WO2022101158A1 - Hohlradanordnung, getriebe, fahrzeugtüraktuator, fahrzeugtür und fahrzeug - Google Patents

Hohlradanordnung, getriebe, fahrzeugtüraktuator, fahrzeugtür und fahrzeug Download PDF

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Definitions

  • Ring gear assembly transmission, vehicle door actuator, vehicle door and vehicle
  • the invention relates to a ring gear arrangement, a transmission with such a ring gear arrangement, a vehicle door actuator with such a transmission, a vehicle door with such a vehicle door actuator and a vehicle with such a vehicle door actuator.
  • One of the objects on which the invention is based is to provide a compact and cost-effective vehicle door actuator which opens and closes a vehicle door by an electric motor.
  • a ring gear arrangement for a transmission of a vehicle door actuator is proposed, wherein the ring gear arrangement has at least one ring gear, the outer contour of which is formed non-round and which is preferably positively and/or non-positively connected along its entire extent in the circumferential direction by a complementary and preferably closed non-round inner contour of a housing part is recorded.
  • the outer contour and the inner contour each have at least one corner.
  • At least one corner be rounded and thus shaped like a corner. This is accompanied by a reduced notch effect, so that high stress peaks are suppressed when stressed by a torque to be supported.
  • the outer contour and the inner contour are also proposed to shape the outer contour and the inner contour as mutually complementary polygonal profiles with at least two such corners, which advantageously, but not necessarily, can be rounded and thus shaped like corners.
  • the outer contour and the inner contour which are joined together in a form-fitting and/or non-positive manner, each form at least one triangle (or monogon) or one polygon profile in the form of a two-corner (or bigon), triangle (or trigon), square ( or tetragons) and so on.
  • these polygon profiles can have equal sides and equal interior angles, i.e. form a so-called regular polygon profile, or alternatively a polygon profile with unequal sides and unequal interior angles, i.e. a so-called irregular polygon profile.
  • the two polygonal profiles that are joined together be shaped as a triangular profile.
  • the triangular profile can be shaped in the form of a P3G profile (or a profile similar to a triangle), the corners of which are rounded and thus shaped like a corner.
  • the P3G profile represents a regular and also standardized polygon profile (cf. DIN 32711).
  • the two polygonal profiles joined together should each be shaped as a square profile.
  • the square profile can be shaped in the form of a P4C profile (or square-like profile), the corners of which are rounded and thus shaped like a corner.
  • the P4C profile also represents a regular polygon profile and also a standardized polygon profile (cf. DIN 32712).
  • the ring gear and/or the housing part accommodating the ring gear can be formed from a metallic material and/or non-metallic material, in particular a plastic.
  • the polygonal out-of-round connections described above are very space-saving, so that they promote compactness of an actuator.
  • the aforementioned P3G profile and the aforementioned P4C profile also have in common that they are self-centering and smooth-running. In addition, they have a very low notch effect in common, so that high stress peaks when stressed by a torque to be supported are suppressed.
  • the transmission can be in the form of a planetary transmission, for example in the form of a multi-stage planetary transmission, in order to be able to achieve a correspondingly desired torque amplification even with a very limited and available installation space.
  • a vehicle door actuator with such a transmission is proposed and protected (cf. claim 12), which is provided for pivoting a vehicle door and/or tailgate of a vehicle about a pivot point of a hinge.
  • a vehicle door with such a vehicle door actuator is also proposed and protected (cf. claim 13).
  • a vehicle door is to be understood as meaning a front or rear door or also a tailgate of a vehicle.
  • a vehicle with such a vehicle door actuator is proposed and protected (cf. claim 14).
  • a vehicle is to be understood as meaning any type of vehicle that is operated either by an internal combustion engine and/or by an electric motor, but in particular passenger cars and/or commercial vehicles.
  • Fig. 2 shows the ring gear assembly shown in Fig. 1 in a second sectional view
  • FIG. 3 shows the ring gear arrangement shown in FIG. 1 in a perspective representation.
  • the proposed ring gear arrangement 2 is provided for a transmission, in particular a multi-stage transmission of a vehicle door actuator for electromotive pivoting of a vehicle door and/or a tailgate of a vehicle about a pivot point of a hinge.
  • a ring gear 6 is inserted in a form-fitting manner in a tubular, preferably closed, shaped or constructed housing part 4, for example in the form of a deep-drawn housing - e.g. made of steel or plastic - with an outer contour of the ring gear 6 being form-fitting along its entire extent in the circumferential direction interacts with a preferably closed peripheral inner contour of the housing part 4 .
  • the outer contour and the inner contour are each formed non-round and complementary to each other and each form a so-called.
  • Polygonal profile in the form of a so-called P3G profile which represents a triangular profile or a profile similar to a triangle with rounded corners (cf. DIN 32711).
  • the respective polygonal profile can also be designed in the form of a so-called P4C profile, which represents a square profile or a profile similar to a square, the corners of which are rounded (cf. DIN 32712).
  • the respective polygonal profile can have sides of equal or unequal length and thus equal or unequal internal angles, depending on the available installation space between the vehicle door and an associated vehicle pillar and/or another associated vehicle body section, opposite which/which the vehicle door is articulated.
  • the proposed out-of-round connection between the outer contour of the ring gear 6 and the inner contour of the housing part 4 can - depending on the requirement - form a form fit and/or a force fit, depending on whether there is a relative movement in the longitudinal direction between the ring gear 6 and the housing part 4 of the housing part 4 occurs.
  • the ring gear 4 and/or the housing 6 can be made of a metallic material and/or a non-metallic material, for example in the form of a plastic.
  • Fig. 2 illustrates a detail of a three-stage planetary gear, for example, in which three, in particular helical planetary gear sets, which each include such a proposed ring gear 6, are arranged one behind the other.
  • An intermediate carrier 8 can be seen between the ring gears 6, which in turn - in analogy to the two ring gears 6 - is shaped non-round and pushed positively into the housing 4 - and is rotated relative to the housing part 4 and is stationary - and on which a Rolling or plain bearings supported.
  • the vehicle door actuator i.e. whether it is arranged on the vehicle door or the tailgate or alternatively on an assigned vehicle pillar and/or another assigned body section, this moves with the vehicle door/tailgate or relatively when the vehicle door/tailgate is pivoted to.
  • the vehicle door actuator can form a hinge section on the vehicle door side or tailgate side or also on the vehicle pillar side or on the body side.
  • the vehicle door actuator does not represent a hinge section, but merely a drive unit which as such enables said pivoting in addition to a separate hinge.
  • a vehicle pillar is to be understood in particular as an A, B or C pillar of a vehicle.
  • Such a pillar can also be understood to mean that section of a vehicle body in relation to which a tailgate is articulated.

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Abstract

Es wird eine Hohlradanordnung (2) für ein Getriebe eines Fahrzeugtüraktuators vorgeschlagen, umfassend mindestens ein Hohlrad (6), dessen Außenkontur unrund ausgeformt ist und welche entlang ihrer ganzen Erstreckung in Umfangsrichtung von einer dazu komplementär unrund ausgeformten Innenkontur eines Gehäuseteils (4) formschlüssig und/oder kraftschlüssig aufgenommen ist. Die Außenkontur und die Innenkontur weisen dabei jeweils mindestens eine Ecke auf. Es werden ferner ein Getriebe für einen solchen Fahrzeugtüraktuator, ein Fahrzeugtüraktuator, eine Fahrzeugtür sowie ein Fahrzeug vorgeschlagen.

Description

Beschreibung
Hohlradanordnung, Getriebe, Fahrzeugtüraktuator, Fahrzeugtür und Fahrzeug
Die Erfindung betrifft eine Hohlradanordnung, ein Getriebe mit einer solchen Hohlradanordnung, einen Fahrzeugtüraktuator mit einem solchen Getriebe, eine Fahrzeugtür mit einem solchen Fahrzeugtüraktuator sowie ein Fahrzeug mit einem solchen Fahrzeugtüraktuator.
Eine der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe ist es, einen kompakten und kostengünstigen Fahrzeugtüraktuator bereitzustellen, der eine Fahrzeugtür elektromotorisch öffnet und schließt.
Diese Aufgabe wird durch eine gemäß Anspruch 1 vorgeschlagene und unter Schutz gestellte Hohlradanordnung gelöst.
Es wird eine Hohlradanordnung für ein Getriebe eines Fahrzeugtüraktuators vorgeschlagen, wobei die Hohlradanordnung mindestens ein Hohlrad aufweist, dessen Außenkontur unrund ausgeformt ist und welche vorzugsweise entlang ihrer ganzen Erstreckung in Umfangsrichtung von einer dazu komplementär und vorzugsweise geschlossen unrund ausgeformten Innenkontur eines Gehäuseteils formschlüssig und/oder kraftschlüssig aufgenommen ist. Die Außenkontur und die Innenkontur weisen dabei jeweils mindestens eine Ecke auf.
Dabei wird vorgeschlagen, die mindestens eine Ecke gerundet und somit eckähnlich auszuformen. Damit einher geht eine verminderte Kerbwirkung, so dass hohe Spannungsspitzen bei Beanspruchung durch ein abzustützendes Drehmoment unterbunden werden.
Es wird ferner vorgeschlagen, die Außenkontur und die Innenkontur als zueinander komplementäre Polygonprofile mit mindestens zwei solchen Ecken auszuformen, die dabei vorteilhafterweise, aber nicht zwingenderweise, gerundet und somit eckähnlich ausgeformt sein können. Demnach bilden die Außenkontur und die Innenkontur, die miteinander formschlüssig und/oder kraftschlüssig gefügt sind, jeweils mindestens ein Eineck (bzw. Monogon) oder jeweils ein Polygonprofil in Gestalt eines Zweiecks (bzw. Bigons), Dreiecks (bzw. Trigons), Vierecks (bzw.Tetragons) und so weiter.
Zudem können diese Polygonprofile gleiche Seiten und gleiche Innenwinkel aufweisen, d.h. ein sog. regelmäßiges Polygonprofil bilden, oder alternativ dazu ein Polygonprofil mit ungleichen Seiten und ungleichen Innenwinkeln, d.h. ein sog. unregelmäßiges Polygonprofil.
In einer Ausführung wird vorgeschlagen, die beiden miteinander gefügten Polygonprofile jeweils als Dreieckprofil auszuformen. Dabei kann das Dreieckprofil in Gestalt eines P3G-Profils (bzw. dreieckähnlichen Profils) ausgeformt sein, dessen Ecken gerundet und somit eckähnlich ausgeformt sind. Das P3G-Profil stellt dabei ein regelmäßiges und zudem genormtes Polygonprofil dar (vgl. dazu DIN 32711 ).
In einer weiteren, alternativen Ausführung wird vorgeschlagen, die beiden miteinander gefügten Polygonprofile jeweils als Viereckprofil auszuformen. Dabei kann das Viereckprofil in Gestalt eines P4C-Profils (bzw. viereckähnlichen Profils) ausgeformt sein, dessen Ecken gerundet und somit eckähnlich ausgeformt sind. Das P4C-Profil stellt dabei ebenfalls ein regelmäßiges Polygonprofil und zudem genormtes Polygonprofil dar (vgl. dazu DIN 32712).
Allen vorhergehend beschriebenen Unrundverbindungen ist gemein, dass sich mit ihnen hohe Drehmomente übertragen lassen. Zudem liegt ihnen eine einfache Montage zugrunde.
Außerdem lassen sie im Vergleich zu anderen formschlüssigen, kraftschlüssigen und/oder stoffschlüssigen Verbindungen vorteilhafterweise ungleiche Materialpaarungen zu. Somit kann/können das Hohlrad und/oder das Hohlrad aufnehmende Gehäuseteil aus einem metallischen Material und/oder nichtmetallischen Material, insbesondere einem Kunststoff ausgebildet sein. Die zuvor beschriebenen polygonalen Unrundverbindungen fallen dabei sehr bauraumsparend aus, so dass sie eine Kompaktheit eines Aktuators begünstigen.
Dem besagten P3G-Profil sowie dem besagten P4C-Profil ist ferner gemein, dass sie selbstzentrierend und laufruhig sind. Zudem ist ihnen eine sehr geringe Kerbwirkung gemein, so dass hohe Spannungsspitzen bei Beanspruchung durch ein abzustützendes Drehmoment unterbunden werden.
Es wird ferner ein Getriebe für einen Fahrzeugtüraktuator mit der zuvor beschriebenen Hohlradanordnung vorgeschlagen und unter Schutz gestellt (vgl. Anspruch 9).
Dabei kann das Getriebe in Gestalt eines Planetengetriebes, etwa in Gestalt eines mehrstufigen Planetengetriebes ausgebildet sein, um selbst bei einem stark eingeschränkten und zur Verfügung stehenden Bauraum eine entsprechend gewünschte Drehmomentverstärkung erzielen zu können.
Des Weiteren wird ein Fahrzeugtüraktuator mit einem solchen Getriebe vorgeschlagen und unter Schutz gestellt (vgl. Anspruch 12), welcher zur Verschwenkung einer Fahrzeugtür und/oder Heckklappe eines Fahrzeugs um einen Drehpunkt eines Scharniers vorgesehen ist.
Es wird ferner eine Fahrzeugtür mit einem solchen Fahrzeugtüraktuator vorgeschlagen und unter Schutz gestellt (vgl. Anspruch 13).
Unter einer Fahrzeugtür ist dabei eine Front- oder Hecktür oder auch eine Heckklappe eines Fahrzeugs zu verstehen.
Zudem wird ein Fahrzeug mit einem solchen Fahrzeugtüraktuator vorgeschlagen und unter Schutz gestellt (vgl. Anspruch 14). Unter einem Fahrzeug ist dabei jede Art von Fahrzeug zu verstehen, welches entweder verbrennungsmotorisch und/oder elektromotorisch betrieben wird, insbesondere aber Personenkraftwagen und/oder Nutzfahrzeuge.
Im Weiteren wird die Erfindung unter Bezugnahme auf Figurendarstellungen im Einzelnen erläutert. Aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungen ergeben sich weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung. Hierzu zeigen:
Fig. 1 eine vorgeschlagene Hohlradanordnung in einer ersten Schnittdarstellung,
Fig. 2 die in Fig. 1 gezeigte Hohlradanordnung in einer zweiten Schnittdarstellung und
Fig. 3 die in Fig. 1 gezeigte Hohlradanordnung in einer perspektivischen Darstellung.
Die vorgeschlagene Hohlradanordnung 2 ist für ein Getriebe, insbesondere mehrstufiges Getriebe eines Fahrzeugtüraktuators zur elektromotorischen Verschwenkung einer Fahrzeugtür und/oder einer Heckklappe eines Fahrzeugs um einen Drehpunkt eines Scharniers vorgesehen.
Dem Vorschlag nach ist ein Hohlrad 6 formschlüssig in ein rohrähnliches, vorzugsweise geschlossen ausgeformtes bzw. ausgebildetes Gehäuseteil 4, etwa in Gestalt eines Tiefziehgehäuses - bspw. aus einem Stahl oder Kunststoff - eingelegt, wobei eine Außenkontur des Hohlrads 6 entlang ihrer ganzen Erstreckung in Umfangsrichtung formschlüssig mit einer vorzugsweise geschlossen umlaufenden Innenkontur des Gehäuseteils 4 zusammenwirkt.
Die Außenkontur und die Innenkontur sind dabei jeweils unrund sowie zueinander komplementär ausgeformt und bilden jeweils ein sog. Polygonprofil in Gestalt eines sog. P3G-Profils, welches ein Dreieck-Profil bzw. ein dreieckähnliches Profil darstellt, dessen Ecken gerundet sind (vgl. dazu DIN 32711 ).
Alternativ dazu kann das jeweilige Polygonprofil auch in Gestalt eines sog. P4C-Profils ausgebildet sein, welches ein Viereck-Profil bzw. ein viereckähnliches Profil darstellt, dessen Ecken gerundet sind (vgl. dazu DIN 32712).
Es ist aber auch eine von diesen beiden vorgeschlagenen Profilformen abweichende polygonale Formgebung mit z.B. abgerundeten Ecken denkbar. Das jeweilige Polygonprofil kann dabei gleichlange oder ungleichlange Seiten und somit gleiche oder ungleiche Innenwinkel aufweisen, je nach dem zur Verfügung stehenden Bauraum zwischen der Fahrzeugtür und einer zugeordneten Fahrzeugsäule und/oder einem weiteren zugeordneten Fahrzeugkarosserieabschnitt, gegenüber welcher/welchem die Fahrzeugtür angelenkt ist.
Grundsätzlich aber kann die vorgeschlagene Unrundverbindung zwischen der Außenkontur des Hohlrades 6 und der Innenkontur des Gehäuseteils 4 - je nach Anforderung - einen Formschluss und/oder einen Kraftschluss bilden, je nachdem, ob ggf. zwischen dem Hohlrad 6 und dem Gehäuseteil 4 eine Relativbewegung in Längsrichtung des Gehäuseteils 4 auftritt.
Somit kann/können das Hohlrad 4 und/oder Gehäuse 6 aus einem metallischen Material und/oder einem nichtmetallischen Material, etwa in Form eines Kunststoffes ausgebildet sein.
Fig. 2 veranschaulicht einen Ausschnitt eines z.B. dreistufigen Planetengetriebes, bei dem drei, insbesondere schrägverzahnte Planetenradsätze, welche je ein solch vorgeschlagenes Hohlrad 6 umfassen, hintereinander angeordnet sind. Zwischen den Hohlrädern 6 ist dabei ein Zwischenträger 8 zu sehen, der seinerseits - in Analogie zu den beiden Hohlrädern 6 - unrund ausgeformt und formschlüssig in das Gehäuse 4 eingeschoben ist - und dabei relativ zum Gehäuseteil 4 verdrehtest sowie ortsfest ist - und an welchem sich ein Wälz- oder Gleitlager abstützt. Je nach Einbaulage bzw. Gebrauchslage des Fahrzeugtüraktuators, d.h. ob an der Fahrzeugtür oder der Heckklappe angeordnet oder aber alternativ an einer zugeordneten Fahrzeugsäule und/oder einem weiteren zugeordneten Karosserieabschnitt, bewegt sich dieser bei der Verschwenkung der Fahrzeugtür/ Heckklappe mit der Fahrzeugtür/Heckklappe oder relativ dazu.
Dabei kann der Fahrzeugtüraktuator einen fahrzeugtürseitigen oder heckklappenseitigen oder auch einen fahrzeugsäulenseitigen bzw. karosserieseitigen Scharnierabschnitt bilden. Alternativ dazu stellt der Fahrzeugtüraktuator keinen Scharnierabschnitt dar, sondern lediglich eine Antriebseinheit, die als solche neben einem separaten Scharnier die besagte Verschwenkung ermöglicht.
Unter einer Fahrzeugsäule ist dabei insbesondere eine A, B oder C-Säule eines Fahrzeugs zu verstehen. Auch kann unter einer solchen Säule derjenige Abschnitt einer Fahrzeugkarosserie verstanden werden, gegenüber dem eine Heckklappe angelenkt ist.
Der Einfachheit halber sind die zur beschriebenen Hohlradanordnung 2 innenliegend angeordneten und elektromotorisch antreibbaren Komponenten des Getriebes, die relativ zur Hohlradanordnung 2 rotierbar sind, im Rahmen dieser Offenbarung weder dargestellt noch beschrieben.
Obwohl in der vorhergehenden Beschreibung exemplarische Ausführungen erläutert werden, sei darauf hingewiesen, dass eine Vielzahl von Abwandlungen möglich ist. Außerdem sei darauf hingewiesen, dass es sich bei den exemplarischen Ausführungen lediglich um Beispiele handelt, die den Schutzbereich, die Anwendungen und den Aufbau in keiner Weise einschränken sollen. Vielmehr wird dem Fachmann durch die vorausgehende Beschreibung ein Leitfaden für die Umsetzung von mindestens einer exemplarischen Ausführung gegeben, wobei diverse Änderungen, insbesondere im Hinblick auf die Funktion und Anordnung der beschriebenen Bestandteile, vorgenommen werden können, ohne den Schutzbereich zu verlassen, wie er sich aus den Ansprüchen und diesen äquivalenten Merkmalskombinationen ergibt.

Claims

7 Patentansprüche
1 . Hohlradanordnung für ein Getriebe eines Fahrzeugtüraktuators, umfassend mindestens ein Hohlrad (6), dessen Außenkontur unrund ausgeformt ist und welche entlang ihrer ganzen Erstreckung in Umfangsrichtung von einer dazu komplementär unrund ausgeformten Innenkontur eines Gehäuseteils (4) formschlüssig und/oder kraftschlüssig aufgenommen ist, wobei die Außenkontur und die Innenkontur jeweils mindestens eine Ecke aufweisen.
2. Hohlradanordnung nach Anspruch 1 , wobei die mindestens eine Ecke gerundet und somit eckähnlich ausgeformt ist.
3. Hohlradanordnung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Außenkontur und die Innenkontur als zueinander komplementäre Polygonprofile mit mindestens zwei Ecken ausgeformt sind.
4. Hohlradanordnung nach Anspruch 3, wobei die Außenkontur und die Innenkontur jeweils als Dreieckprofil ausgeformt sind.
5. Hohlradanordnung nach Anspruch 4, wobei das Dreieckprofil in Gestalt eines P3G-Profils (bzw. dreieckähnlichen Profils) ausgeformt ist, dessen Ecken gerundet und somit eckähnlich ausgeformt sind.
6. Hohlradanordnung nach Anspruch 3, wobei die Außenkontur und die Innenkontur jeweils als Viereckprofil ausgeformt sind.
7. Hohlradanordnung nach Anspruch 6, wobei das Viereckprofil in Gestalt eines P4C-Profils (bzw. viereckähnlichen Profil) ausgeformt ist, dessen Ecken gerundet und somit eckähnlich ausgeformt sind.
8. Hohlradanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dessen Hohlrad (4) und/oder Gehäuseteil (6) aus einem metallischen Material 8 und/oder nichtmetallischen Material, insbesondere einem Kunststoff ausgebildet ist/sind.
9. Getriebe für einen Fahrzeugtüraktuator mit einer Hohlradanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
10. Getriebe nach Anspruch 9 in Gestalt eines Planetengetriebes.
11 . Getriebe nach Anspruch 10 in Gestalt eines mehrstufigen Planetengetriebes.
12. Fahrzeugtüraktuator zur Verschwenkung einer Fahrzeugtür und/oder einer Heckklappe eines Fahrzeugs um einen Drehpunkt eines Scharniers, umfassend ein Getriebe nach einem der Ansprüche 9 bis 11 .
13. Fahrzeugtür mit einem Fahrzeugtüraktuator nach Anspruch 12.
14. Fahrzeug mit einem Fahrzeugtüraktuator nach Anspruch 12.
PCT/EP2021/081020 2020-11-10 2021-11-09 Hohlradanordnung, getriebe, fahrzeugtüraktuator, fahrzeugtür und fahrzeug WO2022101158A1 (de)

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DE102020214066.9A DE102020214066A1 (de) 2020-11-10 2020-11-10 Hohlradanordnung, Getriebe, Fahrzeugtüraktuator, Fahrzeugtür und Fahrzeug

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