung die Spindelmutter (9) entlang der Spindelachse (7) innerhalb eines Führungsrohrs (15) des spindeiseitigen Antriebsabschnitts ( 10) läuft und gegenüber dem Führungsrohr (15) verdrehgesichert ist, dass im Querschnitt gesehen mindestens eine Ausformung (16) innerhalb des Führungsrohrs (15) mit einer zugeordneten Gegenausformung (17) im Bereich der Spindelmutter (9) für die Verdrehsicherung dreh mo mentü bertrage nd in Eingriff steht oder bringbar ist und die beiden einander zugeordneten Ausformungen (16, 17) für diese Drehmomentübertragung keilartig unter Ausbildung einer radialen Kraftkomponente zusammenwirken.
2. Spindelantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdrehsicherung und der entsprechende drehmomentübertragende Eingriff in beiden Verdrehrichtungen vorgesehen ist.
3. Spindelantrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Querschnitt gesehen die führungsrohrseitige Ausformung (16) oder die spindel- mutterseitige G egenaus formung (17) konvex ausgestaltet ist und dass entsprechend die spindelmutterseitige Gegenausformung (17) oder die führungsrohrseitige Ausformung (16) konkav ausgestaltet ist. - I I -
4. Spindelantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Querschnitt gesehen die führungsrohrseitige Aus formung (16) und/oder die spindelmutterseitige Gegenausformung (17) zumindest zum Teil gebogen ausgestaltet ist bzw. sind.
5. Spindelantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Querschnitt gesehen die führungsrohrseitigen Ausformungen (16) und/oder die spindelmutterseitigen Gegenausformungeri ( 1 7) derart flach ausgestaltet sind, dass der resultierende eilwinkel unter 50°, vorzugsweise unter 45°, liegt.
6. Spindelantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere führungsrohrseitige Ausformungen ( 16) und mehrere spindelmutterseitige Ausformungen (17) vorgesehen sind.
7. Spindelantrieb nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die führungsrohrseitigen Ausformungen (16) und/oder die spindelmutterseitigen Gegen- ausfomiungen (17) gleichmäßig um die Spindelachse (7) verteilt angeordnet sind.
8. Spindelantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Querschnitt gesehen die führungsrohrseitige Ausformung ( 16) und/oder die spindelmutterseitige Gegenausformung (17) geschlossen ist bzw. sind, vorzugsweise, dass im Querschnitt gesehen die führungsrohrseitige Ausformung (1 ) und/oder die spindelmutterseitige Gegenausformung Bestandteil einer umlaufenden, geschlossenen Kontur ist bzw. sind.
9. Spindelantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Anschlüsse ( 12, 13 ) zum Ausleiten der linearen Antriebsbewegungen vorgesehen sind, dass ein Anschluss ( 12 ) mit dem spindelseitigen An- triebsabschnitt (10) und der andere Anschluss ( 13) mit dem spindelmutterseitigen Antriebsabschnitt (1 1 ) verbunden ist, dass die Spindelmutter (9) über ein Spi ndelmuttcrrohr ( 14) mit dem spindelmutterseitigen Anschluss ( 12 ) verbunden ist und dass das Spmdelmutterrohr ( 14) zumindest zum Teil in dem Führungsrohr ( 15 ) des spindelseitigen Antriebsabschnitts (10) läuft, vorzugsweise, dass die Spindelmutter (9) in dem Spindelmutterrohr ( 14), vorzugsweise an einem Ende des Spindelmutterrohrs ( 14). angeordnet ist.
10. Spindelantrieb nach einem, der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindelmutter (9) durch mindestens eine Öffnung (20) im Spindelmutterrohr ( 14) radial hindurchragt und dass der hindurchragende Teil der Spindelmutter (9) zumindest einen Teil der spindelmutterseitigen Ausformung (16) für die Verdrehsicherung bereitstellt, vorzugsweise, dass sich der durch die Öffnung (20) hindurchragende Teil der Spindelmutter (9) seitlich über den Rand (20a) der Öffnung (20) hinaus erstreckt.
1 1. Spindelantrieb für ein Verstellelement (1) eines Kraftfahrzeugs, wobei eine Antriebseinheit (2) und ein der Antriebseinheit (2) antriebstechnisch nachgeschaltetes Spindel-Spindelmuttergetriebe (3) zur Erzeugung linearer Antriebsbewegungen vorgesehen sind, wobei das Spindel-Spindelmuttergetriebe (3 ) eine Spindel (8) und eine mit der Spindel kämmende Spindelmutter (9) aufweist, wobei der Spindelantrieb zwei Antriebsabschnitte (10, 1 1) aufweist, die bei einer motorischen Verstellung teleskopartig ineinanderlaufen, wobei die Spindel (8) dem einen Antriebsabschnitt ( 10) und die Spindelmutter (9) dem anderen Antriebsabschnitt ( 1 1 ) zugeordnet ist.
wobei die beiden Antriebsabschnitte (10, 1 1 ) im Sinne einer Verdrehsicherung drehomentübertragend gekoppelt sind,
insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass bei der motorischen Verstellung die Spindel mutter (9) entlang der Spindelachse (7) innerhalb eines Führungsrohrs (15) des spindelseitigen Antriebsabschnitts (10) läuft und gegenüber dem Führungsrohr (15) verdrehgesichert ist, dass im Querschnitt gesehen mindestens eine Ausformung (16) innerhalb des Führungsrohrs ( 5) mit einer zugeordneten Gegena u s onnung (17) im Bereich der Spindelmutter (9) für die Verdrehsicherung drehmomentübeitragend in Eingriff steht oder bringbar ist. dass die Spindel mutter (9) als Kunststoff- Spritzgießteil ausgestaltet ist und dass die Spindel mutter (9) und die spindelmut- — terseitlge Aus formung ( 1 6) für die Verdrehsicherung in bzw. an das Spindelmutterrohr ( 14) im Kunststoff-Spritzgießverfahren ein- bzw. angespritzt sind.
12. Spindelantrieb nach Anspruch 1 1, gekennzeichnet durch den kennzeichnenden Teil eines oder mehrerer der vorhergehenden Ansprüche.
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