WO2023217829A1 - Antriebseinheit - Google Patents

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WO2023217829A1
WO2023217829A1 PCT/EP2023/062361 EP2023062361W WO2023217829A1 WO 2023217829 A1 WO2023217829 A1 WO 2023217829A1 EP 2023062361 W EP2023062361 W EP 2023062361W WO 2023217829 A1 WO2023217829 A1 WO 2023217829A1
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bearing
gear
drive
drive unit
motor shaft
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PCT/EP2023/062361
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Inventor
Andreas Gutgesell
Marco Süß
Original Assignee
Brose Fahrzeugteile Se & Co. Kommanditgesellschaft, Bamberg
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    • E05F15/611—Power-operated mechanisms for wings using electrical actuators using rotary electromotors for swinging wings
    • E05F15/616—Power-operated mechanisms for wings using electrical actuators using rotary electromotors for swinging wings operated by push-pull mechanisms
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Definitions

  • the present invention relates to a drive unit for motor-driven adjustment of a closure element according to the preamble of claim 1, a drive unit for motor-driven adjustment of a closure element according to the preamble of claim 15 and a closure element arrangement according to claim 16.
  • the drive unit in question is used as part of the adjustment of a closure element of a motor vehicle.
  • a drive unit can, for example, be part of a drive for a tailgate, a lid, a hood, a side door, a sliding door, a sunroof or the like of a motor vehicle.
  • the term “closure element” is to be understood broadly in this case.
  • the known drive unit (DE 20 2017 102 066 U1), from which the invention is based, has a retractable drive train with a drive motor with a drive shaft and a reduction gear connected downstream of the drive motor.
  • the reduction gear is designed as a planetary gear and has a sun gear, which is in meshing engagement with several planet gears rotatably mounted on a planet gear carrier, and a ring gear, which is in meshing engagement with the planet gears.
  • the sun gear is coupled in a rotationally fixed manner to the drive shaft of the drive motor and the ring gear is fixed so that the output is realized via the planet gear carrier.
  • the sun gear is mounted in a self-centering manner in the radial direction via the teeth with the planet gears.
  • the planetary gear has a simple and reliable structure. It is a challenge that the components of the planetary gear have to be manufactured particularly precisely in order to reliably support the sun gear via the teeth with the planet gears. At the same time, the axial offset between the motor shaft and the sun gear must be kept small in order to prevent tilting or eccentric mounting of the sun gear, which can result in noise development that is perceived as negative and increased wear.
  • the invention is based on the problem of designing and developing the known drive unit in such a way that acoustically particularly quiet operation is made possible.
  • the fundamental consideration is to support the sun gear in the radial direction using a bearing arrangement and in this way to minimize the risk of a tolerance-related displacement in the radial direction and/or a tolerance-related tilting of the sun gear relative to the planetary gears and/or the motor shaft. In this way, unwanted noise development and increased wear can be effectively prevented.
  • the tolerances between the motor shaft and the sun gear on the one hand and the planetary gears and the sun gear on the other hand can be less precise, since the storage of the sun gear within the planetary gear via the bearing arrangement only needs to ensure the torque transmission from the motor shaft to the sun gear.
  • the acoustic behavior of the drive unit can thus be improved in a simple and cost-effective manner without having to increase the manufacturing tolerances.
  • the reduction gear has a bearing arrangement assigned to the sun gear for radial storage with a first bearing section that is rotationally fixed to the sun gear and a second bearing section that is axially fixed and in particular rotationally fixed to the tubular housing, and that the first bearing section and the second bearing section are arranged coaxially to one another and relative can be rotated coaxially to one another so that the sun gear is mounted radially fixed to the tubular housing.
  • the sun gear is mounted without play in the radial direction, whereby a preferred and defined position of the sun gear is realized.
  • the alignment of the sun gear relative to the planetary gears is therefore unchanged at all times, so that noise can be effectively prevented.
  • wear on the components of the reduction gear can be kept particularly low.
  • the motor shaft is supported in the radial direction exclusively via motor shaft bearings arranged within the motor housing, whereby a compact design of the electric drive motor is achieved. At the same time, no installation space has to be reserved for a motor shaft bearing outside the motor housing.
  • Claims 4 and 5 relate to preferred embodiments of the bearing arrangement.
  • a particularly simple structure of the planetary gear can be achieved according to claim 6 if the first bearing section is connected to the sun gear in a rotationally fixed and axially fixed manner or if the sun gear is otherwise formed in one piece with the first bearing section.
  • the second bearing section is connected to the tubular housing in a rotationally fixed and axially fixed manner, or the tubular housing is formed in one piece with the second bearing section.
  • Claims 7 and 8 relate to particularly advantageous structural configurations of the rotationally fixed coupling between the motor shaft and the sun gear, with a clearance fit being provided between these two components, whereby a radial clearance is provided between these two components. Due to the radial play, an axial and/or angular offset between the sun gear and the motor shaft can be compensated for, meaning that imbalances are not transmitted to the motor shaft and/or the sun gear, resulting in a more uniform rotational movement of the motor shaft and the sun gear and thus a particularly quiet operation of the drive unit is made possible.
  • the bearing arrangement is designed as a multifunctional part, which not only serves for the radial storage of the sun gear, but can also provide a braking torque acting on the motor shaft to hold the closure element in an open position.
  • the bearing arrangement thus takes on another function, whereby the overall space requirement can be reduced and a high functional density is created.
  • Claim 10 defines the braking torque advantageously generated by the braking device and acting on the motor shaft in relation to the braking torque of the entire drive train.
  • the rolling bearing is at least partially filled with a lubricant, in particular bearing grease.
  • a component selected from the first and second position section is connected to a sealing disk in a rotationally fixed and axially fixed manner and the other component forms a transition fit with the sealing disk, whereby a frictional force is generated between the sealing disk and the transition fit, so that the braking effect of the bearing arrangement is increased in an advantageous manner.
  • the radial bearing play has a press fit to increase the bearing friction.
  • the reduction gear and the drive motor are each designed as a pre-assembled functional unit.
  • the bearing arrangement is an integral part of the reduction gear.
  • the pre-assembled reduction gear can be pushed onto the drive motor along the geometric shaft axis, so that the braking device and the reduction gear are coupled to the motor shaft in terms of drive technology. In this way, the assembly of the drive unit can be carried out particularly easily.
  • a drive unit for motor-driven adjustment of a closure element with a first mechanical drive connection and a second mechanical drive connection, which are linearly adjustable relative to one another wherein the drive unit has a device coupled to the drive connections, in particular retractable, drive train with an electric drive motor with a motor shaft that can be rotated about a geometric motor shaft axis and a motor housing and an electric one Drive motor has a reduction gear connected downstream in terms of drive technology and a feed gear, in particular a spindle-spindle nut gear, connected downstream of the reduction gear in terms of drive technology, and wherein the drive train is arranged within a tubular housing of the drive unit.
  • the fundamental consideration is to slow down the adjustment movement of the closure element and in this way to prevent increased noise from the drive unit.
  • the drive unit has a braking device, acting in the manner of a friction brake, for holding the closure element in an open position, that the braking device itself is formed by a bearing arrangement assigned to a shaft of the drive unit and that this is applied to the motor shaft by the drive train
  • the braking torque acting is at least 50% caused by the braking device.
  • a braking device with a particularly small space requirement can be created, which enables effective braking of the closure element and holding of the closure element in an open position.
  • Fig. 2 is a cross-sectional view of the drive unit from Fig. 1 in a) the retracted position and b) the extended position and
  • Fig. 3 shows the reduction gear of the drive unit from Fig. 1 in a partially cut-out view, a detailed view and a cross-sectional view.
  • the proposed drive unit 1 is assigned to a closure element arrangement 2, for example a tailgate arrangement, which in turn is equipped with a closure element 3, here a tailgate.
  • the closure element arrangement 2 is assigned to a motor vehicle 4 (Fig. 1).
  • the drive unit 1 has a first mechanical drive connection 5, which is coupled to the motor vehicle 4, and a second mechanical drive connection 6, which is coupled to the closure element 3, here and preferably the tailgate.
  • the first mechanical drive connection 5 is linearly adjustable relative to the second mechanical drive connection 6, whereby the distance between the two drive connections 5, 6 can be changed. By linearly adjusting the first mechanical drive connection 5 relative to the second mechanical drive connection 6, the closure element 3 can be adjusted relative to the motor vehicle 4.
  • the drive connections 5, 6 are coupled to a drive train 7 of the drive unit 1.
  • the drive train 7 has an electric drive motor 8 with a motor shaft 9 which can be rotated about a geometric motor shaft axis A and a motor housing 10 and a reduction gear 11 which is connected downstream of the electric drive motor 8 and a feed gear 12 which is connected downstream of the reduction gear 11, here in the form of a spindle-spindle nut gear, on, as shown in Fig. 2.
  • the drive train 7 is here and preferably designed to be retractable.
  • the spindle-spindle nut gear which in the usual way has a spindle 13 and a spindle nut 14 meshing with it, is used to generate linear drive movements along a geometric spindle axis B between a retracted position shown in Fig. 2a) and an extended position shown in Fig. 2b).
  • the drive unit 1 is provided.
  • the geometric spindle axis B is here and preferably in the assembled state of the drive unit 1 arranged coaxially to the geometric motor shaft axis A.
  • the spindle 13 is axially fixed here via the electric drive motor 8 to the second mechanical drive connection 6 and the spindle nut 14 to the first mechanical drive connection 5.
  • the spindle-spindle nut gear thus effects the linear adjustment of the mechanical drive connections 5, 6.
  • the planetary gear 15 has the transmission components sun gear 16, planet gear carrier 17 with planet gears 18 and ring gear 19 in a conventional manner.
  • the sun gear 16 can be rotated about a corresponding geometric sun gear axis C.
  • the planetary gear carrier 17 can be rotated about a geometric planetary gear carrier axis, with the planetary gears 18 on the planetary gear carrier 17 each being rotatable about their own geometrical planetary gear axes.
  • the ring gear 19 is also arranged coaxially to the sun gear 16 on a geometric ring gear axis D, the ring gear 19 being arranged here and preferably radially and axially fixed to the housing.
  • the ring gear 19 is axially fixed and radially fixable, so that it is fixed or freely rotatable about its ring gear axis 19 depending on the state.
  • the planetary gear 15 can be used as a switchable clutch or as an overload clutch.
  • the planet gears 18 are in axially parallel engagement with the sun gear 16 on the one hand and with the ring gear 19 on the other hand.
  • the term “axially parallel” here means that the geometric sun gear axis C, the geometric planetary gear axes and the geometric ring gear axis D are aligned parallel to one another.
  • the torque generated by the drive motor 8 is transmitted to the spindle 13 either via the ring gear 19 or via the planetary gear carrier 17 via a plug-in clutch, for example a multi-tooth or claw clutch, depending on the gear position of the planetary gear 15. It is also conceivable that the drive motor 8 does not drive the spindle 13, but rather the spindle nut 14. As shown in the figures, the drive unit 1 has a tubular housing 20, in which the drive train 7 is arranged such that the drive motor 8 is coupled to the tubular housing 20 for rotation.
  • the reduction gear 11 has a bearing arrangement 21 assigned to the sun gear 16 for radial storage with a first bearing section 22 which is rotationally fixed to the sun gear 16 and a second bearing section 23 which is axially fixed and in particular rotationally fixed to the tubular housing 20 and that the first bearing section 22 and the second Bearing section 23 is arranged coaxially to one another and can be rotated coaxially relative to one another in such a way that the sun gear 16 is mounted in a radially fixed manner to the tubular housing 20.
  • the sun gear 16 is supported in the radial direction by the bearing arrangement 21, preferably via a section of the sun gear 16 that forms a shaft.
  • the term “radial” always refers to the geometric sun gear axis C.
  • the bearing arrangement 21 here consists only of a single bearing, in particular a shaft bearing, but can also include several such bearings.
  • the sun gear 16 is held radially fixed exclusively by the bearing arrangement 21.
  • the bearing arrangement 21 is the only bearing arrangement 21 assigned to the sun gear 16.
  • the first bearing section 22 is formed by an inner bearing ring and the second bearing section 23 is formed by an outer bearing ring.
  • the term “motor shaft bearing” is understood to mean a bearing that is assigned to the motor shaft and that is necessary for the axial and/or radial mounting of the motor shaft 9. Alternatively or additionally, it is provided that a section of the motor shaft 9, which extends outside the motor housing 10, is free of motor shaft bearings. In the present case, the term “motor shaft bearing-free” means that no bearing arrangement 21 and/or no motor shaft bearing is assigned to this section of the motor shaft 9.
  • the bearing arrangement 21 has a rolling bearing, in particular a ball bearing, tapered roller bearing or cylindrical roller bearing.
  • the bearing arrangement 21 then has, in addition to the first bearing section 22 and the second bearing section 23, rolling elements 24 which are in engagement with the first bearing section 22 and the second bearing section 23.
  • a rolling bearing can also have a cage for guiding the rolling elements 24.
  • Rolling bearings and especially ball bearings are particularly cost-effective and have a long service life. At the same time, both radial and axial forces can be absorbed using ball bearings.
  • the bearing arrangement 21 is designed as a deep groove ball bearing, which is particularly cost-effective and has very good running properties.
  • first bearing section 22 and the second bearing section 23 each be formed by a groove which meshes with one another or is arranged radially overlapping one another.
  • the grooves and/or the space formed from the grooves can then be at least partially filled with rolling elements 24 and/or lubricant.
  • the rolling bearing is designed as a plastic ball bearing with rolling bodies 24 made of glass.
  • the first bearing section 22 and the second bearing section 23 are then each made of plastic. If the rolling bearing has a cage, this is preferably also made of plastic.
  • the first bearing section 22 and the second bearing section 23 can be made from the same plastic or each from a different plastic. By choosing the plastic, the friction between the bearing sections 22, 23 and the rolling elements 24 can be adjusted in a targeted manner. At the same time, the moving mass and the total weight of the drive unit 1 can be reduced.
  • the bearing arrangement 21 and/or the rolling elements 24 can be made of metal.
  • the first bearing section 22 is connected to the sun gear 16 in a rotationally fixed, and preferably axially fixed, in particular cohesive, form-fitting and / or non-positive manner, in particular by means of a press fit, thereby providing a cost-effective and reliable Connection can be realized.
  • the first bearing section 22 it is also possible for the first bearing section 22 to be formed in one piece with the sun gear 16, whereby the complexity of the planetary gear 15 can be reduced overall.
  • the second bearing section 23 may be connected to the tubular housing 20 in a rotationally fixed manner and preferably in an axially fixed manner, in particular in a cohesive, form-fitting and/or force-fitting manner, preferably by means of a press fit.
  • the second bearing section 23 it is also possible for the second bearing section 23 to be formed in one piece with the tubular housing 20.
  • the drive train 7 has, if possible, no imbalances, and in the best case no imbalances at all. Imbalances can lead to increased wear and increased noise and are perceived as particularly annoying. An inaccurate arrangement in the radial direction of the component of the drive motor 8 and the sun gear 16 can lead to Alignment errors between the sun gear 16 and the motor shaft 9 and the creation of an imbalance that negatively influences the kinematics of the drive unit 1. In order to prevent this, it is preferably provided that a clearance fit is provided between the sun gear 16 and the motor shaft 9 in the radial direction to compensate for an axial offset between the sun gear 16 and the motor shaft 9.
  • the clearance fit ensures that the torque about the geometric motor shaft axis A is transmitted from the motor shaft 9 to the sun gear 16 and vice versa.
  • radial misalignments between the motor shaft 9 and the sun gear 16 can be compensated for, thereby reducing imbalances that can be transmitted to the motor shaft 9 and/or the sun gear 16, so that a particularly uniform rotation of the motor shaft 9 and the sun gear 16 is made possible.
  • a shaft attachment 25 which is coupled to the motor shaft 9 in a rotationally fixed manner, is provided and that a radial play is provided between the sun gear 16 and the shaft attachment 25.
  • the shaft attachment 25 is made of plastic, since the plastic acts as an additional damper in the radial direction and in the circumferential direction between the motor shaft 9, which is preferably made of metal, and the first sun gear 16, which is also preferably made of metal. At least one plastic component is thus advantageously arranged between these two metal components. Alternatively, however, it is also possible for the shaft attachment 25 to be made of metal.
  • the bearing arrangement 21 is designed as a multifunctional part which, in addition to the radial mounting of the sun gear 16, has as a further function a braking device 26, acting in the manner of a friction brake, for holding the closure element 3 in one open position.
  • the braking device 26 acts in the manner of a friction brake, so that the braking effect is at least predominantly based on friction effects.
  • the friction effects can be caused by sliding friction and/or rolling friction.
  • the expression “acting in the manner of a friction brake” is to be understood broadly here and below.
  • the braking effect is thus generated by the bearing arrangement 21 itself, preferably without additional components in the drive train 7.
  • the bearing arrangement 21 has a defined resistance, whereby the sun gear 16 assigned to the bearing arrangement 21 is permanently braked.
  • the present invention is a diametrical departure from the previous use of bearing arrangements 21 in drive units 1 in that the aim is no longer to achieve the lowest possible resistance of the bearing arrangement 21 by appropriately designing the bearing arrangement components. Rather, the underlying idea is to design the bearing arrangement components in such a way that an increased, friction-based resistance of the bearing arrangement 21 is sought, so that the bearing arrangement 21 itself forms the braking device 26, acting in the manner of a friction brake. Since the sun gear 16 is coupled to the motor shaft 9 in a rotationally fixed manner, the bearing arrangement 21 designed as a braking device 26 exerts a braking force directly on the motor shaft 9.
  • the bearing arrangement 21 designed as a braking device 26 is here and preferably designed to hold the closure element 3 in an open position shown in FIG. 1. This can be the maximum open position and/or an intermediate position between the maximum open position and the closed position of the closure element 3.
  • a bearing arrangement 21 or a bearing, in particular a shaft bearing, as a braking device 26 is particularly advantageous since corresponding bearings can be purchased inexpensively in a variety of designs. No further components are therefore necessary, which means that a particularly small space requirement can be achieved. At the same time, the complexity of the drive unit 1 can be reduced because the number of components used is reduced.
  • the bearing arrangement 21 as a multifunctional part, a high functional density is achieved. It is possible to dispense with a separate braking device or to be able to make any separate braking device that may be required smaller.
  • the braking device 26 is sufficient to hold the closure element 3 in an open position, so that no additional, separate braking device is required.
  • Forming the braking device 26 through the bearing arrangement 21 is particularly advantageous in that the bearing arrangement 21 already has all the necessary components and no additional components are necessary, as will be explained below. It is then possible to adapt the bearing arrangement 21 in such a way that it has a higher friction and thus functions as a braking device 26.
  • the installation space requirement of the braking device 26 and thus the drive unit 1 as a whole can be kept particularly low in this way and cost savings can be achieved.
  • the bearing arrangement 21 is assigned directly to the sun gear 16, as can be seen in FIG. 3.
  • the term “directly assigned to the sun gear 16” is to be understood as meaning that the first bearing section 22 has the same speed as the sun gear 16.
  • the motor shaft 9 Due to the rotation-proof coupling of the sun gear 16 to the motor shaft 9, the motor shaft 9 here and preferably has the same speed as the sun gear 16.
  • the braking device 26 acts on the motor shaft 9 without any step-up or step-down.
  • the motor shaft 9 has a higher speed compared to the planetary gear carrier 17 of the reduction gear 11 and the spindle 13.
  • the required braking torque increases as the speed is reduced, so that with a braking force on a braking device 26 assigned to the motor shaft 9, the same braking effect can be achieved as with a higher braking force on a braking device 26 assigned to the spindle 13. They are therefore particularly low Braking forces are sufficient if the bearing arrangement 21 is assigned to the sun gear 16 and thus indirectly to the motor shaft 9, as shown in FIG. 3.
  • the closure element 3 can be held in an open position.
  • the entire drive train 7 exerts a resistance on the motor shaft 9 against adjustment, so that the drive train 7 can only be adjusted against the braking torque acting on the motor shaft 9. It is envisaged that at least 50% of the braking torque acting on the motor shaft 9 through the drive train 7, preferably at least 65%, more preferably at least 80%, is caused by the braking device 17.
  • the bearing arrangement 21 as a braking device 26 and in particular by assigning the bearing arrangement 21 to the sun gear 16, which here and preferably has the same speed as the motor shaft 9, particularly low braking torques generated by the bearing arrangement 21 are sufficient to reliably close the motor shaft 9 brake. It has proven to be particularly advantageous if the braking device 26 is designed to exert a braking torque on the motor shaft 9 in a range from 2 Nmm to 60 Nmm, preferably from 5 Nmm to 40 Nmm, more preferably from 10 Nmm to 25 Nmm.
  • the first bearing section 22 and the second bearing section 23 enclose a sealed storage volume 27, which is at least partially filled with a lubricant, in particular bearing grease.
  • the term “storage volume” 27 is to be understood as meaning the volume enclosed by the first storage section 22 and the second storage section 23 minus the rolling elements 24 arranged between the first storage section 22 and the second storage section 23.
  • the internal resistance of the bearing arrangement 21 can be increased, since the rolling elements 24 have to displace the lubricant accordingly when the motor shaft 9 moves, which creates friction effects between the rolling elements 24 and the lubricant as well as friction effects within the lubricant.
  • the bearing volume 27 is at least 35%, more preferably at least 40%, more preferably at least 50% filled with lubricant, whereby a particularly high internal resistance of the bearing arrangement 21 is achieved and the braking effect of the bearing arrangement 21 is increased.
  • bearing arrangements 21 according to the prior art have an amount of lubricant that is precisely tailored to the bearing and its application and a bearing volume 27 filled with up to 30% of lubricant.
  • the reduction in friction between the rolling elements 24 and the first and second bearing sections 22, 23 caused by the lubricant outweighs the flexing work that the rolling elements 24 have to perform due to the lubricant.
  • the flexing work increases significantly, since the rolling elements 24 now have to displace an increased mass, which compensates for the advantage of the lubricant of lower friction between the rolling elements 24 and the first and second bearing sections 22, 23 and the internal resistance of the bearing arrangement 21 therefore increases. Due to the higher degree of filling with lubricant according to the invention, the internal resistance is increased overall, so that the braking torque generated by the braking device 26 can be effectively increased in this way.
  • the internal resistance of the bearing arrangement 21 can be additionally adjusted.
  • a particularly high-viscosity lubricant can increase the internal resistance of the bearing arrangement 21 compared to a lubricant with a particularly low viscosity.
  • a component selected from the first bearing section 22 and the second bearing section 23 is connected in an axially fixed and rotationally fixed manner to a sealing disk 28 and that the sealing disk 28 is connected to each other other component 22, 23 has a transition fit, whereby the sealing disk 28 and the other component 22, 23 are engaged in such a way that a frictional force is formed between the sealing disk 28 and the other component 22, 23, whereby the sealing disk 28 and the other component 22, 23 like this in Engagement means that the sealing disk 28, the first bearing section 22 and the second bearing section 23 enclose the storage volume 27 and that a frictional force is formed between the sealing disk 28 and the other component 22, 23, which is higher than that necessary for sealing the storage volume 27 Force, whereby the braking torque generated by the braking device 26 is increased.
  • Corresponding sealing disks 28 can also be used in the present case without the use of lubricant in order to increase the braking effect of the bearing arrangement 21.
  • the term “connected” is to be understood as meaning a cohesive, form-fitting and/or non-positive connection, which also includes a one-piece design between the sealing disk 28 and the corresponding component selected from the first bearing section 22 and the second bearing section 23.
  • Corresponding sealing disks 28 are known in order to reliably seal the bearing volume 27 in the axial direction and to prevent any lubricant that may be in the bearing volume 27 from escaping from the bearing arrangement 21.
  • the transition fit creates increased friction between the sealing disk 28 and the other component 22, 23 that goes beyond the sealing function, whereby the braking torque generated by the bearing arrangement 21 is increased.
  • the sealing disk 28 is connected to the second bearing section 23 in an axially fixed and rotationally fixed manner, so that the sealing disk 28 engages with the first bearing section 22 to form a frictional effect.
  • the second bearing section 23 is connected to two sealing disks 28 in an axially fixed and rotationally fixed manner.
  • the second bearing section 23 is connected to a sealing disk 28 on each of its axial end faces.
  • the braking force acting on the motor shaft 9 by the bearing arrangement 21 can, as explained above, be adjusted by using a lubricant and/or the use of sealing disks 28 with a corresponding transition fit.
  • An alternative or additional measure for increasing the braking torque acting on the motor shaft 9 preferably provides that the radial bearing play has a press fit to increase the bearing friction having.
  • the term “press fit” is generally understood to mean that the internal maximum dimension of the receiving component is always smaller than the external minimum dimension of the accommodated component and is therefore in direct contrast to a clearance fit and a transition fit.
  • bearing arrangements 21 of drive units 1 in the prior art have a clearance fit in order to ensure the lowest possible friction.
  • a “clearance fit” means that the internal minimum dimension of the receiving component is larger than the external maximum dimension of the accommodated component.
  • the bearing play has a press fit.
  • the bearing clearance has a press fit with a maximum interference of 1 pm to 10 pm, preferably from 2 pm to 5 pm, more preferably from 3 pm to 4 pm.
  • the assembly can be carried out in a particularly simple manner if the reduction gear 11 is designed as a pre-assembled functional unit with a gear housing 29, if the bearing arrangement 21 is an integral part of the pre-assembled reduction gear 11, if the drive motor 8 is designed as a pre-assembled functional unit and if the pre-assembled reduction gear 11 can be pushed onto the pre-assembled drive motor 8 in an assembly step along the geometric motor shaft axis A in such a way that the reduction gear 11 is coupled to the motor shaft 9 in terms of drive technology.
  • the gear housing 29 When assembled, the gear housing 29 is advantageously coupled to the tubular housing 20 in a rotationally fixed manner. Following the insertion of the drive motor 8 into the tubular housing 20, the pre-assembled reduction gear 11 can thus be inserted axially in relation to the geometric motor shaft axis A into the tubular housing 20 in one assembly step and pushed onto the drive motor 8 in such a way that the reduction gear 11 is also connected in terms of drive technology the motor shaft 9 is coupled, whereby the bearing arrangement 21 designed as a braking device 26 is also advantageously coupled to the motor shaft 9.
  • a drive unit 1 is provided for the motorized adjustment of a closure element 3 with a first mechanical drive connection 5 and a second mechanical drive connection 6, which are linearly adjustable relative to one another, the drive unit 1 having one with the drive connections 5, 6 coupled, in particular retractable, drive train 7 with an electric drive motor 8 with a motor shaft 9 rotatable about a geometric motor shaft axis A and a motor housing 10 and a reduction gear 11 downstream of the electric drive motor 8 and a feed gear 12 downstream of the reduction gear 11, in particular Spindle-spindle nut gear, and wherein the drive train 7 is arranged within a tubular housing 20 of the drive unit 1.
  • the reduction gear 11 is designed as a planetary gear 15, which has a rotatable sun gear 16 and coaxially therewith a rotatable planet gear carrier 17 and a fixed or lockable ring gear 19, the planet gear carrier 17 carrying at least one rotatable planet gear 18 which is in axially parallel engagement with the Sun gear 16 on the one hand and the ring gear 19 on the other hand.
  • the drive unit 1 has a braking device 26, acting in the manner of a friction brake, for holding the closure element 3 in an open position, that the braking device 26 itself is formed by a bearing arrangement 21 assigned to a shaft of the drive unit 1 and that this is achieved by The braking torque acting on the drive train 7 on the motor shaft 9 is at least 50% caused by the braking device 26.
  • a braking device 26 acting in the manner of a friction brake, for holding the closure element 3 in an open position
  • the braking torque acting on the drive train 7 on the motor shaft 9 is at least 50% caused by the braking device 26.
  • a closure element arrangement 2 with a closure element 3, to which a proposed drive unit 1 is assigned is provided. Reference may be made in this respect to all statements regarding the proposed drive unit 1 according to the first teaching and according to the second teaching.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Antriebseinheit zum motorischen Verstellen eines Verschlusselements (3), wobei die Antriebseinheit (1) einen Antriebsstrang (7) mit einem Antriebsmotor (8) mit einer Motorwelle (9) und einem Motorgehäuse (10) und einem dem elektrischen Antriebsmotor (8) nachgeschalteten Untersetzungsgetriebe (11) und einem diesem wiederum nachgeschalteten Vorschubgetrieben (12) aufweist, wobei das Untersetzungsgetriebe (11) als Planetengetriebe (15) mit einem drehbaren Sonnenrad (16) und einem dazu koaxial drehbaren Planetenradträger (17) mit wenigstens einem drehbaren Planetenrad (18) und einem Hohlrad (19) ausgebildet ist, wobei das Planetenrad (18) in achsparallelem Eingriff mit dem Sonnenrad (16) einerseits und dem Hohlrad (19) andererseits steht, und wobei der Antriebsstrang (7) innerhalb eines rohrartigen Gehäuses (20) der Antriebseinheit (1) angeordnet ist. Es wird vorgeschlagen, dass das Untersetzungsgetriebe (11) eine dem Sonnenrad (16) zugeordnete, Lageranordnung (21) zur radialen Lagerung mit einem drehfest mit dem Sonnenrad (16) gekoppelten ersten Lagerabschnitt (22) und einem axialfest und insbesondere drehfest mit dem rohrartigen Gehäuse (20) gekoppelten zweiten Lagerabschnitt (23) aufweist und dass der erste Lagerabschnitt (22) und der zweite Lagerabschnitt (23) derart koaxial zueinander angeordnet und relativ zueinander koaxial drehbar sind, dass das Sonnenrad (16) radialfest zum rohrartigen Gehäuse (20) gelagert ist.

Description

Antriebseinheit
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antriebseinheit zum motorischen Verstellen eines Verschlusselements gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 , eine Antriebseinheit zum motorischen Verstellen eines Verschlusselements gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 15 sowie eine Verschlusselementanordnung gemäß dem Anspruch 16.
Die in Rede stehende Antriebseinheit wird im Rahmen der Verstellung eines Verschlusselementes eines Kraftfahrzeugs genutzt. Eine solche Antriebseinheit kann beispielsweise Bestandteil eines Antriebs für eine Heckklappe, einen Deckel, eine Haube, eine Seitentür, eine Schiebetür, ein Schiebedach oder dergleichen eines Kraftfahrzeugs sein. Insoweit ist der Begriff „Verschlusselement“ vorliegend weit zu verstehen.
Die bekannte Antriebseinheit (DE 20 2017 102 066 U1 ), von der die Erfindung ausgeht, weist einen rücktreibbaren Antriebsstrang mit einem Antriebsmotor mit einer Antriebswelle und einem dem Antriebsmotor nachgeschalteten Untersetzungsgetriebe auf. Das Untersetzungsgetriebe ist als Planetengetriebe ausgestaltet und weist ein Sonnenrad, das mit mehreren auf einem Planetenradträger drehbar gelagerten Planetenrädern in kämmendem Eingriff steht, und ein Hohlrad, das in kämmendem Eingriff mit den Planetenrädern steht, auf. Das Sonnenrad ist dabei drehfest mit der Antriebswelle des Antriebsmotors gekoppelt und das Hohlrad ist festgesetzt, so dass der Abtrieb über den Planetenradträger realisiert ist. Das Sonnenrad ist dabei über die Verzahnung mit den Planetenrädern selbstzentrierend in radialer Richtung gelagert.
Das Planetengetriebe weist einen einfachen und zuverlässigen Aufbau auf. Es ist dabei eine Herausforderung, dass die Komponenten des Planetengetriebes besonders genau gefertigt sein müssen, um das Sonnenrad zuverlässig über die Verzahnung mit den Planetenrädern zu lagern. Gleichzeitig muss der Achsversatz zwischen der Motorwelle und dem Sonnenrad gering gehalten werden, um ein Verkippen oder eine exzentrische Lagerung des Sonnenrades zu verhindern, wodurch eine als negativ empfundene Geräuschentwicklung und ein erhöhter Verschleiß entstehen können. Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, die bekannte Antriebseinheit derart auszugestalten und weiterzubilden, dass ein akustisch besonders ruhiger Betrieb ermöglicht wird.
Das obige Problem wird durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils von Anspruch 1 gelöst.
Wesentlich ist die grundsätzliche Überlegung, das Sonnenrad mittels einer Lageranordnung in radialer Richtung zu lagern und auf diese Weise das Risiko eines toleranzbedingten Verschiebens in radialer Richtung und/oder eines toleranzbedingten Verkippens des Sonnenrades relativ zu den Planetenrädern und/oder der Motorwelle zu minimieren. Auf diese Weise kann eine ungewollte Geräuschentwicklung und ein erhöhter Verschleiß wirkungsvoll verhindert werden. Gleichzeitig können die Toleranzen zwischen der Motorwelle und dem Sonnenrad einerseits und den Planetenrädern und dem Sonnenrad andererseits weniger genau ausgebildet sein, da durch die Lagerung des Sonnenrades innerhalb des Planetengetriebes über die Lageranordnung lediglich die Drehmomentübertragung von der Motorwelle auf das Sonnenrad sichergestellt sein muss. Das akustische Verhalten der Antriebseinheit kann somit auf einfache und kostengünstige Weise verbessert werden, ohne die Fertigungstoleranzen erhöhen zu müssen.
Im Einzelnen wird vorgeschlagen, dass das Untersetzungsgetriebe eine dem Sonnenrad zugeordnete Lageranordnung zur radialen Lagerung mit einem zum Sonnenrad drehfesten ersten Lagerabschnitt und einem zum rohrartigen Gehäuse axialfesten und insbesondere drehfesten zweiten Lagerabschnitt aufweist und dass der erste Lagerabschnitt und der zweite Lagerabschnitt derart koaxial zueinander angeordnet und relativ zueinander koaxial drehbar sind, dass das Sonnenrad radialfest zum rohrartigen Gehäuse gelagert ist.
Nach der Ausgestaltung gemäß Anspruch 2 ist das Sonnenrad in radialer Richtung spielfrei gelagert, wodurch eine bevorzugte und definierte Lage des Son- nenrads realisiert wird. Die Ausrichtung des Sonnenrads relativ zu den Plane- tenrädern ist somit jederzeit unverändert, so dass Geräusche wirkungsvoll verhindert werden können. Gleichzeitig kann der Verschleiß der Komponenten des Untersetzungsgetriebes besonders gering gehalten werden. Nach der weiteren Ausgestaltung gemäß Anspruch 3 ist die Motorwelle in radialer Richtung ausschließlich über innerhalb des Motorgehäuses angeordneter Motorwellenlager gelagert, wodurch ein kompakter Aufbau des elektrischen Antriebsmotors erzielt wird. Gleichzeitig muss kein Bauraum für ein Motorwellenlager außerhalb des Motorgehäuses vorgehalten werden.
Die Ansprüche 4 und 5 betreffen bevorzugte Ausgestaltungen der Lageranordnung.
Ein besonders einfacher Aufbau des Planetengetriebes kann gemäß Anspruch 6 erreicht werden, wenn der erste Lagerabschnitt drehfest und axialfest mit dem Sonnenrad verbunden ist oder wenn das Sonnenrad mit dem ersten Lagerabschnitt im Übrigen einstückig ausgebildet ist. Alternativ oder zusätzlich ist der zweite Lagerabschnitt drehfest und axialfest mit dem rohrartigen Gehäuse verbunden oder das rohrartige Gehäuse ist mit dem zweiten Lagerabschnitt Übrigen einstückig ausgebildet.
Die Ansprüche 7 und 8 betreffen besonders vorteilhafte konstruktive Ausgestaltungen der drehfesten Kopplung zwischen der Motorwelle und dem Sonnenrad, wobei eine Spielpassung zwischen diesen beiden Komponenten vorgesehen ist, wodurch ein radiales Spiel zwischen diesen beiden Komponenten vorgesehen ist. Durch das radiale Spiel kann ein Achs- und/oder Winkelversatz zwischen dem Sonnenrad und der Motorwelle ausgeglichen werden, wodurch Unwuchten nicht auf die Motorwelle und/oder das Sonnenrad übertragen werden, wodurch eine gleichmäßigere Drehbewegung der Motorwelle und des Sonnen- rads und damit ein besonders geräuscharmer Betrieb der Antriebseinheit ermöglicht wird.
Nach der Ausgestaltung gemäß Anspruch 9 ist die Lageranordnung als Multifunktionsteil ausgebildet, das nicht nur der radialen Lagerung des Sonnenrads dient, sondern auch ein auf die Motorwelle wirkendes Bremsmoment zum Halten des Verschlusselements in einer geöffneten Stellung bereitstellen kann. Die Lageranordnung übernimmt somit eine weitere Funktion, wodurch der Bauraumbedarf insgesamt verringert werden kann und eine hohe Funktionsdichte geschaffen wird. Anspruch 10 definiert das in vorteilhafter Weise durch die Bremseinrichtung erzeugte, auf die Motorwelle einwirkende Bremsmoment im Verhältnis zum Bremsmoment des gesamten Antriebsstrangs.
Zur Erhöhung des inneren Lagerwiderstands ist nach der Ausgestaltung gemäß Anspruch 11 das Wälzlager wenigstens teilweise mit einem Schmiermittel, insbesondere Lagerfett, gefüllt.
Nach der weiteren Ausgestaltung gemäß Anspruch 12 ist eine Komponente gewählt aus erstem und zweitem Lageabschnitt mit einer Dichtscheibe drehfest und axialfest verbunden und die jeweils andere Komponente bildet mit der Dichtscheibe eine Übergangspassung aus, wodurch eine Reibkraft zwischen der Dichtscheibe und der Übergangspassung erzeugt wird, so dass die Bremswirkung der Lageranordnung in vorteilhafter Weise erhöht wird.
Nach der bevorzugten Ausgestaltung gemäß Anspruch 13 weist das radiale Lagerspiel eine Presspassung zur Erhöhung der Lagerreibung auf.
Nach der bevorzugten Ausgestaltung gemäß Anspruch 14 sind das Untersetzungsgetriebe und der Antriebsmotor jeweils als vormontierte Funktionseinheit ausgebildet. Die Lageranordnung ist integraler Bestandteil des Untersetzungsgetriebes. In einem Montageschritt ist das vormontierte Untersetzungsgetriebe entlang der geometrischen Wellenachse auf den Antriebsmotor aufschiebbar, sodass die Bremseinrichtung sowie das Untersetzungsgetriebe antriebstechnisch mit der Motorwelle gekoppelt werden. Auf diese Weise kann die Montage der Antriebseinheit besonders einfach durchgeführt werden.
Nach einer weiteren Lehre gemäß Anspruch 15, der eigenständige Bedeutung zukommt, wird eine Antriebseinheit zum motorischen Verstellen eines Verschlusselements mit einem ersten mechanischen Antriebsanschluss und einem zweiten mechanischen Antriebsanschluss, die linear relativ zueinander verstellbar sind, beansprucht, wobei die Antriebseinheit einen mit den Antriebsanschlüssen gekoppelten, insbesondere rücktreibbaren, Antriebsstrang mit einem elektrischen Antriebsmotor mit einer um eine geometrische Motorwellenachse rotierbaren Motorwelle und einem Motorgehäuse und einem dem elektrischen Antriebsmotor antriebstechnisch nachgeschalteten Untersetzungsgetriebe und einem dem Untersetzungsgetriebe antriebstechnisch nachgeschalteten Vorschubgetrieben, insbesondere Spindel-Spindelmuttergetriebe, aufweist, und wobei der Antriebsstrang innerhalb eines rohrartigen Gehäuses der Antriebseinheit angeordnet ist.
Wesentlich ist die grundsätzliche Überlegung, die Verstellbewegung des Verschlusselements abzubremsen und auf diese Weise eine erhöhte Geräuschentwicklung der Antriebseinheit zu verhindern.
Im Einzelnen wird vorgeschlagen, dass die Antriebseinheit eine Bremseinrichtung, wirkend nach Art einer Reibbremse, zum Halten des Verschlusselements in einer geöffneten Stellung aufweist, dass die Bremseinrichtung durch eine einer Welle der Antriebseinheit zugeordnete Lageranordnung selbst ausgebildet ist und dass das durch den Antriebsstrang auf die Motorwelle einwirkende Bremsmoment wenigstens zu 50 % durch die Bremseinrichtung verursacht ist. Auf alle Ausführungen zur vorschlagsgemäßen Antriebseinheit gemäß der ersten Lehre darf insoweit verwiesen werden.
Durch die Funktionsintegration, dass eine Lageranordnung die Bremsfunktion übernimmt, kann eine Bremseinrichtung mit besonders geringem Bauraumbedarf geschaffen werden, die ein wirkungsvolles Bremsen des Verschlusselements und ein Halten des Verschlusselements in einer geöffneten Stellung ermöglicht.
Nach einer weiteren Lehre gemäß Anspruch 16, der eigenständige Bedeutung zukommt, wird eine Verschlusselementanordnung mit einem Verschlusselement, dem eine vorschlagsgemäße Antriebseinheit zugeordnet ist, beansprucht. Auf alle Ausführungen zur vorschlagsgemäßen Antriebseinheit gemäß der ersten Lehre und gemäß der zweiten Lehre darf insoweit verwiesen werden.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt Fig. 1 den Heckbereich eines Kraftfahrzeugs mit einer vorschlagsgemäßen Antriebseinheit zur motorischen Verstellung des dortigen Verschlusselements,
Fig.2 eine Querschnittsansicht der Antriebseinheit aus Fig. 1 in a) der Einfahrstellung und b) der Ausfahrstellung und
Fig. 3 das Untersetzungsgetriebe der Antriebseinheit aus Fig. 1 in einer teilfreigeschnittenen Ansicht, einer Detailansicht und einer Querschnittsansicht.
Die vorschlagsgemäße Antriebseinheit 1 ist einer Verschlusselementanordnung 2, beispielsweise einer Heckklappenanordnung, zugeordnet, die wiederum mit einem Verschlusselement 3, hier einer Heckklappe, ausgestattet ist. Die Verschlusselementanordnung 2 ist einem Kraftfahrzeug 4 zugeordnet (Fig. 1 ).
Die Antriebseinheit 1 weist einen ersten mechanischen Antriebsanschluss 5, der mit dem Kraftfahrzeug 4 gekoppelt ist, und einen zweiten mechanischen Antriebsanschluss 6 auf, der mit dem Verschlusselement 3, hier und vorzugsweise der Heckklappe, gekoppelt ist. Der erste mechanische Antriebsanschluss 5 ist linear relativ zum zweiten mechanischen Antriebsanschluss 6 verstellbar, wodurch der Abstand zwischen den beiden Antriebsanschlüssen 5, 6 verändert werden kann. Durch ein lineares Verstellen des ersten mechanischen Antriebsanschluss 5 relativ zum zweiten mechanischen Antriebsanschluss 6 kann das Verschlusselement 3 relativ zum Kraftfahrzeug 4 verstellt werden.
Die Antriebsanschlüsse 5, 6 sind mit einem Antriebsstrang 7 der Antriebseinheit 1 gekoppelt. Der Antriebsstrang 7 weist einen elektrischen Antriebsmotor 8 mit einer um eine geometrische Motorwellenachse A rotierbaren Motorwelle 9 und einem Motorgehäuse 10 und einem dem elektrischen Antriebsmotor 8 antriebstechnisch nachgeschaltetes Untersetzungsgetriebe 11 und einem dem Untersetzungsgetriebe 11 antriebstechnisch nachgeschalteten Vorschubgetriebe 12, hier in Form eines Spindel-Spindelmuttergetriebes, auf, wie Fig. 2 zeigt. Der Antriebsstrang 7 ist hier und vorzugsweise rücktreibbar ausgebildet. Das Spindel-Spindelmuttergetriebe, das in an sich üblicher weise eine Spindel 13 und eine damit kämmende Spindelmutter 14 aufweist, ist zur Erzeugung linearer Antriebsbewegungen entlang einer geometrischen Spindelachse B zwischen einer in Fig. 2a) gezeigten Einfahrstellung und einer in Fig. 2b) gezeigten Ausfahrstellung der Antriebseinheit 1 vorgesehen. Die geometrischen Spindelachse B ist hier und vorzugsweise im montierten Zustand der Antriebseinheit 1 koaxial zur geometrischen Motorwellenachse A angeordnet. Die Spindel 13 ist hier über den elektrischen Antriebsmotor 8 mit dem zweiten mechanischen Antriebsanschluss 6 und die Spindelmutter 14 mit dem ersten mechanischen Antriebsanschluss 5 axialfest gekoppelt. Das Spindel-Spindelmuttergetriebe bewirkt somit das lineare Verstellen der mechanischen Antriebsanschlüsse 5, 6.
Das Planetengetriebe 15 weist in an sich üblicher Weise die Getriebekomponenten Sonnenrad 16, Planetenradträger 17 mit Planetenrädern 18 und Hohlrad 19 auf. Das Sonnenrad 16 ist um eine entsprechende geometrische Sonnenradachse C drehbar. Koaxial dazu ist der Planetenradträger 17 um eine geometrische Planetenradträgerachse drehbar, wobei die Planetenräder 18 auf dem Planetenradträger 17 jeweils um eigene geometrische Planetenradachsen drehbar sind. Ebenfalls koaxial zu dem Sonnenrad 16 ist das Hohlrad 19 auf einer geometrischen Hohlradachse D angeordnet, wobei das Hohlrad 19 hier und vorzugsweise radial und axial gehäusefest angeordnet ist. Denkbar ist auch, dass das Hohlrad 19 axial festgesetzt und radial festsetzbar ist, so dass es je nach Zustand festgesetzt oder frei um seine Hohlradachse 19 drehbar ist. In letzterem Fall kann das Planetengetriebe 15 als schaltbare Kupplung oder als Überlastkupplung genutzt werden. Die Planetenräder 18 stehen im achsparallelen Eingriff mit dem Sonnenrad 16 einerseits und mit dem Hohlrad 19 andererseits. Der Begriff „achsparallel“ bedeutet hier, dass die geometrische Sonnenradachse C, die geometrische Planetenradachsen und die geometrische Hohlradachse D parallel zueinander ausgerichtet sind. Hier und vorzugsweise wird das vom Antriebsmotor 8 erzeugte Drehmoment je nach Getriebestellung des Planetengetriebes 15 entweder über das Hohlrad 19 oder über den Planetenradträger 17 über eine Steckkupplung, beispielsweise einer Vielzahn- oder Klauenkupplung, auf die Spindel 13 übertragen. Auch ist es denkbar, dass der Antriebsmotor 8 nicht die Spindel 13, sondern stattdessen die Spindelmutter 14 antreibt. Wie in den Figuren gezeigt ist, weist die Antriebseinheit 1 ein rohrartiges Gehäuse 20 auf, in dem der Antriebsstrang 7 derart angeordnet ist, dass der Antriebsmotor 8 drehtest mit dem rohrartigen Gehäuse 20 gekoppelt ist.
Wesentlich ist nun, dass das Untersetzungsgetriebe 11 eine dem Sonnenrad 16 zugeordnete Lageranordnung 21 zur radialen Lagerung mit einem zum Sonnenrad 16 drehfesten ersten Lagerabschnitt 22 und einem zum rohrartigen Gehäuse 20 axialfesten und insbesondere drehfesten zweiten Lagerabschnitt 23 aufweist und dass der erste Lagerabschnitt 22 und der zweite Lagerabschnitt 23 derart koaxial zueinander angeordnet und relativ zueinander koaxial drehbar sind, dass das Sonnenrad 16 radialfest zum rohrartigen Gehäuse 20 gelagert ist. Vorliegend ist somit das Sonnenrad 16, vorzugsweise über einen eine Welle bildenden Abschnitt des Sonnenrads 16, in radialer Richtung durch die Lageranordnung 21 gelagert. Der Begriff „radial“ bezieht sich vorliegend immer auf die geometrische Sonnenradachse C. Die Lageranordnung 21 besteht hier nur aus einem einzelnen Lager, insbesondere Wellenlager, kann aber auch mehrere solche Lager umfassen.
Wie die Fig. 3 des Weiteren zeigt, ist hier und vorzugsweise vorgesehen, dass das Sonnenrad 16 ausschließlich durch die Lageranordnung 21 radialfest gehalten ist. Insbesondere ist vorgesehen, dass die Lageranordnung 21 die einzige dem Sonnenrad 16 zugeordnete Lageranordnung 21 ist.
Hier und vorzugsweise ist der erste Lagerabschnitt 22 durch einen Lagerinnenring und der zweite Lagerabschnitt 23 durch einen Lageraußenring ausgebildet.
Es hat sich gezeigt, dass durch die radiale Führung des Sonnenrades 16 über die Lageranordnung 21 ein Verkippen des Sonnenrades 16 relativ zur geometrischen Motorwellenachse A verringert oder vollständig unterbunden werden kann, wodurch die Akustik des Planetengetriebes 15 verbessert wird. Ein besonders gutes, akustisches Verhalten des Planetengetriebes 15 kann erreicht werden, wenn das Sonnenrad 16 in radialer Richtung spielfrei durch die Lageranordnung 21 gehalten ist. Auf diese Weise kann ein Verkippen des Sonnenrades 16 relativ zur geometrischen Sonnenradachse C und relativ zur geometrischen Motorwellenachse A zuverlässig verhindert werden. Weiter ist hier und vorzugsweise vorgesehen, dass die Motorwelle 9 unmittelbar über wenigstens ein Motorwellenlager in radialer Richtung gelagert ist und dass das Motorwellenlager vollständig innerhalb des Motorgehäuses 10 angeordnet ist. Unter dem Begriff „Motorwellenlager“ ist vorliegend ein Lager zu verstehen, das der Motorwelle zugeordnet ist und das zur axialen und/oder radialen Lagerung der Motorwelle 9 notwendig ist. Alternativ oder zusätzlich ist vorgesehen, dass ein Abschnitt der Motorwelle 9, der sich außerhalb des Motorgehäuses 10 erstreckt, motorwellenlagerfrei ist. Unter dem Begriff „motorwellenlagerfrei“ ist vorliegend zu verstehen, dass diesem Abschnitt der Motorwelle 9 keine Lageranordnung 21 und/oder kein Motorwellenlager zugeordnet ist.
Es ist dann kein außerhalb des Motorgehäuses 10 angeordnetes Motorwellenlager notwendig, wodurch ein besonders kompakter Aufbau des Motorgehäuses 10 erzielt wird. Gleichzeitig kann der Bauraumbedarf außerhalb des Motorgehäuses 10 gering gehalten werden, da kein Platz für ein der Motorwelle 9 zugeordnetes Motorwellenlager vorgehalten werden muss.
Es ist besonders vorteilhaft, wenn die Lageranordnung 21 ein Wälzlager, insbesondere ein Kugellager, Kegelrollenlager oder Zylinderrollenlager, aufweist. Die Lageranordnung 21 weist dann neben dem ersten Lagerabschnitt 22 und dem zweiten Lagerabschnitt 23 Wälzkörper 24 auf, die mit dem ersten Lagerabschnitt 22 und dem zweiten Lagerabschnitt 23 in Eingriff stehen. Ein Wälzlager kann auch einen Käfig zum Führen der Wälzkörper 24 aufweisen. Wälzlager und insbesondere Kugellager sind besonders kostengünstig und weisen eine hohe Lebensdauer auf. Gleichzeitig können mit Kugellagern sowohl radial als auch axial wirkende Kräfte aufgenommen werden. In der in den Figuren gezeigten und insoweit bevorzugten Ausführungsform ist die Lageranordnung 21 als Rillenkugellager ausgebildet, das besonders kostengünstig ist und sehr gute Laufeigenschaften aufweist.
Es ist auch möglich, dass der erste Lagerabschnitt 22 und der zweite Lagerabschnitt 23 jeweils durch eine Nut ausgebildet sind, die ineinandergreifen oder radial überdeckend zueinander angeordnet sind. Die Nuten und/oder der aus den Nuten gebildete Zwischenraum kann dann wenigstens teilweise mit Wälzkörpern 24 und/oder Schmiermittel gefüllt sein. Weiter ist hier und vorzugsweise vorgesehen, dass das Wälzlager als Kunststoffkugellager mit Wälzkörpern 24 aus Glas ausgebildet ist. Der erste Lagerabschnitt 22 und der zweite Lagerabschnitt 23 sind dann jeweils aus Kunststoff ausgebildet. Sofern das Wälzlager einen Käfig aufweist, ist vorzugsweise auch dieser aus Kunststoff ausgebildet. Dabei können der erste Lagerabschnitt 22 und der zweite Lagerabschnitt 23 aus dem gleichen Kunststoff oder jeweils aus einem anderen Kunststoff ausgebildet sein. Durch die Wahl des Kunststoffs kann die Reibung zwischen den Lagerabschnitten 22, 23 und den Wälzkörpern 24 gezielt eingestellt werden. Gleichzeitig kann die bewegte Masse und das Gesamtgewicht der Antriebseinheit 1 verringert werden. Es ist alternativ auch möglich, dass die Lageranordnung 21 und/oder die Wälzkörper 24 aus Metall ausgebildet sind.
In der in den Figuren gezeigten und insoweit bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der erste Lagerabschnitt 22 drehfest, und vorzugsweise axialfest, insbesondere stoffschlüssig, formschlüssig und/oder kraftschlüssig, insbesondere mittels einer Presspassung, mit dem Sonnenrad 16 verbunden ist, wodurch eine kostengünstige und zuverlässige Verbindung realisiert werden kann. Es ist alternativ auch möglich, dass der erste Lagerabschnitt 22 einstückig mit dem Sonnenrad 16 im Übrigen ausgebildet ist, wodurch die Komplexität des Planetengetriebes 15 insgesamt verringert werden kann.
Es ist alternativ oder zusätzlich möglich, dass der zweite Lagerabschnitt 23 drehfest, und vorzugsweise axialfest, insbesondere stoffschlüssig, formschlüssig und/oder kraftschlüssig, vorzugsweise mittels einer Presspassung, mit dem rohrartigen Gehäuse 20 verbunden ist. Alternativ ist es des Weiteren auch möglich, dass der zweite Lagerabschnitt 23 einstückig mit dem rohrartigen Gehäuse 20 im Übrigen ausgebildet ist.
Für eine ruhige und gleichmäßige Verstellbewegung des Verschlusselements 3 ist es wichtig, dass der Antriebsstrang 7 möglichst keine, im Bestfall überhaupt keine, Unwuchten aufweist. Unwuchten können zu einem erhöhten Verschleiß und einer erhöhten Geräuschentwicklung führen und werden als besonders störend empfunden. Durch eine ungenaue Anordnung in radialer Richtung der Komponente des Antriebsmotors 8 und des Sonnenrades 16 kann es zu Fluchtungsfehlern zwischen dem Sonnenrad 16 und der Motorwelle 9 und zur Entstehung einer Unwucht kommen, die die Kinematik der Antriebseinheit 1 negativ beeinflusst. Um dies zu verhindern ist vorzugsweise vorgesehen, dass zwischen dem Sonnenrad 16 und der Motorwelle 9 in radialer Richtung eine Spielpassung zum Ausgleich eines Achsversatzes zwischen dem Sonnenrad 16 und der Motorwelle 9 vorgesehen ist.
Durch die Spielpassung ist sichergestellt, dass das Drehmoment um die geometrische Motorwellenachse A zwar von der Motorwelle 9 auf das Sonnenrad 16 und umgekehrt übertragen wird. Gleichzeitig können jedoch radiale Fluchtungsfehler zwischen der Motorwelle 9 und dem Sonnenrad 16 ausgeglichen werden, wodurch Unwuchten, die auf die Motorwelle 9 und/oder das Sonnenrad 16 übertragen werden können, verringert werden, so dass eine besonders gleichmäßige Drehung der Motorwelle 9 und des Sonnenrads 16 ermöglicht wird.
Weiter ist hier und vorzugsweise vorgesehen, dass in radialer Richtung zwischen der Motorwelle 9 und dem Sonnenrad 16 ein drehfest mit der Motorwelle 9 gekoppelter Wellenaufsatz 25 vorgesehen ist und dass zwischen dem Sonnenrad 16 und dem Wellenaufsatz 25 ein radiales Spiel vorgesehen ist.
Es ist besonders vorteilhaft, wenn der Wellenaufsatz 25 aus Kunststoff ausgebildet ist, da der Kunststoff als zusätzlicher Dämpfer in radialer Richtung und in Umfangsrichtung zwischen der vorzugsweise aus Metall ausgebildeten Motorwelle 9 und dem ersten Sonnenrad 16, das vorzugsweise ebenfalls aus Metall ausgebildet ist, fungiert. Somit ist in vorteilhafter Weise wenigstens eine Kunststoffkomponente zwischen diesen beiden Metallkomponenten angeordnet. Es ist alternativ jedoch auch möglich, dass der Wellenaufsatz 25 aus Metall ausgebildet ist.
In der in den Figuren gezeigten und insoweit bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Lageranordnung 21 als Multifunktionsteil ausgebildet ist, das neben der radialen Lagerung des Sonnenrades 16 als weitere Funktion eine Bremseinrichtung 26, wirkend nach Art einer Reibbremse, zum Halten des Verschlusselements 3 in einer geöffneten Stellung ausbildet. Die Bremseinrichtung 26 wirkt nach Art einer Reibbremse, so dass die Bremswirkung zumindest überwiegend auf Reibeffekten beruht. Die Reibeffekte können durch Gleitreibung und/oder Rollreibung hervorgerufen werden. Insoweit ist der Ausdruck „wirkend nach Art einer Reibbremse“ hier und im Weiteren weit zu verstehen.
Die Bremswirkung wird somit, vorzugsweise ohne zusätzliche Komponenten im Antriebsstrang 7, durch die Lageranordnung 21 selbst erzeugt. Die Lageranordnung 21 weist dafür einen definierten Widerstand auf, wodurch das der Lageranordnung 21 zugeordnete Sonnenrad 16 dauerhaft gebremst wird. Somit wendet sich die vorliegende Erfindung von dem bisherigen Einsatz von Lageranordnungen 21 in Antriebseinheiten 1 dahingehend diametral ab, dass durch eine entsprechende Auslegung der Lageranordnungskomponenten nun nicht mehr ein möglichst geringer Widerstand der Lageranordnung 21 angestrebt wird. Es liegt vielmehr der Gedanke zugrunde, die Lageranordnungskomponenten derart auszulegen, dass ein erhöhter, auf Reibung beruhender Widerstand der Lageranordnung 21 angestrebt wird, so dass die Lageranordnung 21 selbst die Bremseinrichtung 26, wirkend nach Art einer Reibbremse, ausbildet. Da das Sonnenrad 16 drehfest mit der Motorwelle 9 gekoppelt ist, übt die als Bremseinrichtung 26 ausgebildete Lageranordnung 21 eine Bremskraft direkt auf die Motorwelle 9 aus.
Die als Bremseinrichtung 26 ausgebildete Lageranordnung 21 ist hier und vorzugsweise dazu ausgebildet, das Verschlusselement 3 in einer in Fig. 1 gezeigten, geöffneten Stellung zu halten. Dies kann die maximal geöffnete Stellung und/oder eine Zwischenstellung zwischen der maximal geöffneten Stellung und der geschlossenen Stellung des Verschlusselements 3 sein.
Der Einsatz einer Lageranordnung 21 bzw. eines Lagers, insbesondere Wellenlagers, als Bremseinrichtung 26 ist besonders vorteilhaft, da entsprechende Lager in vielfältiger Ausgestaltung kostengünstig erwerbbar sind. Es sind somit keine weiteren Komponenten notwendig, wodurch ein besonders geringer Bauraumbedarf erzielt werden kann. Gleichzeitig kann die Komplexität der Antriebseinheit 1 verringert werden, da die Anzahl der verwendeten Komponenten verringert ist. Durch die Ausbildung der Lageranordnung 21 als Multifunktionsteil wird eine hohe Funktionsdichte erreicht. Es ist möglich, auf eine separate Bremsvorrichtung zu verzichten oder eine gegebenenfalls erforderliche separate Bremsvorrichtung geringer dimensionieren zu können. Hier und vorzugsweise ist die Bremseinrichtung 26 ausreichend, um das Verschlusselement 3 in einer geöffneten Stellung zu halten, so dass keine zusätzliche, separate Bremsvorrichtung benötigt wird.
Die Bremseinrichtung 26 durch die Lageranordnung 21 auszubilden, ist dahingehend besonders vorteilhaft, dass die Lageranordnung 21 alle notwendigen Komponenten bereits aufweist und keine zusätzlichen Komponenten notwendig sind, wie im Folgenden noch erläutert wird. Es ist dann möglich, die Lageranordnung 21 derart anzupassen, dass diese eine höhere Reibung aufweist und somit als Bremseinrichtung 26 fungiert. Der Bauraumbedarf der Bremseinrichtung 26 und damit der Antriebseinheit 1 insgesamt kann auf diese Weise besonders geringgehalten und Kosteneinsparungen erzielt werden.
In der in den Figuren gezeigten und insoweit bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Lageranordnung 21 dem Sonnenrad 16 unmittelbar zugeordnet ist, wie in Fig. 3 erkennbar ist. Unter dem Begriff "unmittelbar dem Sonnenrad 16 zugeordnet" ist vorliegend zu verstehen, dass der erste Lagerabschnitt 22 dieselbe Drehzahl aufweist wie das Sonnenrad 16. Durch die drehfeste Kopplung des Sonnenrads 16 mit der Motorwelle 9 weist die Motorwelle 9 hier und vorzugsweise dieselbe Drehzahl auf wie das Sonnenrad 16. Durch diese mittelbare Zuordnung der Lageranordnung 21 zur Motorwelle 9 wirkt die Bremseinrichtung 26 ohne eine Über- oder Untersetzung auf die Motorwelle 9 ein. Die Motorwelle 9 weist gegenüber dem Planetenradträger 17 des Untersetzungsgetriebes 11 und der Spindel 13 eine höhere Drehzahl auf. Das erforderliche Bremsmoment nimmt mit zunehmender Untersetzung der Drehzahl zu, so dass mit einer Bremskraft bei einer der Motorwelle 9 zugeordneten Bremseinrichtung 26 eine gleiche Bremswirkung erzielt werden kann wie bei einer höheren Bremskraft bei einer der Spindel 13 zugeordneten Bremseinrichtung 26. Es sind also folglich besonders geringe Bremskräfte ausreichend, wenn die Lageranordnung 21 dem Sonnenrad 16 und somit mittelbar der Motorwelle 9 zugeordnet ist, wie in Fig. 3 gezeigt ist. Das Verschlusselement 3 kann in einer geöffneten Stellung gehalten werden. Dabei übt der gesamte Antriebsstrang 7 einen Widerstand auf die Motorwelle 9 gegen ein Verstellen aus, so dass ein Verstellen des Antriebsstrangs 7 nur gegen das auf die Motorwelle 9 einwirkende Bremsmoment erfolgen kann. Es ist vorgesehen, dass das durch den Antriebsstrang 7 auf die Motorwelle 9 einwirkende Bremsmoment wenigstens zu 50 %, vorzugsweise wenigstens zu 65 %, weitervorzugsweise zu wenigstens 80 %, durch die Bremseinrichtung 17 verursacht ist.
Durch die Ausbildung der Lageranordnung 21 als Bremseinrichtung 26 und insbesondere durch die Zuordnung der Lageranordnung 21 zum Sonnenrad 16, das hier und vorzugsweise dieselbe Drehzahl wie die Motorwelle 9 aufweist, sind besonders geringe durch die Lageranordnung 21 erzeugte Bremsmomente ausreichend, um die Motorwelle 9 zuverlässig zu bremsen. Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn die Bremseinrichtung 26 dazu ausgebildet ist, ein Bremsmoment auf die Motorwelle 9 auszuüben in einem Bereich von 2 Nmm bis 60 Nmm, vorzugsweise von 5 Nmm bis 40 Nmm, weiter vorzugsweise von 10 Nmm bis 25 Nmm.
Zum Einstellen des auf die Motorwelle 9 einwirkenden Bremsmoments, insbesondere zur Erhöhung des auf die Motorwelle 9 einwirkenden Bremsmoments, sind mehrere Möglichkeiten in Bezug auf die Lageranordnung 21 gegeben. In der in den Figuren gezeigten und insoweit bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der erste Lagerabschnitt 22 und der zweite Lagerabschnitt 23 ein abgedichtetes Lagervolumen 27 umschließen, das wenigstens teilweise mit einem Schmiermittel, insbesondere Lagerfett, gefüllt ist. Unter dem Begriff "Lagervolumen" 27 ist vorliegend das von dem ersten Lagerabschnitt 22 und dem zweiten Lagerabschnitt 23 umschlossene Volumen abzüglich der zwischen dem ersten Lagerabschnitt 22 und dem zweiten Lagerabschnitt 23 angeordneten Wälzkörper 24 zu verstehen. Durch den Einsatz des Schmiermittels kann der innere Widerstand der Lageranordnung 21 erhöht werden, da die Wälzkörper 24 bei einer Bewegung der Motorwelle 9 das Schmiermittel entsprechend verdrängen müssen, wodurch Reibeffekte zwischen den Wälzkör- pern 24 und dem Schmiermittel sowie Reibeffekte innerhalb des Schmiermittels entstehen. Hier und vorzugsweise ist das Lagervolumen 27 zu wenigstens 35 %, weiter vorzugsweise zu wenigstens 40 %, weiter vorzugsweise zu wenigstens 50 %, mit Schmiermittel gefüllt, wodurch ein besonders hoher innerer Widerstand der Lageranordnung 21 erreicht und die Bremswirkung der Lageranordnung 21 erhöht wird. Um den Widerstand von herkömmlichen Lageranordnungen 21 gering zu halten, weisen Lageranordnungen 21 gemäß dem Stand der Technik ein genau auf das Lager und dessen Anwendung abgestimmte Schmiermittelmenge und ein mit bis zu 30 % mit Schmiermittel gefülltes Lagervolumen 27 auf. Bis zu diesem Füllgrad überwiegt die durch das Schmiermittel bedingte Verringerung der Reibung zwischen den Wälzkörpern 24 und dem ersten und zweiten Lagerabschnitt 22, 23 gegenüber der Walkarbeit, die die Wälzkörper 24 aufgrund des Schmiermittels verrichten müssen. Bei Füllgeraden von wenigstens 35 % nimmt die Walkarbeit deutlich zu, da die Wälzkörper 24 nun eine erhöhte Masse verdrängen müssen, wodurch der durch das Schmiermittel bedingte Vorteil der geringeren Reibung zwischen den Wälzkörpern 24 und dem ersten und zweiten Lagerabschnitt 22, 23 ausgeglichen wird und der innere Widerstand der Lageranordnung 21 deshalb zunimmt. Durch den erfindungsgemäßen höheren Füllgrad mit Schmiermittel wird der innere Widerstand somit insgesamt erhöht, so dass das durch die Bremseinrichtung 26 erzeugte Bremsmoment auf diese Weise wirkungsvoll gesteigert werden kann.
Durch die Auswahl des Schmiermittels kann der innere Widerstand der Lageranordnung 21 zusätzlich angepasst werden. So kann beispielsweise ein besonders hochviskoses Schmiermittel den inneren Widerstand der Lageranordnung 21 gegenüber einem Schmiermittel mit einer besonders geringen Viskosität erhöhen.
Zur Erhöhung der Reibung der Lageranordnung 21 ist in der in den Figuren gezeigten und insoweit bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, dass eine Komponente gewählt aus dem ersten Lagerabschnitt 22 und dem zweiten Lagerabschnitt 23 axialfest und drehfest mit einer Dichtscheibe 28 verbunden ist und dass die Dichtscheibe 28 zur jeweils anderen Komponente 22, 23 eine Übergangspassung aufweist, wodurch die Dichtscheibe 28 und die andere Komponente 22, 23 derart in Eingriff stehen, dass eine Reibkraft zwischen der Dichtscheibe 28 und der anderen Komponente 22, 23 ausgebildet wird, wodurch die Dichtscheibe 28 und die andere Komponente 22, 23 derart in Eingriff stehen, dass die Dichtscheibe 28, der erste Lagerabschnitt 22 und der zweite Lagerabschnitt 23 das Lagervolumen 27 umschließen und dass eine Reibkraft zwischen der Dichtscheibe 28 und der anderen Komponente 22, 23 ausgebildet wird, die höher ist als eine zum Abdichten des Lagervolumens 27 notwendige Kraft, wodurch das durch die Bremseinrichtung 26 erzeugte Bremsmoment erhöht wird. Entsprechende Dichtscheiben 28 können vorliegend auch ohne den Einsatz von Schmiermittel verwendet werden, um die Bremswirkung der Lageranordnung 21 zu erhöhen.
Unter dem Begriff "verbunden" ist vorliegend eine stoffschlüssige, formschlüssige und/oder kraftschlüssige Verbindung zu verstehen, die auch eine einstückige Ausbildung zwischen der Dichtscheibe 28 und der entsprechenden Komponente gewählt aus dem ersten Lagerabschnitt 22 und dem zweiten Lagerabschnitt 23 umfasst. Entsprechende Dichtscheiben 28 sind bekannt, um das Lagervolumen 27 auch in axialer Richtung zuverlässig abzudichten und ein gegebenenfalls im Lagervolumen 27 befindliches Schmiermittel am Austritt aus der Lageranordnung 21 zu hindern. Durch die Übergangspassung wird jedoch eine über die Dichtfunktion hinausgehende, erhöhte Reibung zwischen der Dichtscheibe 28 und der anderen Komponente 22, 23 erzeugt, wodurch das von der Lageranordnung 21 erzeugte Bremsmoment erhöht wird.
Hier und vorzugsweise ist die Dichtscheibe 28 axialfest und drehfest mit dem zweiten Lagerabschnitt 23 verbunden, so dass die Dichtscheibe 28 unter Ausbildung einer Reibwirkung mit dem ersten Lagerabschnitt 22 in Eingriff steht.
Bei der in Fig. 3 gezeigten und insoweit bevorzugten Ausführungsform ist der zweite Lagerabschnitt 23 mit zwei Dichtscheiben 28 axialfest und drehfest verbunden. Dabei ist der zweite Lagerabschnitt 23 jeweils an seinen axialen Stirnseiten mit jeweils einer Dichtscheibe 28 verbunden.
Die von der Lageranordnung 21 auf die Motorwelle 9 einwirkende Bremskraft kann, wie oben erläutert, durch Einsatz eines Schmiermittels und/oder die Verwendung von Dichtscheiben 28 mit einer entsprechenden Übergangspassung angepasst werden. Eine alternative oder zusätzliche Maßnahme zur Erhöhung des auf die Motorwelle 9 einwirkenden Bremsmoments sieht vorzugsweise vor, dass das radiale Lagerspiel eine Presspassung zur Erhöhung der Lagerreibung aufweist. Unter dem Begriff „Presspassung“ ist allgemein zu verstehen, dass das innere Höchstmaß der aufnehmenden Komponente immer kleiner als das äußere Kleinstmaß der aufgenommenen Komponente ist und steht somit in direkter Abgrenzung zu einer Spielpassung und einer Übergangspassung. In der Regel weisen Lageranordnungen 21 von Antriebseinheiten 1 im Stand der Technik eine Spielpassung auf, um eine möglichst geringe Reibung zu gewährleisten. Vorliegend ist unter einer "Spielpassung" zu verstehen, dass das innere Mindestmaß der aufnehmenden Komponente größer als das äußere Höchstmaß der aufgenommenen Komponente ist.
Es hat sich vorliegend gezeigt, dass eine gute Bremswirkung der Motorwelle 9 erzielt werden kann, wenn das Lagerspiel eine Presspassung aufweist. Hier und vorzugsweise ist vorgesehen, dass das Lagerspiel eine Presspassung mit einem maximalen Übermaß von 1 pm bis 10 pm, vorzugsweise von 2 pm bis 5 pm, weiter vorzugsweise von 3 pm bis 4 pm, aufweist.
Zur Kostenreduktion ist eine einfache und schnelle Montage der Antriebseinheit 1 in besonderem Maße erstrebenswert. Die Montage kann in besonders einfacher Weise erfolgen, wenn das Untersetzungsgetriebe 11 als vormontierte Funktionseinheit mit einem Getriebegehäuse 29 ausgestaltet ist, wenn die Lageranordnung 21 integraler Bestandteil des vormontierten Untersetzungsgetriebes 11 ist, wenn der Antriebsmotor 8 als vormontierte Funktionseinheit ausgestaltet ist und wenn das vormontierte Untersetzungsgetriebe 11 in einem Montageschritt entlang der geometrischen Motorwellenachse A auf den vormontierten Antriebsmotor 8 derart aufschiebbar ist, dass das Untersetzungsgetriebe 11 antriebstechnisch mit der Motorwelle 9 gekoppelt ist.
Das Getriebegehäuse 29 ist im montierten Zustand in vorteilhafter Weise drehfest mit dem rohrartigen Gehäuse 20 gekoppelt. Im Anschluss an das Einschieben des Antriebsmotors 8 in das rohrartige Gehäuse 20 kann somit in einem Montageschritt das vormontierte Untersetzungsgetriebe 11 axial bezogen auf die geometrische Motorwellenachse A in das rohrartige Gehäuse 20 eingeschoben und derart auf den Antriebsmotor 8 aufgeschoben werden, dass das Untersetzungsgetriebe 11 antriebtechnisch mit der Motorwelle 9 gekoppelt wird, wodurch auch die als Bremseinrichtung 26 ausgebildete Lageranordnung 21 in vorteilhafter Weise mit der Motorwelle 9 gekoppelt wird. Gemäß einer weiteren Lehre, der eigenständige Bedeutung zukommt, ist eine Antriebseinheit 1 zum motorischen Verstellen eines Verschlusselements 3 mit einem ersten mechanischen Antriebsanschluss 5 und einem zweiten mechanischen Antriebsanschluss 6, die linear relativ zueinander verstellbar sind, vorgesehen, wobei die Antriebseinheit 1 einen mit den Antriebsanschlüssen 5, 6 gekoppelten, insbesondere rücktreibbaren, Antriebsstrang 7 mit einem elektrischen Antriebsmotor 8 mit einer um eine geometrische Motorwellenachse A rotierbaren Motorwelle 9 und einem Motorgehäuse 10 und einem dem elektrischen Antriebsmotor 8 antriebstechnisch nachgeschalteten Untersetzungsgetriebe 11 und einem dem Untersetzungsgetriebe 11 antriebstechnisch nachgeschalteten Vorschubgetriebe 12, insbesondere Spindel-Spindelmuttergetriebe, aufweist und wobei der Antriebsstrang 7 innerhalb eines rohrartigen Gehäuses 20 der Antriebseinheit 1 angeordnet ist. Hier und vorzugsweise ist das Untersetzungsgetriebe 11 als Planetengetriebe 15 ausgebildet, das ein drehbares Sonnenrad 16 und koaxial dazu einen drehbaren Planetenradträger 17 und ein festgesetztes oder festsetzbares Hohlrad 19 aufweist, wobei der Planetenradträger 17 wenigstens ein drehbares Planetenrad 18 trägt, das in achsparallelem Eingriff mit dem Sonnenrad 16 einerseits und dem Hohlrad 19 andererseits steht.
Wesentlich ist nun, dass die Antriebseinheit 1 eine Bremseinrichtung 26, wirkend nach Art einer Reibbremse, zum Halten des Verschlusselement 3 in einer geöffneten Stellung aufweist, dass die Bremseinrichtung 26 durch eine einer Welle der Antriebseinheit 1 zugeordnete Lageranordnung 21 selbst ausgebildet ist und dass das durch den Antriebsstrang 7 auf die Motorwelle 9 einwirkende Bremsmoment wenigstens zu 50 % durch die Bremseinrichtung 26 verursacht ist. Auf alle Ausführungen zur vorschlagsgemäßen Antriebseinheit gemäß der ersten Lehre darf insoweit verwiesen werden.
Gemäß einer weiteren Lehre, der eigenständige Bedeutung zukommt, ist eine Verschlusselementanordnung 2 mit einem Verschlusselement 3, dem eine vorschlagsgemäße Antriebseinheit 1 zugeordnet ist, vorgesehen. Auf alle Ausführungen zur vorschlagsgemäßen Antriebseinheit 1 gemäß der ersten Lehre und gemäß der zweiten Lehre darf insoweit verwiesen werden.

Claims

Patentansprüche
1 . Antriebseinheit zum motorischen Verstellen eines Verschlusselements (3) mit einem ersten mechanischen Antriebsanschluss (5) und einem zweiten mechanischen Antriebsanschluss (6), die linear relativ zueinander verstellbar sind, wobei die Antriebseinheit (1 ) einen mit den Antriebsanschlüssen (5, 6) gekoppelten, insbesondere rücktreibbaren, Antriebsstrang (7) mit einem elektrischen Antriebsmotor (8), der eine um eine geometrische Motorwellenachse (A) rotierbare Motorwelle (9) und ein Motorgehäuse (10) aufweist, einem dem elektrischen Antriebsmotor (8) antriebstechnisch nachgeschalteten Untersetzungsgetriebe (11 ) und einem dem Untersetzungsgetriebe (11 ) antriebstechnisch nachgeschalteten Vorschubgetriebe (12), insbesondere Spindel-Spindelmutterge- triebe, aufweist, wobei das Untersetzungsgetriebe (11 ) als Planetengetriebe
(15) ausgebildet ist, wobei das Planetengetriebe (15) ein drehbares Sonnenrad
(16) und koaxial dazu einen drehbaren Planetenradträger (17) und ein festgesetztes oder festsetzbares Hohlrad (19) aufweist, wobei der Planetenradträger
(17) wenigstens ein drehbares Planetenrad (18) trägt, das in achsparallelem Eingriff mit dem Sonnenrad (16) einerseits und dem Hohlrad (19) andererseits steht, und wobei der Antriebsstrang (7) innerhalb eines rohrartigen Gehäuses (20) der Antriebseinheit (1 ) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Untersetzungsgetriebe (11 ) eine dem Sonnenrad (16) zugeordnete Lageranordnung (21 ) zur radialen Lagerung mit einem zum Sonnenrad (16) drehfesten ersten Lagerabschnitt (22) und einem zum rohrartigen Gehäuse (20) axialfesten und insbesondere drehfesten zweiten Lagerabschnitt (23) aufweist und dass der erste Lagerabschnitt (22) und der zweite Lagerabschnitt (23) derart koaxial zueinander angeordnet und relativ zueinander koaxial drehbar sind, dass das Sonnenrad (16) radialfest zum rohrartigen Gehäuse (20) gelagert ist.
2. Antriebseinheit nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Sonnenrad (16) in radialer Richtung spielfrei durch das Lager gehalten ist.
3. Antriebseinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Motorwelle (9) unmittelbar über wenigstens ein Motorwellenlager in radialer Richtung gelagert ist, und dass das Motorwellenlager vollständig innerhalb des Motorgehäuses (10) angeordnet ist, und/oder, dass ein Abschnitt der Motorwelle (9), der sich außerhalb des Motorgehäuses (10) erstreckt, motorwellenlagerfrei ist.
4. Antriebseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lageranordnung (21 ) ein Wälzlager, insbesondere ein Kugellager, Kegelrollenlager oder Zylinderrollenlager, aufweist.
5. Antriebseinheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Wälzlager als Kunststoffwellenlager mit Wälzkörpern (24) aus Glas ausgebildet ist.
6. Antriebseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Lagerabschnitt (22) drehfest, und vorzugsweise axialfest, insbesondere stoffschlüssig, formschlüssig und/oder kraftschlüssig, vorzugsweise mittels einer Presspassung mit dem Sonnenrad (16) verbunden ist, oder, dass der erste Lagerabschnitt (22) einstückig mit dem Sonnenrad (16) im Übrigen ausgebildet ist, und/oder, dass der zweite Lagerabschnitt (23) drehfest, und vorzugsweise axialfest, insbesondere stoffschlüssig, formschlüssig und/oder kraftschlüssig, vorzugsweise mittels einer Presspassung mit dem rohrartigen Gehäuse (2) verbunden ist, oder, dass der zweite Lagerabschnitt (23) einstückig mit dem rohrartigen Gehäuse (20) im Übrigen ausgebildet ist.
7. Antriebseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Sonnenrad (16) und der Motorwelle (9) in radialer Richtung eine Spielpassung zum Ausgleich eines Achsversatzes zwischen dem Sonnenrad (16) und der Motorwelle (9) vorgesehen ist.
8. Antriebseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in radialer Richtung zwischen der Motorwelle (9) und dem Sonnenrad (16) ein drehfest mit der Motorwelle (9) gekoppelter Wellenaufsatz (25) vorgesehen ist und dass zwischen dem Sonnenrad (16) und dem Wellenaufsatz (25) ein radiales Spiel vorgesehen ist.
9. Antriebseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lageranordnung (21 ) als Multifunktionsteil ausgebildet ist, das neben der radialen Lagerung des Sonnenrades (16) als weitere Funktion eine Bremseinrichtung (26), wirkend nach Art einer Reibbremse, zum Halten des Verschlusselements (3) in einer geöffneten Stellung ausbildet.
10. Antriebseinheit nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das durch den Antriebsstrang (7) auf die Motorwelle (9) einwirkende Bremsmoment wenigstens zu 50 %, vorzugsweise wenigstens zu 65 %, weiter vorzugsweise zu wenigstens 80 %, durch die Bremseinrichtung (17) verursacht ist.
11. Antriebseinheit nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Lagerabschnitt (22) und der zweite Lagerabschnitt (23) ein abgedichtetes Lagervolumen (27) umschließen, das wenigstens teilweise mit einem Schmiermittel, insbesondere Lagerfett, gefüllt ist, vorzugsweise, dass das Lagervolumen (27) zu wenigstens 35 %, vorzugsweise zu wenigstens 40 %, weiter vorzugsweise zu wenigstens 50 %, mit Schmiermittel gefüllt ist.
12. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 9 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass eine Komponente gewählt aus dem ersten Lagerabschnitt (22) und dem zweiten Lagerabschnitt (23) axialfest und drehfest mit einer Dichtscheibe (28) verbunden ist und dass die Dichtscheibe (28) zur jeweils anderen Komponente (22, 23) eine Übergangspassung aufweist, wodurch die Dichtscheibe (28) und die andere Komponente (22, 23) derart in Eingriff stehen, dass die Dichtscheibe (28), der erste Lagerabschnitt (22) und der zweite Lagerabschnitt (23) das Lagervolumen (27) umschließen und dass eine Reibkraft zwischen der Dichtscheibe (28) und der anderen Komponente (22, 23) ausgebildet wird, die höher ist als eine zum Abdichten des Lagervolumens (27) notwendige Kraft, wodurch das durch die Bremseinrichtung (26) erzeugte Bremsmoment erhöht wird.
13. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das radiale Lagerspiel eine Presspassung zur Erhöhung der Lagerreibung aufweist, vorzugsweise, dass das Lagerspiel eine Überpassung mit einem maximalen Übermaß von 1 pm bis 10 pm, vorzugsweise von 2 pm bis 5 pm, weiter vorzugsweise von 3 pm bis 4 pm, aufweist.
14. Antriebseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Untersetzungsgetriebe (11 ) als vormontierte Funktionseinheit mit einem Getriebegehäuse (29) ausgestaltet ist, dass die Lageranordnung (21 ) integraler Bestandteil des vormontierten Untersetzungsgetriebes (11 ) ist, dass der Antriebsmotor (8) als vormontierte Funktionseinheit ausgestaltet ist und dass das vormontierte Untersetzungsgetriebe (11 ) in einem Montageschritt entlang der geometrischen Motorwellenachse (A) auf den vormontierten Antriebsmotor (8) derart aufschiebbar ist, dass das Untersetzungsgetriebe (11 ) antriebstechnisch mit der Motorwelle (9) gekoppelt ist.
15. Antriebseinheit zum motorischen Verstellen eines Verschlusselements (3) mit einem ersten mechanischen Antriebsanschluss (5) und einem zweiten mechanischen Antriebsanschluss (6), die linear relativ zueinander verstellbar sind, wobei die Antriebseinheit (1 ) einen mit den Antriebsanschlüssen (5, 6) gekoppelten, insbesondere rücktreibbaren, Antriebsstrang (7) mit einem elektrischen Antriebsmotor (8), der eine um eine geometrische Motorwellenachse (A) rotierbare Motorwelle (9) und ein Motorgehäuse (10) aufweist, einem dem elektrischen Antriebsmotor (8) antriebstechnisch nachgeschalteten Untersetzungsgetriebe (11 ) und einem dem Untersetzungsgetriebe (11 ) antriebstechnisch nachgeschalteten Vorschubgetriebe (12), insbesondere Spindel-Spindelmutterge- triebe, aufweist, wobei das Untersetzungsgetriebe (11 ) insbesondere als Planetengetriebe (15) ausgebildet ist, das ein drehbares Sonnenrad (16) und koaxial dazu einen drehbaren Planetenradträger (17) und ein festgesetztes oder festsetzbares Hohlrad (19) aufweist, wobei der Planetenradträger (17) wenigstens ein drehbares Planetenrad (18) trägt, das in achsparallelem Eingriff mit dem Sonnenrad (16) einerseits und dem Hohlrad (19) andererseits steht, und wobei der Antriebsstrang (7) innerhalb eines rohrartigen Gehäuses (20) der Antriebseinheit (1 ) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit (1 ) eine Bremseinrichtung (26), wirkend nach Art einer Reibbremse, zum Halten des Verschlusselements (3) in einer geöffneten Stellung aufweist, dass die Bremseinrichtung (26) durch eine einer Welle der Antriebseinheit (1 ) zugeordnete Lageranordnung (21 ) selbst ausgebildet ist und dass das durch den Antriebsstrang (7) auf die Motorwelle (9) einwirkende Bremsmoment wenigstens zu 50 % durch die Bremseinrichtung (26) verursacht ist.
16. Verschlusselementanordnung mit einem Verschlusselement (3), dem eine Antriebseinheit (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche zugeordnet ist.
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