WO2023237586A1 - Türantriebsvorrichtung zum elektromotorischen verstellen einer fahrzeugtür - Google Patents

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WO2023237586A1
WO2023237586A1 PCT/EP2023/065190 EP2023065190W WO2023237586A1 WO 2023237586 A1 WO2023237586 A1 WO 2023237586A1 EP 2023065190 W EP2023065190 W EP 2023065190W WO 2023237586 A1 WO2023237586 A1 WO 2023237586A1
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WO
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drive device
section
door drive
intermediate element
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PCT/EP2023/065190
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Matthias SEUBERT
Christian Wagner
Melanie Angermüller
Frank Schneider
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Brose Fahrzeugteile Se & Co. Kommanditgesellschaft, Bamberg
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    • E05Y2900/00Application of doors, windows, wings or fittings thereof
    • E05Y2900/50Application of doors, windows, wings or fittings thereof for vehicles
    • E05Y2900/53Type of wing
    • E05Y2900/531Doors

Definitions

  • Door drive device for electrically adjusting a vehicle door
  • the invention relates to a door drive device for electrically adjusting a vehicle door according to the preamble of claim 1.
  • Such a door drive device is used to adjust a vehicle door relative to a vehicle body, in particular to adjust a vehicle side door.
  • Such a door drive device includes an electric motor, a gear and an output element.
  • the transmission has a first gear stage that can be driven by the electric motor and a second gear stage that is operatively connected to the first gear stage.
  • the output element is operatively connected to the second gear stage, so that an adjusting force for adjusting the vehicle door can be delivered by driving the output element.
  • the first gear stage includes a first housing part.
  • the second gear stage includes a planetary gear that can be driven by the first gear stage and a second housing part that forms a ring gear toothing of the planetary gear.
  • a door drive device described in DE 10 2015 215 627 A1 has an adjustment part in the manner of a tether, which is connected in an articulated manner to a vehicle body and can be adjusted via a drive device on the side of the vehicle door, in order in this way to move the vehicle door relative to the vehicle body.
  • the Drive device has a cable drum which can be rotated and is connected to the adjustment part in the form of the tether via a transmission element in the form of a pull cable in such a way that by rotating the cable drum the adjustment part is moved to the cable drum and the vehicle door can thereby be adjusted.
  • a door drive device with a switching device which is used to establish an operative connection between two components and comprises at least one switching element that is adjustable in order to switch the switching device between different switching states.
  • the drive device has a planetary gear driven via a worm gear.
  • the object of the present invention is to provide a door drive device which enables a simple design, in particular for coupling the first gear stage and the second gear stage.
  • the transmission has an intermediate element which is arranged between the first housing part and the second housing part and connects the first housing part and the second housing part to one another in a torque-proof manner.
  • the door drive device uses a two-stage gearbox.
  • a first gear stage is arranged on the input side of an electric motor and is driven by the electric motor during operation.
  • a second gear stage which is designed as a planetary gear, is in operative connection with the first gear stage and is assigned to an output element, via which an adjusting force can be delivered and introduced into a force flow for adjusting the vehicle door.
  • the first gear stage and the second gear stage each have a housing part, wherein a first housing part of the first gear stage is to be connected in a torque-proof manner to a second housing part of the second gear stage.
  • the second housing part of the second gear stage forms a ring gear toothing for the planetary gear, which, when the door drive device is used as intended, is torque-proof and therefore fixed in position and position relative to the first housing part of the first gear stage.
  • Different requirements must be met at the interface between the first housing part and the second housing part.
  • the housing parts must be connected to one another in a torque-tight manner so that the housing parts cannot adjust to one another during operation and the ring gear toothing of the planetary gear of the second gear stage is therefore held in place during operation.
  • the housing parts must be centered relative to one another in such a way that components of the first gear stage and the second gear stage mounted in the housing parts are arranged relative to one another in the intended manner in order to ensure low-friction and low-noise operation.
  • a transition between the housing parts should be sealed so that moisture cannot get into the area of gear elements of the gear stages inside the housing parts during operation, especially if the door drive device is arranged inside a vehicle door.
  • an intermediate element is arranged in the door drive device between the first housing part of the first gear stage and the second housing part of the second gear stage, which connects the first housing part and the second housing part to one another in a torque-proof manner.
  • the intermediate element establishes the connection between the housing parts and is connected on the one hand to the first housing part of the first gear stage and on the other hand to the second housing part of the second gear stage.
  • the intermediate element can be used to establish a firm hold of the housing parts on one another.
  • the housing parts can be positioned relative to one another in the intended manner via the intermediate element and thus centered.
  • the intermediate element also makes it possible to adjust a transition between the housing parts so that it meets desired requirements, in particular with regard to tightness.
  • the housing parts can be made of a metal material or a plastic material.
  • the intermediate element can be made of a metal material or a plastic material.
  • the material of the housing parts and/or the intermediate element can be adapted to the expected environmental conditions and in particular be media-resistant, with no complex post-processing being required for the production of the intermediate element.
  • the first gear stage has a drive wheel that can be rotated relative to the first housing part and an axle element connected to the drive wheel.
  • the drive wheel is driven by the electric motor and is operatively connected to the second gear stage via the axle element.
  • a driving force is introduced into the second gear stage and transmitted to the output element via the second gear stage.
  • the intermediate element rotatably supports the axle element.
  • the intermediate element thus also provides storage for components of the first gear stage, in particular the axle element of the first gear stage on which the drive wheel is arranged.
  • the intermediate element can directly provide a bearing, for example a plain bearing, for the axle element, in that the intermediate element forms a cylindrical bearing opening in which the axle element rests.
  • the intermediate element can form a bearing seat in which a (separate) bearing, for example a ball bearing, is accommodated, so that the intermediate element carries a bearing of the transmission and above it provides a bearing for the axle element.
  • the fact that the intermediate element also serves to support the axle element ensures that the storage of the axle element for the operative connection with the second gear stage is coordinated with the centering of the housing parts with one another.
  • the intermediate element is arranged between the housing parts and connects the housing parts to one another in a torque-proof manner.
  • the housing parts can thus be centered relative to one another in the intended manner via the intermediate element, with the storage of the axle element additionally ensuring that the axle element with the drive wheel arranged thereon is mounted along a predetermined axis of rotation within the first housing part and is therefore also aligned with the second housing part .
  • a bearing seat for receiving a bearing for example a ball bearing
  • a bearing for example a ball bearing
  • the rib sections have stop elements for axially limiting the bearing seat.
  • the bearing for example formed by a ball bearing, rests axially on the stop elements and is supported radially via the rib sections.
  • the bearing can be, for example, by a Fixing element can be fixed, which is attached to the intermediate element and, for example, engages positively with locking sections in the recessed sections of the bearing seat.
  • the first gear stage can, for example, form a reduction stage with which a rotary movement of the electric motor is reduced to a slower rotary movement of the drive wheel.
  • the first gear stage can be designed, for example, as a worm gear, in which a drive worm that can be driven by the electric motor meshes with the drive wheel.
  • the drive worm which forms a worm gearing, is arranged on a motor shaft of the electric motor and is rotated by the electric motor during operation. The rotational movement of the drive worm is converted into a rotational movement of the drive wheel and thus of the axle element carrying the drive wheel, which is operatively connected to the second gear stage and thus drives the second gear stage.
  • the drive worm is rotatable about a first longitudinal axis relative to the first housing part.
  • the electric motor can be connected to the first housing part, so that the electric motor is arranged in a stationary manner in relation to the first housing part.
  • a motor shaft extends along the first longitudinal axis, so that the drive worm can be rotated about the first longitudinal axis by rotating the motor shaft.
  • the drive wheel is rotatable relative to the first housing part about a second longitudinal axis directed perpendicular to the first longitudinal axis.
  • the first longitudinal axis, about which the drive worm is rotatable, and the second longitudinal axis, about which the drive wheel and also the axle element carrying the drive wheel are rotatable, are thus aligned at a right angle to one another. This results in a favorable introduction of force with speed reduction via the first gear stage and with a space-efficient arrangement of the motor to the gearbox.
  • the second longitudinal axis, about which the drive wheel is rotatable, can correspond to an axis of rotation of the output element and a central axis of the planetary gear of the second gear stage, about which in particular planet carriers of the second gear stage are rotatable.
  • the axle element has teeth that mesh with planetary gears of the second gear stage.
  • the axle element is used for driving the second gear stage and is in tooth engagement with planetary gears of the second gear stage via a toothing, for example at one end of the axle element.
  • the axle element thus implements an input-side sun gear for the second gear stage in such a way that the planet gears are rotated by rotating the axle element and in this way a driving force can be introduced into the output element.
  • the planet gears of the second gear stage mesh with the ring gear teeth of the second housing part, which is connected to the first housing part in a torque-proof manner and is therefore held in a stationary manner.
  • the planet gears of the second gear stage rotate and mesh with the fixed ring gear toothing of the second housing part, so that the planet gears rotate in the second housing part around the associated axis of rotation and thus transmit torque to a planet carrier on which the planet gears are rotatably mounted becomes.
  • the planetary gear of the second gear stage is formed by a two-stage planetary gear.
  • the second gear stage has an arrangement of first planet gears rotatably arranged on a first planet carrier and meshing with the ring gear toothing and an arrangement of second planet gears rotatably arranged on a second planet carrier and meshing with the ring gear toothing.
  • the first planet gears on the first planet carrier are preferably in operative connection with the axle element of the first gear stage and are therefore driven during operation via the axle element.
  • an output takes place via the second planet carrier, which is preferably connected to the output element in such a way that the output element is rotated relative to the second housing part when the second planet carrier is rotated.
  • the result is an arrangement in which a first planet carrier rotatably supports first planet gears and a second planet carrier rotatably supports second planet gears.
  • the first planetary gears are driven during operation via the first gear stage.
  • the output element is driven via the second planet carrier and thus an adjusting force is emitted.
  • the intermediate element has a first engagement section which engages in an opening of the first housing part. Additionally or alternatively, the intermediate element can have a second engagement section which engages in an opening of the second housing part.
  • the first engagement section and/or the second engagement section are formed, for example, by a cylindrical collar section which engages in an associated cylindrical opening of the first housing part or the second housing part.
  • the intermediate element is connected via such engagement sections on the one hand to the first housing part and on the other hand to the second housing part.
  • the engagement sections can be used to center and also secure the housing parts to one another in a torque-resistant manner, in that when the engagement sections engage in the respective associated opening of the associated housing part, the housing parts are centered relative to one another and connected to one another in the intended manner.
  • the first engagement section engages axially in the associated opening of the first housing part.
  • the second engagement section engages axially in the associated opening of the second housing part.
  • the intermediate element is sealed in a moisture-tight manner on the first engagement section relative to the first housing part and/or on the second engagement section relative to the second housing part.
  • a transition between the intermediate element and the respective associated housing part, which is sealed in a moisture-tight manner, can therefore also be produced via the engagement sections. Because the intermediate element is sealed on the one hand from the first housing part and on the other hand from the second housing part, a transition between the housing parts is sealed in a moisture-tight manner, so that moisture cannot get into the area of the transmission parts within the housing parts from the outside.
  • the centering function and the sealing function can be spatially separated from one another at the engagement sections.
  • the first engagement section has a first centering section for centering contact with the first housing part and a first sealing section, spaced axially and/or radially from the first centering section, for sealing relative to the first housing part.
  • the second can Engagement section has a second centering section for centering contact with the second housing part and a second sealing section spaced axially and/or radially from the second centering section for sealing relative to the second housing part.
  • the centering section of the respective engagement section can be adapted to an associated section of the first housing part in such a way that the respective housing part is fixed with little play in a centered, correct position relative to the intermediate element.
  • a seal is created via the sealing section, for example by a sealing element, for example in the form of a circumferential O-ring, being arranged on the sealing section. Because the sealing element should be elastically deformable for a sufficient sealing effect, a larger clearance can be provided between the sealing section and an associated housing section of the respective housing part, so that the sealing element is elastically deformed in sealing contact and can thus seal a transition in a moisture-tight manner.
  • the centering section and the sealing section of the respective engagement section can, for example, be separated from one another via a step and thus be spaced apart from one another both axially and radially.
  • the intermediate element has a flange section which extends circumferentially on the intermediate element and which protrudes radially relative to the first engagement section and/or to the second engagement section.
  • the flange section can, for example, define a parting plane by arranging the first housing part on a first side of the flange section and the second housing part on a second side of the flange section facing away from the first side.
  • the intermediate element has at least a first positive-locking section for fixing the intermediate element to the first housing part in a torque-proof manner.
  • the first form-fitting section can be arranged, for example, on the first engagement section or on the flange section and, in the mounted position, engages in an associated counter contour on the first housing part, so that a torque-resistant connection is created between the first housing part and the intermediate element due to a form-fitting connection.
  • the intermediate element has at least one second form-fitting section for fixing the intermediate element to the second housing part in a torque-proof manner.
  • the second form-fitting section can be arranged, for example, on the second engagement section or on the flange section and, in the mounted position, engages in an associated counter contour on the second housing part, so that a torque-resistant connection is created between the second housing part and the intermediate element due to a form-fitting connection.
  • the second form-fitting section can be formed, for example, by a toothing section which engages with the ring gear toothing.
  • the ring gear toothing is therefore used in synergistic double use for the torque-proof fixing of the second housing part on the intermediate element by producing an engagement between the toothed section on the intermediate element and the ring gear toothing during assembly.
  • the door drive device is used to drive a vehicle door, in particular a vehicle side door.
  • the door drive device can be connected to a door hinge via the output element, for example, and can act on a joint axis of the door hinge in order to adjust the vehicle door in this way.
  • a kinematic transmission for transmitting an adjusting force to the vehicle door is also conceivable and possible, for example a lever mechanism in the manner of a four-bar linkage or the like.
  • FIG. 1 shows a schematic view of a vehicle door on a vehicle with a door drive device arranged thereon;
  • Fig. 2 is a view of an exemplary embodiment of a door drive device
  • Fig. 3 is a view of a gearbox of a door drive device
  • Fig. 4 is another view of the transmission
  • Fig. 5 shows yet another view of the transmission
  • Fig. 6 shows yet another view of the transmission
  • 7 shows a view of the transmission without a ring gear formed by a housing part of a second transmission stage
  • Fig. 9 is a separate view of the intermediate element
  • Fig. 10 is a sectional view through the intermediate element
  • Fig. 11 shows the sectional view according to Fig. 10, together with one on the
  • Fig. 12 is a sectional view of the transmission
  • Fig. 13 is a partially enlarged view of the arrangement according to Fig. 12;
  • Fig. 15 is a schematic view of an intermediate element between two housing parts of a transmission, according to another exemplary embodiment.
  • FIG. 1 shows a schematic view of a vehicle 1, which has a vehicle door 11 in the form of a vehicle side door that can be pivoted to form a vehicle body 10.
  • the vehicle door 11 is coupled to the vehicle body 10 via door hinges 110 and can be pivoted about the door hinges 110 to the vehicle body 10.
  • a door drive device 2 is used for the electric motor adjustment of the vehicle door 11 relative to the vehicle body 10 and for this purpose has an electric motor 20 and a gear 21 for introducing an adjustment force into the vehicle door 11.
  • the door drive device 2 can, for example, act on one of the door hinges 110 and introduce a torque into a joint axis of the door hinge 110 in order to adjust the vehicle door 11 between a closed and an open position in an electric motor-driven manner.
  • an electric motor 20 is coupled to a gear 21 which has two gear stages 22, 23.
  • An output element 24 is driven via the transmission 21, which is in operative connection, for example, with a joint axis of a door hinge 110 of a vehicle door 11 or drives a kinematic transmission, for example a four-bar linkage or the like, in order in this way to move the vehicle door 11 relative to the vehicle body 10 .
  • the door drive device 2 can, for example, be arranged in a stationary manner on the vehicle door 11 and in this case is adjusted together with the vehicle door 11.
  • the door drive device 2 can be arranged, for example, in a door interior of the vehicle door 11, for example in a wet room of the vehicle door 11.
  • the first gear stage 22 of the gearbox 21 has a housing part 220 to which the electric motor 20 and a control device 27 are firmly connected. 3 to 8, a drive wheel 222 arranged on an axle element 223 is accommodated in the housing part 220, which meshes with a drive worm 221 arranged on a motor shaft 200 of the electric motor 20 in such a way that that the drive wheel 222, driven by the drive worm 221, can be set in a rotational movement within the housing part 220.
  • the motor shaft 200 with the drive worm 221 arranged thereon can be rotated about a first longitudinal axis L1 relative to the housing part 220.
  • the drive wheel 222 is non-rotatably connected to the axle element 223 and can be rotated relative to the housing part 220 about a second longitudinal axis L2 perpendicular to the first longitudinal axis L1.
  • the axes of rotation L1, L2 of the drive worm 221 on the one hand and of the drive wheel 222 on the other hand are therefore perpendicular to one another.
  • the second gear stage 23 is formed by a planetary gear and has a housing part 230 which has a cylindrical basic shape and forms a ring gear toothing 236 in an inner cavity, as can be seen, for example, in FIG. 5.
  • the planetary gear has two planetary gear stages with two groups of planetary gears 232, 234, each of which is rotatably mounted on an associated planet carrier 231, 235 and meshes with the ring gear toothing 236.
  • First planet gears 232 on a first planet carrier 231 are in tooth engagement with a toothing 224 at one end of the axle element 223, so that the axle element 223 drives the planet gears 232 and sets them in rotation during operation, which causes the planet gears 232 to rotate on the ring gear teeth 236 and thereby rotate the planet carrier 231 within the housing part 230.
  • the planet carrier 231 of the first planetary gear stage is connected in a rotationally fixed manner to an axle element 233, which has teeth which are in toothing engagement with the planet gears 234 on the planet carrier 235 of the second planetary gear stage. If the first planet carrier 231 is thus set into a rotational movement, driven via the first gear stage 22, this is transmitted via the axle element 233 to the planet gears 234 of the second planetary gear stage, so that the planet gears 234 rotate on the ring gear toothing 236 and thereby the planet carrier 235 within the Turn housing part 230.
  • the planet carrier 235 is firmly connected to the output element 24, so that a rotational movement of the planet carrier 235 leads to a rotation of the output element 24.
  • the housing parts 220, 230 are torque-proof relative to one another, so that the ring gear toothing 236 of the housing part 230 is held in position relative to the housing part 220 during operation and thus stationary to the electric motor.
  • an intermediate element 25 is provided, which is arranged between the housing parts 220, 230 and centers the housing parts 220, 230 to one another and also fixes them to one another in a torque-proof manner.
  • the intermediate element 25 has a first engagement section 250 in the form of a cylindrical collar section which protrudes axially along the longitudinal axis L2 from a flange section 251 and engages in an associated opening 225 (see for example FIG. 3) of the housing part 220.
  • the intermediate element 25 also has a second engagement section 253 on a side of the flange 251 facing away from the engagement section 250, which is also formed by a cylindrical collar section and engages in the inner cavity of the housing part 230.
  • the housing parts 220, 230 are arranged relative to one another in such a way that the gear stages 22, 23 are aligned with one another in the intended manner.
  • the intermediate element 25 forms a bearing seat in which the bearing 26 is accommodated.
  • the bearing seat is formed by rib sections 255, which are lined up along a circumferential direction pointing around the longitudinal axis L2, with recessed sections 256 being formed between the rib sections 255, which spring back radially relative to the rib sections 255.
  • the bearing 26 is supported radially via the rib sections 255.
  • stop elements 257 are also formed, against which the bearing 26 abuts axially, so that the bearing seat is axially limited by the stop elements 257.
  • the bearing 26 On a side facing away from the stop elements 257, the bearing 26 is fixed via a fixing element 260, which, for example, engages with locking sections in the recessed sections 256 and thus fixes the bearing 26 axially in the bearing seat.
  • the bearing 26 serves to support the axle element 223 of the first gear stage 22. Because the bearing 26 is arranged on the intermediate element 25 and is therefore centered by the intermediate element 25 and because the housing parts 220, 230 are aligned with one another via the intermediate element 25 and are therefore centered, It is ensured that the axle element 223 and thus the drive wheel 222 are radially supported in the intended, centered manner within the housing part 220. In addition, the ring gear toothing 236 and thus the planetary gear of the second gear stage 23 is centered on the axle element 223, as can be seen, for example, from the sectional views according to FIGS. 12 and 13, so that low-friction and low-noise operation results.
  • the housing parts 220, 230 are fixed to each other in a torque-tight manner in the assembled position.
  • positive locking sections 252 in the form of radially projecting projection elements on the flange section 251 can engage in an associated counter contour on the housing part 220, so that a torque-resistant connection between the intermediate element 25 and the housing part 220 is created.
  • form-fitting sections 254 in the form of toothing sections on the second engagement section 253 can engage in the ring gear toothing 236 and thus fix the housing part 230 in a torque-proof manner relative to the intermediate element 25 and thus also to the housing part 220.
  • intermediate element 25 results in a simple, cost-effective connection between the housing parts 220, 230.
  • Intermediate element 25 can provide the function of centering and a torque-resistant connection.
  • the intermediate element 25 also serves to mount gear elements, in particular the first gear stage 22.
  • a transition between the housing parts 220, 230 can also be sealed in a moisture-tight manner via the intermediate element 25 by a transition between the housing part 220 and the intermediate element 25, for example in the area of the engagement section 250, and also a transition between the housing part 230 and the intermediate element 25, for example in the area of the engagement section 253, is sealed in a moisture-tight manner, for example by providing sealing elements in the form of O-rings.
  • connection of the intermediate element 25 to the adjacent housing parts 220, 230 is established via the engagement sections 250, 253, which protrude axially from the flange section 251 in the form of cylindrical collar sections.
  • the engagement sections 250, 253 provide centering, torque-proof fixing and also sealing, so that a transition between the housing parts 220, 230 is sealed to the outside in a moisture-tight manner.
  • the engagement section 250 has a centering section 250A on the side facing the housing part 220 and a sealing section 250B offset axially and radially from the centering section 250A.
  • the housing part 220 is centered relative to the intermediate element 25 via the centering section 250A, which is accommodated with little play on an associated section of the housing part 220.
  • the sealing section 250B takes place by using a sealing element 258 arranged thereon in the form of, for example, an O- A seal around the housing part 220.
  • a centering section 250A and a separated sealing section 250B are only provided on the engagement section 250
  • radial Sealing section 253B offset from the centering section 253A is provided with a sealing element 259 arranged thereon in the form of, for example, an O-ring.
  • a centering section 250A, 253A is spatially separated from a sealing section 250B, 253B of the engagement section 250, 253, a sealing effect is independent of centering. Centering relative to the respectively assigned housing part 220, 230 is preferably carried out with little play between the mutually assigned sections. In contrast, a sealing effect requires an elastic deformation on a sealing element 258, 259 and correspondingly greater play between mutually assigned sections.
  • a door drive device of the type described can be used to adjust a vehicle side door on a vehicle, but also, for example, to adjust a tailgate in a vehicle.
  • the door drive device is used to initiate an adjusting force for adjusting the vehicle door, wherein the door drive device can act directly on a door hinge or a kinematic gear can also be arranged on the output side of the door drive device, for example in the form of a four-bar linkage or another lever mechanism.

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Abstract

Eine Türantriebsvorrichtung (2) zum elektromotorischen Verstellen einer Fahrzeugtür (11) umfasst einen Elektromotor (20), ein Getriebe (21), das eine durch den Elektromotor (20) antreibbare, erste Getriebestufe (22) und eine mit der ersten Getriebestufe (22) wirkverbundene, zweite Getriebestufe (23) aufweist, und ein mit der zweiten Getriebestufe (23) wirkverbundenes Abtriebselement (24) zum Abgeben einer Verstellkraft zum Verstellen der Fahrzeugtür (11). Die erste Getriebestufe (22) weist ein erstes Gehäuseteil (220) auf. Die zweite Getriebestufe (23) weist ein durch die erste Getriebestufe (22) antreibbares Planetengetriebe und ein eine Hohlradverzahnung (236) des Planetengetriebes ausbildendes, zweites Gehäuseteil (230) auf. Das Getriebe (21) weist ein Zwischenelement (25) auf, das zwischen dem ersten Gehäuseteil (220) und dem zweiten Gehäuseteil (230) angeordnet ist und das erste Gehäuseteil (220) und das zweite Gehäuseteil (230) drehmomentfest miteinander verbindet.

Description

Türantriebsvorrichtung zum elektromotorischen Verstellen einer Fahrzeugtür
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Türantriebsvorrichtung zum elektromotorischen Verstellen einer Fahrzeugtür nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine solche Türantriebsvorrichtung dient zum Verstellen einer Fahrzeugtür relativ zu einer Fahrzeugkarosserie, insbesondere zum Verstellen einer Fahrzeugseitentür.
Eine solche Türantriebsvorrichtung umfasst einen Elektromotor, ein Getriebe und ein Abtriebselement. Das Getriebe weist eine durch den Elektromotor antreibbare, erste Getriebestufe und eine mit der ersten Getriebestufe Wirkverbundene, zweite Getriebestufe auf. Mit der zweiten Getriebestufe ist das Abtriebselement wirkverbunden, sodass durch Antreiben des Abtriebselements eine Verstellkraft zum Verstellen der Fahrzeugtür abgegeben werden kann. Die erste Getriebestufe umfasst ein erstes Gehäuseteil. Die zweite Getriebestufe umfasst ein durch die erste Getriebestufe antreibbares Planetengetriebe und ein eine Hohlradverzahnung des Planetengetriebes ausbildendes, zweites Gehäuseteil.
Eine in der DE 10 2015 215 627 A1 beschriebene Türantriebsvorrichtung weist ein Verstellteil nach Art eines Fangbands auf, das gelenkig mit einer Fahrzeugkarosserie verbunden und über eine Antriebsvorrichtung auf Seiten der Fahrzeugtür verstellt werden kann, um auf diese Weise die Fahrzeugtür relativ zur Fahrzeugkarosserie zu bewegen. Die Antriebsvorrichtung weist eine Seiltrommel auf, die verdreht werden kann und über ein Übertragungselement in Form eines Zugseils mit dem Verstellteil in Form des Fangbands verbunden ist derart, dass durch Verdrehen der Seiltrommel das Verstellteil zu der Seiltrommel bewegt und dadurch die Fahrzeugtür verstellt werden kann.
Aus der DE 102017230 151 A1 ist eine Türantriebsvorrichtung mit einer Schalteinrichtung bekannt, die zum Herstellen einer Wirkverbindung zwischen zwei Bauteilen dient und zumindest ein Schaltelement umfasst, das verstellbar ist, um die Schalteinrichtung zwischen unterschiedlichen Schaltzuständen zu schalten. Die Antriebsvorrichtung weist ein über ein Schneckengetriebe angetriebenes Planetengetriebe auf.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Türantriebsvorrichtung zur Verfügung zu stellen, die eine einfache Bauweise insbesondere für eine Kopplung der ersten Getriebestufe und der zweiten Getriebestufe ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch eine Türantriebsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Demnach weist das Getriebe ein Zwischenelement auf, das zwischen dem ersten Gehäuseteil und dem zweiten Gehäuseteil angeordnet ist und das erste Gehäuseteil und das zweite Gehäuseteil drehmomentfest miteinander verbindet.
Die Türantriebsvorrichtung verwendet ein zweistufiges Getriebe. Eine erste Getriebestufe ist eingangsseitig auf Seiten eines Elektromotors angeordnet und wird über den Elektromotor im Betrieb angetrieben. Eine zweite Getriebestufe, die als Planetengetriebe ausgebildet ist, ist mit der ersten Getriebestufe in Wirkverbindung und einem Abtriebselement zugeordnet, über das eine Verstellkraft abgegeben und in einen Kraftfluss zum Verstellen der Fahrzeugtür eingeleitet werden kann.
Die erste Getriebestufe und die zweite Getriebestufe weisen jeweils ein Gehäuseteil auf, wobei ein erstes Gehäuseteil der ersten Getriebestufe drehmomentfest mit einem zweiten Gehäuseteil der zweiten Getriebestufe zu verbinden ist. Das zweite Gehäuseteil der zweiten Getriebestufe bildet eine Hohlradverzahnung für das Planetengetriebe aus, die im Betrieb bei bestimmungsgemäßer Verwendung der Türantriebsvorrichtung drehmomentfest und somit orts- und lagefest zu dem ersten Gehäuseteil der ersten Getriebestufe festzulegen ist. An der Schnittstelle zwischen dem ersten Gehäuseteil und dem zweiten Gehäuseteil sind hierbei unterschiedliche Anforderungen zu erfüllen. So sind die Gehäuseteile drehmomentfest miteinander zu verbinden, sodass die Gehäuseteile sich im Betrieb nicht zueinander verstellen können und somit die Hohlradverzahnung des Planetengetriebes der zweiten Getriebestufe im Betrieb festgehalten ist. Zudem sind die Gehäuseteile so zueinander zu zentrieren, dass in den Gehäuseteilen gelagerte Bauelemente der ersten Getriebestufe und der zweiten Getriebestufe in bestimmungsgemäßer Weise zueinander angeordnet sind, um einen reibungsarmen und geräuscharmen Betrieb zu gewährleisten. Ein Übergang zwischen den Gehäuseteilen sollte dazu abgedichtet sein, sodass Feuchtigkeit im Betrieb, insbesondere wenn die Türantriebsvorrichtung im Inneren einer Fahrzeugtür angeordnet ist, nicht in den Bereich von Getriebeelementen der Getriebestufen im Inneren der Gehäuseteile gelangen kann.
Um das Erfüllen solcher Anforderungen zu erleichtern, ist bei der Türantriebsvorrichtung zwischen dem ersten Gehäuseteil der ersten Getriebestufe und dem zweiten Gehäuseteil der zweiten Getriebestufe ein Zwischenelement angeordnet, das das erste Gehäuseteil und das zweite Gehäuseteil drehmomentfest miteinander verbindet. Das Zwischenelement stellt die Verbindung zwischen den Gehäuseteilen her und ist einerseits mit dem ersten Gehäuseteil der ersten Getriebestufe und andererseits mit dem zweiten Gehäuseteil der zweiten Getriebestufe verbunden. Über das Zwischenelement kann hierbei zum einen ein fester Halt der Gehäuseteile aneinander hergestellt werden. Zum anderen können die Gehäuseteile über das Zwischenelement in bestimmungsgemäßer Weise zueinander positioniert und somit zentriert werden. Das Zwischenelement ermöglicht hierbei auch, einen Übergang zwischen den Gehäuseteilen so einzustellen, dass er gewünschte Anforderungen, insbesondere hinsichtlich einer Dichtheit, erfüllt.
Die Gehäuseteile können aus einem Metallmaterial oder aus einem Kunststoffmaterial hergestellt sein. Ebenso kann das Zwischenelement aus einem Metallmaterial oder einem Kunststoffmaterial gefertigt sein. Das Material der Gehäuseteile und/oder des Zwischenelements kann hierbei den zu erwartenden Umgebungsbedingungen angepasst werden und insbesondere medienbeständig sein, wobei für die Fertigung des Zwischenelements keine aufwändige Nachbearbeitung erforderlich ist.
In einer Ausgestaltung weist die erste Getriebestufe ein zu dem ersten Gehäuseteil drehbares Antriebsrad und ein mit dem Antriebsrad verbundenes Achselement auf. Das Antriebsrad wird im Betrieb über den Elektromotor angetrieben und steht über das Achselement mit der zweiten Getriebestufe in Wirkverbindung. Über das Achselement wird somit eine Antriebskraft in die zweite Getriebestufe eingeleitet und über die zweite Getriebestufe auf das Abtriebselement übertragen.
In einer Ausgestaltung lagert das Zwischenelement das Achselement drehbar. Das Zwischenelement stellt somit auch eine Lagerung für Bauteile der ersten Getriebestufe zur Verfügung, insbesondere das Achselement der ersten Getriebestufe, an dem das Antriebsrad angeordnet ist. Das Zwischenelement kann unmittelbar ein Lager, zum Beispiel ein Gleitlager, für das Achselement zur Verfügung stellen, indem das Zwischenelement eine zylindrische Lageröffnung ausbildet, in der das Achselement einliegt. In anderer Ausgestaltung kann das Zwischenelement einen Lagersitz ausbilden, in dem ein (gesondertes) Lager, zum Beispiel ein Kugellager, aufgenommen ist, sodass das Zwischenelement ein Lager des Getriebes trägt und darüber eine Lagerung für das Achselement zur Verfügung stellt.
Dadurch, dass das Zwischenelement auch zur Lagerung des Achselements dient, ist sichergestellt, dass die Lagerung des Achselements zur Wirkverbindung mit der zweiten Getriebestufe abgestimmt ist auf die Zentrierung der Gehäuseteile miteinander. Das Zwischenelement ist zwischen den Gehäuseteilen angeordnet und verbindet die Gehäuseteile drehmomentfest miteinander. Über das Zwischenelement können somit die Gehäuseteile in bestimmungsgemäßer Weise zueinander zentriert sein, wobei über die Lagerung des Achselements zusätzlich sichergestellt ist, dass das Achselement mit dem daran angeordneten Antriebsrad entlang einer vorbestimmten Drehachse innerhalb des ersten Gehäuseteils gelagert ist und damit auch zum zweiten Gehäuseteil ausgerichtet ist.
Ein Lagersitz zum Aufnehmen eines Lagers, zum Beispiel eines Kugellagers, kann beispielsweise durch eine Mehrzahl von Rippenabschnitten an dem Zwischenelement geformt sein, die entlang einer Umfangsrichtung aneinander angereiht sind. Alternierend entlang der Umfangsrichtung zu den Rippenabschnitten sind radial zurückversetzte Abschnitte geformt. Solche zurückversetzten Abschnitte können beispielsweise eine Eingriffskontur ausbilden, in die ein Fixierungselement zur axialen Fixierung des Lagers an dem Zwischenelement eingreifen kann.
In einer Ausgestaltung weisen zumindest einige der Rippenabschnitte Anschlagelemente zur axialen Begrenzung des Lagersitzes auf. In montierter Stellung liegt das Lager, zum Beispiel ausgebildet durch ein Kugellager, axial an den Anschlagelementen an und ist radial über die Rippenabschnitte abgestützt. An einer den Anschlagelementen abgewandten axialen Seite kann das Lager hierbei zum Beispiel durch ein Fixierungselement fixiert sein, das an dem Zwischenelement befestigt ist und dazu zum Beispiel mit Rastabschnitten formschlüssig in die zurückversetzten Abschnitte des Lagersitzes eingreift.
Die erste Getriebestufe kann beispielsweise eine Untersetzungsstufe ausbilden, mit der eine Drehbewegung des Elektromotors untersetzt wird in eine langsamere Drehbewegung des Antriebsrads.
Die erste Getriebestufe kann beispielsweise als Schneckengetriebe ausgestaltet sein, bei dem eine durch den Elektromotor antreibbare Antriebsschnecke mit dem Antriebsrad kämmt. Die eine Schneckenverzahnung ausbildende Antriebsschnecke ist an einer Motorwelle des Elektromotors angeordnet und wird im Betrieb durch den Elektromotor verdreht. Die Drehbewegung der Antriebsschnecke wird hierbei umgesetzt in eine Drehbewegung des Antriebsrads und somit des das Antriebsrad tragenden Achselements, das mit der zweiten Getriebestufe wirkverbunden ist und somit die zweite Getriebestufe antreibt.
In einer Ausgestaltung ist die Antriebsschnecke um eine erste Längsachse relativ zu dem ersten Gehäuseteil drehbar. Der Elektromotor kann hierbei mit dem ersten Gehäuseteil verbunden sein, sodass der Elektromotor ortsfest zu dem ersten Gehäuseteil angeordnet ist. Eine Motorwelle erstreckt sich entlang der ersten Längsachse, sodass durch Verdrehen der Motorwelle die Antriebsschnecke um die erste Längsachse verdreht werden kann. Das Antriebsrad ist demgegenüber um eine senkrecht zur ersten Längsachse gerichtete, zweite Längsachse relativ zu dem ersten Gehäuseteil drehbar. Die erste Längsachse, um die die Antriebsschnecke drehbar ist, und die zweite Längsachse, um die das Antriebsrad und auch das das Antriebsrad tragende Achselement drehbar ist, sind somit unter einem rechten Winkel zueinander ausgerichtet. Es ergibt sich eine günstige Krafteinleitung bei Drehzahluntersetzung über die erste Getriebestufe und bei bauraumeffizienter Anordnung des Motors zum Getriebe.
Die zweite Längsachse, um die das Antriebsrad drehbar ist, kann einer Drehachse des Abtriebselements und einer zentralen Achse des Planetengetriebes der zweiten Getriebestufe entsprechen, um die insbesondere Planetenträger der zweiten Getriebestufe drehbar sind.
In einer Ausgestaltung weist das Achselement eine Verzahnung auf, die mit Planetenrädern der zweiten Getriebestufe kämmt. Das Achselement dient zum Antreiben der zweiten Getriebestufe und steht dazu über eine Verzahnung zum Beispiel an einem Ende des Achselements mit Planetenrädern der zweiten Getriebestufe in Verzahnungseingriff. Das Achselement verwirklicht somit ein eingangsseitiges Sonnenrad für die zweite Getriebestufe derart, dass durch Verdrehen des Achselements die Planetenräder verdreht und auf diese Weise eine Antriebskraft in das Abtriebselement eingeleitet werden kann.
Die Planetenräder der zweiten Getriebestufe kämmen hierbei mit der Hohlradverzahnung des zweiten Gehäuseteils, das drehmomentfest mit dem ersten Gehäuseteil verbunden ist und somit ortsfest gehalten ist. Angetrieben durch das Achselement drehen sich die Planetenräder der zweiten Getriebestufe und kämmen mit der feststehenden Hohlradverzahnung des zweiten Gehäuseteils, sodass die Planetenräder in dem zweiten Gehäuseteil um die zugeordnete Drehachse umlaufen und somit ein Drehmoment auf einen Planetenträger, an dem die Planetenräder drehbar gelagert sind, übertragen wird.
In einer Ausgestaltung ist das Planetengetriebe der zweiten Getriebestufe durch ein zweistufiges Planetengetriebe ausgebildet. Hierzu weist die zweite Getriebestufe eine Anordnung von drehbar an einem ersten Planetenträger angeordneten, mit der Hohlradverzahnung kämmenden, ersten Planetenrädern und eine Anordnung von drehbar an einem zweiten Planetenträger angeordneten, mit der Hohlradverzahnung kämmenden, zweiten Planetenrädern auf. Die ersten Planetenräder an dem ersten Planetenträger stehen vorzugsweise mit dem Achselement der ersten Getriebestufe in Wirkverbindung und werden somit im Betrieb über das Achselement angetrieben. Ein Abtrieb erfolgt demgegenüber über den zweiten Planetenträger, der hierzu vorzugsweise mit dem Abtriebselement verbunden ist derart, dass das Abtriebselement bei einem Verdrehen des zweiten Planetenträgers relativ zu dem zweiten Gehäuseteil verdreht wird.
Es ergibt sich eine Anordnung, bei der ein erster Planetenträger erste Planetenräder drehbar lagert und ein zweiter Planetenträger zweite Planetenräder drehbar lagert. Die ersten Planetenräder werden über die erste Getriebestufe im Betrieb angetrieben. Über den zweiten Planetenträger wird das Abtriebselement angetrieben und somit eine Verstellkraft abgegeben.
Das Planetengetriebe der zweiten Getriebestufe kann eine weitere Untersetzung der Drehzahl bewirken, sodass die Drehzahl des Elektromotors hin zum Abtriebselement verkleinert, ein Drehmoment jedoch übersetzt und somit vergrößert wird. In einer Ausgestaltung weist das Zwischenelement einen ersten Eingriffsabschnitt auf, der in eine Öffnung des ersten Gehäuseteils eingreift. Zusätzlich oder alternativ kann das Zwischenelement einen zweiten Eingriffsabschnitt aufweisen, der in eine Öffnung des zweiten Gehäuseteils eingreift. Der erste Eingriffsabschnitt und/oder der zweite Eingriffsabschnitt sind beispielsweise durch einen zylindrischen Bundabschnitt geformt, der in eine zugeordnete zylindrische Öffnung des ersten Gehäuseteils bzw. des zweiten Gehäuseteils eingreift. Über solche Eingriffsabschnitte erfolgt die Verbindung des Zwischenelements einerseits mit dem ersten Gehäuseteil und andererseits mit dem zweiten Gehäuseteil. Über die Eingriffsabschnitte kann eine Zentrierung und zudem eine drehmomentfeste Festlegung der Gehäuseteile zueinander erfolgen, indem bei Eingriff der Eingriffsabschnitte in die jeweils zugeordnete Öffnung des zugeordneten Gehäuseteils die Gehäuseteile in bestimmungsgemäßer Weise zueinander zentriert und miteinander verbunden werden.
Der erste Eingriffsabschnitt greift axial in die zugeordnete Öffnung des ersten Gehäuseteils ein. Der zweite Eingriffsabschnitt greift demgegenüber axial in die zugeordnete Öffnung des zweiten Gehäuseteils ein. Dadurch, dass der jeweilige Eingriffsabschnitt der zugeordneten Öffnung angepasst ist, ist sichergestellt, dass die Gehäuseteile über das Zwischenelement in lagerichtigerweise zueinander montiert werden.
In einer Ausgestaltung ist das Zwischenelement an dem ersten Eingriffsabschnitt relativ zu dem ersten Gehäuseteil und/oder an dem zweiten Eingriffsabschnitt relativ zu dem zweiten Gehäuseteil feuchtigkeitsdicht abgedichtet. Über die Eingriffsabschnitte kann somit auch ein Übergang zwischen dem Zwischenelement und dem jeweils zugeordneten Gehäuseteil hergestellt werden, der feuchtigkeitsdicht abgedichtet ist. Dadurch, dass das Zwischenelement einerseits zu dem ersten Gehäuseteil und andererseits zu dem zweiten Gehäuseteil abgedichtet ist, wird ein Übergang zwischen den Gehäuseteilen feuchtigkeitsdicht verschlossen, sodass Feuchtigkeit nicht von außen in den Bereich der Getriebeteile innerhalb der Gehäuseteile gelangen kann.
Die Funktion des Zentrierens und die Funktion des Abdichtens kann an den Eingriffsabschnitten hierbei räumlich voneinander separiert sein.
So weist, in einer Ausgestaltung, der erste Eingriffsabschnitt einen ersten Zentrierabschnitt zur zentrierenden Anlage an dem ersten Gehäuseteil und einen axial und/oder radial zu dem ersten Zentrierabschnitt beabstandeten, ersten Dichtabschnitt zum Abdichten relativ zu dem ersten Gehäuseteil auf. Zusätzlich oder alternativ kann der zweite Eingriffsabschnitt einen zweiten Zentrierabschnitt zur zentrierenden Anlage an dem zweiten Gehäuseteil und einen axial und/oder radial zu dem zweiten Zentrierabschnitt beabstandeten, zweiten Dichtabschnitt zum Abdichten relativ zu dem zweiten Gehäuseteil aufweisen. Das Zentrieren des jeweiligen Gehäuseteils zu dem Zwischenelement und das Abdichten erfolgt somit an unterschiedlichen Abschnitten, die räumlich voneinander separiert sind. Dies ermöglicht, die Zentrierwirkung und die Dichtwirkung unabhängig voneinander zu optimieren. So kann für die Zentrierung der Zentrierabschnitt des jeweiligen Eingriffsabschnitts einem zugeordneten Abschnitt des ersten Gehäuseteils so angepasst sein, dass das jeweilige Gehäuseteil mit geringem Spiel in zentrierter, lagerichtigerweise zu dem Zwischenelement festgelegt ist. Über den Dichtabschnitt erfolgt demgegenüber eine Abdichtung, beispielsweise indem an dem Dichtabschnitt ein Dichtelement zum Beispiel in Form eines umlaufenden O-Rings angeordnet ist. Weil für eine hinreichende Dichtwirkung das Dichtelement elastisch verformbar sein soll, kann zwischen dem Dichtabschnitt und einem zugeordneten Gehäuseabschnitt des jeweiligen Gehäuseteils ein größeres Spiel vorgesehen sein, sodass das Dichtelement in dichtender Anlage elastisch verformt ist und somit einen Übergang feuchtigkeitsdicht abdichten kann.
Der Zentrierabschnitt und der Dichtabschnitt des jeweiligen Eingriffsabschnitts können beispielsweise über eine Stufe voneinander getrennt sein und somit sowohl axial als auch radial zueinander beabstandet sein.
In einer Ausgestaltung weist das Zwischenelement einen umfänglich an dem Zwischenelement erstreckten Flanschabschnitt auf, der radial relativ zu dem ersten Eingriffsabschnitt und/oder zu dem zweiten Eingriffsabschnitt vorsteht. Der Flanschabschnitt kann beispielsweise eine Trennebene definieren, indem das erste Gehäuseteil an einer ersten Seite des Flanschabschnitts und das zweite Gehäuseteil an einer der ersten Seite abgewandten, zweiten Seite des Flanschabschnitts angeordnet ist.
In einer Ausgestaltung weist das Zwischenelement zumindest einen ersten Formschlussabschnitt zum drehmomentfesten Festlegen des Zwischenelements an dem ersten Gehäuseteil auf. Der erste Formschlussabschnitt kann beispielsweise an dem ersten Eingriffsabschnitt oder auch an dem Flanschabschnitt angeordnet sein und greift in montierter Stellung in eine zugeordnete Gegenkontur an dem ersten Gehäuseteil ein, sodass darüber aufgrund eines Formschlusses eine drehmomentfeste Verbindung zwischen dem ersten Gehäuseteil und dem Zwischenelement geschaffen ist. In einer Ausgestaltung weist das Zwischenelement zumindest einen zweiten Formschlussabschnitt zum drehmomentfesten Festlegen des Zwischenelements an dem zweiten Gehäuseteil auf. Der zweite Formschlussabschnitt kann beispielsweise an dem zweiten Eingriffsabschnitt oder an dem Flanschabschnitt angeordnet sein und greift in montierter Stellung in eine zugeordnete Gegenkontur an dem zweiten Gehäuseteil ein, sodass darüber aufgrund eines Formschlusses eine drehmomentfeste Verbindung zwischen dem zweiten Gehäuseteil und dem Zwischenelement geschaffen ist.
Der zweite Formschlussabschnitt kann beispielsweise durch einen Verzahnungsabschnitt geformt sein, der mit der Hohlradverzahnung in Eingriff steht. Die Hohlradverzahnung wird somit in synergetischer Doppelverwendung auch zur drehmomentfesten Festlegung des zweiten Gehäuseteils an dem Zwischenelement verwendet, indem bei Montage ein Eingriff zwischen dem Verzahnungsabschnitt an dem Zwischenelement und der Hohlradverzahnung hergestellt wird.
Die Türantriebsvorrichtung dient zum Antreiben einer Fahrzeugtür, insbesondere einer Fahrzeugseitentür. Die Türantriebsvorrichtung kann hierbei über das Abtriebselement zum Beispiel mit einem Türscharnier verbunden sein und auf eine Gelenkachse des Türscharniers einwirken, um auf diese Weise die Fahrzeugtür zu verstellen. Auch ein Kinematikgetriebe zum Übertragen eine Verstellkraft auf die Fahrzeugtür ist denkbar und möglich, zum Beispiel ein Hebelgetriebe nach Art eines Viergelenks oder dergleichen.
Der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke soll nachfolgend anhand der in Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Fahrzeugtür an einem Fahrzeug mit einer daran angeordneten Türantriebsvorrichtung;
Fig. 2 eine Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer Türantriebsvorrichtung;
Fig. 3 eine Ansicht eines Getriebes einer Türantriebsvorrichtung;
Fig. 4 eine andere Ansicht des Getriebes;
Fig. 5 eine wiederum andere Ansicht des Getriebes;
Fig. 6 eine wiederum andere Ansicht des Getriebes; Fig. 7 eine Ansicht des Getriebes, ohne ein durch ein Gehäuseteil einer zweiten Getriebestufe ausgebildetes Hohlrad;
Fig. 8 eine Ansicht einer ersten Getriebestufe des Getriebes zusammen mit einem Zwischenelement;
Fig. 9 eine gesonderte Ansicht des Zwischenelements;
Fig. 10 eine Schnittansicht durch das Zwischenelement;
Fig. 11 die Schnittansicht gemäß Fig. 10, zusammen mit einem an dem
Zwischenelement aufgenommenen Lager;
Fig. 12 eine Schnittansicht des Getriebes;
Fig. 13 eine ausschnittsweise vergrößerte Ansicht der Anordnung gemäß Fig. 12;
Fig. 14 eine schematische Ansicht zweier Gehäuseteile mit einem dazwischen angeordneten Zwischenelement eines Getriebes; und
Fig. 15 eine schematische Ansicht eines Zwischenelements zwischen zwei Gehäuseteilen eines Getriebes, nach einem anderen Ausführungsbeispiel.
Fig. 1 zeigt in einer schematischen Ansicht ein Fahrzeug 1 , das eine zu einer Fahrzeugkarosserie 10 verschwenkbare Fahrzeugtür 11 in Form einer Fahrzeugseitentür aufweist. Die Fahrzeugtür 11 ist über Türscharniere 110 mit der Fahrzeugkarosserie 10 gekoppelt und um die Türscharniere 110 zu der Fahrzeugkarosserie 10 verschwenkbar.
Eine Türantriebsvorrichtung 2 dient zum elektromotorischen Verstellen der Fahrzeugtür 11 relativ zu der Fahrzeugkarosserie 10 und weist hierzu einen Elektromotor 20 und ein Getriebe 21 zum Einleiten einer Verstellkraft in die Fahrzeugtür 11 auf. Die Türantriebsvorrichtung 2 kann beispielsweise an einem der Türscharniere 110 wirken und ein Drehmoment in eine Gelenkachse des Türscharniers 110 einleiten, um auf diese Weise die Fahrzeugtür 11 zwischen einer geschlossenen und einer geöffneten Stellung in elektromotorisch angetriebener Weise zu verstellen. Bei einem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel einer Türantriebsvorrichtung 2 ist ein Elektromotor 20 mit einem Getriebe 21 gekoppelt, das zwei Getriebestufen 22, 23 aufweist. Über das Getriebe 21 wird ein Abtriebselement 24 angetrieben, das beispielsweise mit einer Gelenkachse eines Türscharniers 110 einer Fahrzeugtür 11 in Wirkverbindung steht oder ein Kinematikgetriebe, zum Beispiel ein Viergelenk oder dergleichen, antreibt, um auf diese Weise die Fahrzeugtür 11 relativ zur Fahrzeugkarosserie 10 zu bewegen.
Die Türantriebsvorrichtung 2 kann beispielsweise ortsfest an der Fahrzeugtür 11 angeordnet sein und wird in diesem Fall gemeinsam mit der Fahrzeugtür 11 verstellt. Die Türantriebsvorrichtung 2 kann hierzu zum Beispiel in einem Türinnenraum der Fahrzeugtür 11 angeordnet sein, zum Beispiel in einem Nassraum der Fahrzeugtür 11.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist die erste Getriebestufe 22 des Getriebes 21 ein Gehäuseteil 220 auf, mit dem der Elektromotor 20 und eine Steuereinrichtung 27 fest verbunden ist. In dem Gehäuseteil 220 ist, wie dies aus den unterschiedlichen Ansichten des Getriebes 21 gemäß Fig. 3 bis 8 ersichtlich ist, ein an einem Achselement 223 angeordnetes Antriebsrad 222 aufgenommen, das mit einer an einer Motorwelle 200 des Elektromotors 20 angeordneten Antriebsschnecke 221 kämmt derart, dass das Antriebsrad 222 angetrieben durch die Antriebsschnecke 221 in eine Drehbewegung innerhalb des Gehäuseteils 220 versetzt werden kann.
Die Motorwelle 200 mit der daran angeordneten Antriebsschnecke 221 ist um eine erste Längsachse L1 relativ zu dem Gehäuseteil 220 verdrehbar. Das Antriebsrad 222 ist drehfest mit dem Achselement 223 verbunden und um eine zur ersten Längsachse L1 senkrechte, zweite Längsachse L2 relativ zu dem Gehäuseteil 220 verdrehbar. Die Drehachsen L1 , L2 der Antriebschnecke 221 einerseits und des Antriebsrads 222 andererseits stehen somit senkrecht zueinander.
Die zweite Getriebestufe 23 ist durch ein Planetengetriebe gebildet und weist ein Gehäuseteil 230 auf, das eine zylindrische Grundform aufweist und in einem inneren Hohlraum eine Hohlradverzahnung 236 formt, wie dies zum Beispiel aus Fig. 5 ersichtlich ist. Das Planetengetriebe weist zwei Planetenradstufen auf mit zwei Gruppen von Planetenrädern 232, 234, die jeweils an einem zugeordneten Planetenträger 231 , 235 drehbar gelagert sind und mit der Hohlradverzahnung 236 kämmen.
Erste Planetenräder 232 an einem ersten Planetenträger 231 stehen hierbei mit einer Verzahnung 224 an einem Ende des Achselements 223 in Verzahnungseingriff, sodass das Achselement 223 die Planetenräder 232 antreibt und im Betrieb in eine Drehbewegung versetzt, die dazu führt, dass die Planetenräder 232 an der Hohlradverzahnung 236 umlaufen und dadurch den Planetenträger 231 innerhalb des Gehäuseteils 230 verdrehen.
Der Planetenträger 231 der ersten Planetenradstufe ist drehfest mit einem Achselement 233 verbunden, das eine Verzahnung aufweist, die mit den Planetenrädern 234 am Planetenträger 235 der zweiten Planetenradstufe in Verzahnungseingriff steht. Wird der erste Planetenträger 231 somit, angetrieben über die erste Getriebestufe 22, in eine Drehbewegung versetzt, wird diese über das Achselement 233 auf die Planetenräder 234 der zweiten Planetenradstufe übertragen, sodass die Planetenräder 234 an der Hohlradverzahnung 236 umlaufen und dadurch den Planetenträger 235 innerhalb des Gehäuseteils 230 verdrehen.
Der Planetenträger 235 ist fest mit dem Abtriebselement 24 verbunden, sodass eine Drehbewegung des Planetenträgers 235 zu einem Verdrehen des Abtriebselements 24 führt.
Bei dem Getriebe 21 sind die Gehäuseteile 220, 230 drehmomentfest zueinander festgelegt, sodass die Hohlradverzahnung 236 des Gehäuseteils 230 im Betrieb in Position relativ zu dem Gehäuseteil 220 und damit stationär zum Elektromotor gehalten wird. Um die Gehäuseteile 220, 230 miteinander zu verbinden, ist ein Zwischenelement 25 vorgesehen, das zwischen den Gehäuseteilen 220, 230 angeordnet ist und die Gehäuseteile 220, 230 zueinander zentriert und zudem drehmomentfest zueinander festlegt.
Gesonderte Ansichten des Zwischenelements 25 sind in Fig. 9 und 10 und, gemeinsam mit einem Lager 26, in Fig. 11 dargestellt. Das Zwischenelement 25 weist einen ersten Eingriffsabschnitt 250 in Form eines zylindrischen Bundabschnitts auf, der axial entlang der Längsachse L2 von einem Flanschabschnitt 251 vorsteht und in eine zugeordnete Öffnung 225 (siehe zum Beispiel Fig. 3) des Gehäuseteils 220 eingreift. Das Zwischenelement 25 weist zudem an einer dem Eingriffsabschnitt 250 abgewandten Seite des Flansches 251 einen zweiten Eingriffsabschnitt 253 auf, der ebenfalls durch einen zylindrischen Bundabschnitt geformt ist und in den inneren Hohlraum des Gehäuseteils 230 eingreift. Durch den Eingriff der Eingriffsabschnitte 250, 253 in die Gehäuseteile 220, 230 werden die Gehäuseteile 220, 230 so zueinander angeordnet, dass die Getriebestufen 22, 23 in bestimmungsgemäßer Weise zueinander ausgerichtet werden. In seinem Inneren bildet das Zwischenelement 25 einen Lagersitz aus, in dem das Lager 26 aufgenommen ist. Der Lagersitz wird gebildet durch Rippenabschnitte 255, die entlang einer um die Längsachse L2 weisenden Umfangsrichtung aneinander angereiht sind, wobei zwischen den Rippenabschnitten 255 jeweils zurückversetzte Abschnitte 256 geformt sind, die radial gegenüber den Rippenabschnitten 255 zurückspringen. Über die Rippenabschnitte 255 ist das Lager 26 radial abgestützt. An axialen Enden der Rippenabschnitte 255 sind zudem Anschlagelemente 257 geformt, an denen das Lager 26 axial anschlägt, sodass der Lagersitz axial durch die Anschlagelemente 257 begrenzt ist.
An einer den Anschlagelementen 257 abgewandten Seite ist das Lager 26 über ein Fixierungselement 260 fixiert, das zum Beispiel mit Rastabschnitten in die zurückversetzten Abschnitte 256 eingreift und somit das Lager 26 axial in dem Lagersitz festlegt.
Das Lager 26 dient zur Lagerung des Achselements 223 der ersten Getriebestufe 22. Weil das Lager 26 an dem Zwischenelement 25 angeordnet und somit durch das Zwischenelement 25 zentriert ist und weil zudem die Gehäuseteile 220, 230 über das Zwischenelement 25 zueinander ausgerichtet und somit zentriert sind, wird gewährleistet, dass das Achselement 223 und damit das Antriebsrad 222 in bestimmungsgemäßer, zentrierter Weise innerhalb des Gehäuseteils 220 radial abgestützt sind. Zudem ist die Hohlradverzahnung 236 und somit das Planetengetriebe der zweiten Getriebestufe 23 zu dem Achselement 223 zentriert, wie dies beispielsweise aus den Schnittansichten gemäß Fig. 12 und 13 ersichtlich ist, sodass sich ein reibungsarmer und geräuscharmer Betrieb ergibt.
Die Gehäuseteile 220, 230 sind in montierter Stellung drehmomentfest zueinander festgelegt. Hierzu können in montierter Stellung Formschlussabschnitte 252 in Form von radial vorspringenden Vorsprungselementen an dem Flanschabschnitt 251 in eine zugeordnete Gegenkontur an dem Gehäuseteil 220 eingreifen, sodass darüber eine drehmomentfeste Verbindung zwischen dem Zwischenelement 25 und dem Gehäuseteil 220 geschaffen wird. Zudem können Formschlussabschnitte 254 in Form von Verzahnungsabschnitten an dem zweiten Eingriffsabschnitt 253 in die Hohlradverzahnung 236 eingreifen und somit das Gehäuseteil 230 relativ zum Zwischenelement 25 und damit auch zu dem Gehäuseteil 220 drehmomentfest festlegen.
Durch das Vorsehen des Zwischenelements 25 ergibt sich eine einfache, kostengünstig herstellbare Verbindung zwischen den Gehäuseteilen 220, 230. Über das Zwischenelement 25 kann die Funktion einer Zentrierung und einer drehmomentfesten Verbindung bereitgestellt werden. Zudem dient das Zwischenelement 25 auch für eine Lagerung von Getriebeelementen, insbesondere der ersten Getriebestufe 22.
Zusätzlich kann über das Zwischenelement 25 auch ein Übergang zwischen den Gehäuseteilen 220, 230 in feuchtigkeitsdichter Weise abgedichtet werden, indem ein Übergang zwischen dem Gehäuseteil 220 und dem Zwischenelement 25, zum Beispiel im Bereich des Eingriffsabschnitts 250, und zudem ein Übergang zwischen dem Gehäuseteil 230 und dem Zwischenelement 25, zum Beispiel im Bereich des Eingriffsabschnitts 253, feuchtigkeitsdicht, zum Beispiel durch das Vorsehen von Dichtungselementen in Form von O-Ringen, abgedichtet wird.
Bei dem vorangehend beschriebenen Ausführungsbeispiel wird die Verbindung des Zwischenelements 25 mit den angrenzenden Gehäuseteilen 220, 230 über die Eingriffsabschnitte 250, 253 hergestellt, die in Form zylindrischer Bundabschnitte axial von dem Flanschabschnitt 251 vorstehen. Über die Eingriffsabschnitte 250, 253 erfolgt eine Zentrierung, eine drehmomentfeste Festlegung und zudem auch eine Abdichtung, sodass ein Übergang zwischen den Gehäuseteilen 220, 230 nach außen hin feuchtigkeitsdicht verschlossen ist.
Denkbar und möglich ist hierbei, die Funktion des Zentrierens und die Funktion der Abdichtung an den Bundabschnitten 250, 253 voneinander zu trennen, sodass eine Zentrierung räumlich separiert von einer Abdichtung erfolgt.
Bei einem in Fig. 14 dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Eingriffsabschnitt 250 an der dem Gehäuseteil 220 zugewandten Seite einen Zentrierabschnitt 250A und einen axial und radial zu dem Zentrierabschnitt 250A versetzten Dichtabschnitt 250B auf. Über den Zentrierabschnitt 250A, der mit geringem Spiel an einem zugeordneten Abschnitt des Gehäuseteils 220 aufgenommen ist, erfolgt eine Zentrierung des Gehäuseteils 220 gegenüber dem Zwischenelement 25. Über den Dichtabschnitt 250B erfolgt demgegenüber durch Verwendung eines daran angeordneten Dichtelements 258 in Form zum Beispiel eines O-Rings eine Abdichtung gegenüber dem Gehäuseteil 220.
Während bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 14 ein Zentrierabschnitt 250A und ein separierter Dichtabschnitt 250B lediglich an dem Eingriffsabschnitt 250 vorgesehen sind, sind bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 15 auch an dem anderen, dem Gehäuseteil 230 zugeordneten Eingriffsabschnitt 253 ein Zentrierabschnitt 253A und ein axial und radial zu dem Zentrierabschnitt 253A versetzter Dichtabschnitt 253B mit einem daran angeordneten Dichtelement 259 in Form zum Beispiel eines O-Rings vorgesehen.
Dadurch, dass ein Zentrierabschnitt 250A, 253A räumlich von einem Dichtabschnitt 250B, 253B des Eingriffsabschnitts 250, 253 separiert ist, ist eine Dichtwirkung unabhängig von einer Zentrierung. Eine Zentrierung gegenüber dem jeweils zugeordneten Gehäuseteil 220, 230 erfolgt vorzugsweise mit geringem Spiel zwischen den einander zugeordneten Abschnitten. Eine Dichtwirkung erfordert demgegenüber eine elastische Verformung an einem Dichtelement 258, 259 und entsprechend ein größeres Spiel zwischen einander zugeordneten Abschnitten. Durch die Separierung des Zentrierabschnitts 250A, 253A und des Dichtabschnitts 250B, 253B kann somit sowohl eine Zentrierwirkung als auch eine Dichtwirkung optimiert werden.
Der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke ist nicht auf die vorangehend geschilderten Ausführungsbeispiele beschränkt.
Eine Türantriebsvorrichtung der beschriebenen Art kann zum Verstellen einer Fahrzeugseitentür an einem Fahrzeug Verwendung finden, aber auch zum Beispiel zum Verstellen einer Heckklappe in einem Fahrzeug.
Die Türantriebsvorrichtung dient zum Einleiten einer Verstellkraft zum Verstellen der Fahrzeugtür, wobei die Türantriebsvorrichtung unmittelbar auf ein Türscharnier einwirken kann oder auch ein Kinematikgetriebe abtriebsseitig der Türantriebsvorrichtung angeordnet sein kann, zum Beispiel in Form eines Viergelenks oder eines anderen Hebelgetriebes.
Bezugszeichenliste
1 Fahrzeug
10 Fahrzeugkarosserie
11 Fahrzeugtür
110 Türscharnier
2 Türantriebsvorrichtung
20 Motor
200 Motorwelle
21 Getriebe
22 Getriebestufe
220 Gehäuseteil
221 Antriebselement (Antriebsschnecke)
222 Antriebsrad
223 Achselement
224 Verzahnung
225 Öffnung
23 Getriebestufe
230 Gehäuseteil
231 Planetenträger
232 Planetenräder
233 Achselement
234 Planetenräder
235 Planetenträger
236 Hohlradverzahnung
24 Abtriebselement
25 Zwischenelement
250 Eingriffsabschnitt
250A Zentrierabschnitt
250B Dichtabschnitt
251 Flanschabschnitt
252 Formschlussabschnitt
253 Eingriffsabschnitt
253A Zentrierabschnitt
253B Dichtabschnitt
254 Formschlussabschnitt
255 Stützabschnitte 256 Zurückversetzte Abschnitt
257 Anschlagelement
258, 259 Dichtungselement
26 Lager 260 Fixierelement
27 Steuereinrichtung
L1 , L2 Längsachse

Claims

Ansprüche
1. Türantriebsvorrichtung (2) zum elektromotorischen Verstellen einer Fahrzeugtür (11), mit einem Elektromotor (20), einem Getriebe (21), das eine durch den Elektromotor (20) antreibbare, erste Getriebestufe (22) und eine mit der ersten Getriebestufe (22) Wirkverbundene, zweite Getriebestufe (23) aufweist, und einem mit der zweiten Getriebestufe (23) Wirkverbundenen Abtriebselement
(24) zum Abgeben einer Verstellkraft zum Verstellen der Fahrzeugtür (11), wobei die erste Getriebestufe (22) ein erstes Gehäuseteil (220) aufweist, wobei die zweite Getriebestufe (23) ein durch die erste Getriebestufe (22) antreibbares Planetengetriebe und ein eine Hohlradverzahnung (236) des Planetengetriebes ausbildendes, zweites Gehäuseteil (230) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (21) ein Zwischenelement
(25) aufweist, das zwischen dem ersten Gehäuseteil (220) und dem zweiten Gehäuseteil (230) angeordnet ist und das erste Gehäuseteil (220) und das zweite Gehäuseteil (230) drehmomentfest miteinander verbindet.
2. Türantriebsvorrichtung (2) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die erste Getriebestufe (22) ein zu dem ersten Gehäuseteil (220) drehbares Antriebsrad (222) und ein mit dem Antriebsrad (222) verbundenes Achselement (223) aufweist.
3. Türantriebsvorrichtung (2) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenelement (25) das Achselement (223) drehbar lagert.
4. Türantriebsvorrichtung (2) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (21) ein Lager (26) aufweist, das das Achselement (223) drehbar lagert, wobei das Zwischenelement (25) einen Lagersitz ausbildet, an dem das Lager (26) angeordnet ist.
5. Türantriebsvorrichtung (2) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagersitz durch eine Mehrzahl von Rippenabschnitten (255) und entlang einer Umfangsrichtung alternierend zu den Rippenabschnitten (255) angeordnete, radial zurückversetzte Abschnitte (256) gebildet ist.
6. Türantriebsvorrichtung (2) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass an zumindest einigen der Rippenabschnitte (255) Anschlagelemente (257) zur axialen Begrenzung des Lagersitzes angeordnet sind.
7. Türantriebsvorrichtung (2) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Lager (26) durch ein an dem Zwischenelement (25) angeordnetes Fixierungselement (260) in dem Lagersitz fixiert ist.
8. Türantriebsvorrichtung (2) nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Getriebestufe (22) eine durch den Elektromotor (20) antreibbare Antriebsschnecke (221) aufweist, die mit dem Antriebsrad (222) kämmt.
9. Türantriebsvorrichtung (2) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsschnecke (221) um eine erste Längsachse (L1) relativ zu dem ersten Gehäuseteil (220) drehbar ist und das Antriebsrad (222) um eine senkrecht zur ersten Längsachse (L1) gerichtete, zweite Längsachse (L2) relativ zu dem ersten Gehäuseteil (220) drehbar ist.
10. Türantriebsvorrichtung (2) nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Achselement (223) eine Verzahnung (224) aufweist, die mit Planetenrädern (232) der zweiten Getriebestufe (23) kämmt.
11. Türantriebsvorrichtung (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Getriebestufe (23) eine Anordnung von drehbar an einem ersten Planetenträger (231) angeordneten, mit der Hohlradverzahnung (236) kämmenden, ersten Planetenrädern (232) und eine Anordnung von drehbar an einem zweiten Planetenträger (235) angeordneten, mit der Hohlradverzahnung (236) kämmenden, zweiten Planetenrädern (234) aufweist.
12. Türantriebsvorrichtung (2) nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Planetenträger (235) mit dem Abtriebselement (24) verbunden ist derart, dass das Abtriebselement (24) bei einem Verdrehen des zweiten Planetenträgers (234) relativ zu dem zweiten Gehäuseteil (230) verdreht wird.
13. Türantriebsvorrichtung (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenelement (25) einen ersten Eingriffsabschnitt (250) aufweist, der in eine Öffnung (225) des ersten Gehäuseteils (220) eingreift und/oder einen zweiten Eingriffsabschnitt (253) aufweist, der in eine Öffnung des zweiten Gehäuseteils (230) eingreift. Türantriebsvorrichtung (2) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Eingriffsabschnitt (250) und/oder der zweite Eingriffsabschnitt (253) durch einen zylindrischen Bundabschnitt gebildet ist. Türantriebsvorrichtung (2) nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenelement (25) an dem ersten Eingriffsabschnitt (250) relativ zu dem ersten Gehäuseteil (220) und/oder an dem zweiten Eingriffsabschnitt (253) relativ zu dem zweiten Gehäuseteil (230) feuchtigkeitsdicht abgedichtet ist. Türantriebsvorrichtung (2) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Eingriffsabschnitt (250) einen ersten Zentrierabschnitt (250A) zur zentrierenden Anlage an dem ersten Gehäuseteil (220) und einen axial und/oder radial zu dem ersten Zentrierabschnitt (250A) beabstandeten, ersten Dichtabschnitt (250B) zum Abdichten relativ zu dem ersten Gehäuseteil (220) aufweist und/oder dass der zweite Eingriffsabschnitt (253) einen zweiten Zentrierabschnitt (253A) zur zentrierenden Anlage an dem zweiten Gehäuseteil (230) und einen axial und/oder radial zu dem zweiten Zentrierabschnitt (253A) beabstandeten, zweiten Dichtabschnitt (253B) zum Abdichten relativ zu dem zweiten Gehäuseteil (220) aufweist. Türantriebsvorrichtung (2) nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenelement (25) einen umfänglich an dem Zwischenelement (25) erstreckten Flanschabschnitt (251) aufweist, der radial relativ zu dem ersten Eingriffsabschnitt (250) und/oder dem zweiten Eingriffsabschnitt (253) vorsteht. Türantriebsvorrichtung (2) nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Gehäuseteil (220) an einer ersten Seite des Flanschabschnitts (251) und das zweite Gehäuseteil (230) an einer der ersten Seite abgewandten, zweiten Seite des Flanschabschnitts (251) angeordnet ist. Türantriebsvorrichtung (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenelement (25) zumindest einen ersten Formschlussabschnitt (252) zum drehmomentfesten Festlegen des Zwischenelements (25) an dem ersten Gehäuseteil (220) aufweist. Türantriebsvorrichtung (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenelement (25) zumindest einen zweiten Formschlussabschnitt (254) zum drehmomentfesten Festlegen des Zwischenelements (25) an dem zweiten Gehäuseteil (230) aufweist. Türantriebsvorrichtung (2) nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine zweite Formschlussabschnitt (254) durch einen Verzahnungsabschnitt geformt ist, der mit der Hohlradverzahnung (236) in Eingriff steht.
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