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Dokumentenidentifikation DE202006010697U1 27.12.2007
Titel Antriebsanordnung zur motorischen Verstellung einer Kraftfahrzeugklappe oder -tür
Anmelder Brose Schließsysteme GmbH & Co. KG, 42369 Wuppertal, DE
Vertreter Patentanwälte Gesthuysen, von Rohr & Eggert, 45128 Essen
DE-Aktenzeichen 202006010697
Date of advertisement in the Patentblatt (Patent Gazette) 27.12.2007
Registration date 22.11.2007
Application date from patent application 10.07.2006
IPC-Hauptklasse E05F 15/12(2006.01)A, F, I, 20060710, B, H, DE

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antriebsanordnung zur motorischen Verstellung einer Kraftfahrzeugklappe oder -tür mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1.

Der Begriff "Klappe" ist vorliegend umfassend zu verstehen. Es kann sich hierbei um eine Heckklappe, einen Kofferraumdeckel, eine Motorraumklappe, eine Laderaumklappe o. dgl. handeln. Mit "Tür" eines Kraftfahrzeugs ist eine Seitentür oder eine Hecktür gemeint, wobei es sich in beiden Fällen auch um eine Schiebetür handeln kann. Im folgenden wird ausschließlich der Begriff "Kraftfahrzeugklappe" verwendet, der alle genannten Klappen und Türen umfassen soll.

Die Kraftfahrzeugklappe, welcher die in Rede stehende Antriebsanordnung zugeordnet ist, läßt sich mittels der Antriebsanordnung motorisch zwischen zwei Endstellungen, hier zwischen einer geöffneten Stellung und einer geschlossenen Stellung, verstellen.

Die bekannte Antriebsanordnung zur motorischen Verstellung einer Kraftfahrzeugklappe (DE 20 2004 016 542 U1), von der die Erfindung ausgeht, ist mit einem Antrieb ausgestattet, der zur Erzeugung von Antriebsbewegungen eine Motoreinheit und ein der Motoreinheit nachgeschaltetes Getriebe aufweist. Von besonderer Bedeutung ist hier die Tatsache, daß in den Antriebsstrang zwischen einer dem Antrieb zugeordneten Motoreinheit und der Kraftfahrzeugklappe eine Kupplung geschaltet ist. Diese Kupplung läßt sich in einen Kuppelzustand, in einen Zwischen-Kuppelzustand und in einen Lösezustand schalten. Im Kuppelzustand ist eine Kraftübertragung von der Motoreinheit auf die Kraftfahrzeugklappe im Nennbetrieb möglich. Im Lösezustand läßt sich die Kraftfahrzeugklappe frei von der Motoreinheit manuell bewegen. Im Zwischen-Kuppelzustand läßt sich über die Kupplung nur ein reduziertes Übertragungsmoment bzw. eine reduzierte Übertragungskraft auf die Kraftfahrzeugklappe aufbringen.

Der Antrieb bei der bekannten Antriebsanordnung ist selbsthemmend ausgestaltet und die Kupplung so ausgelegt, daß im Zwischen-Kuppelzustand die jeweilige Stellung der Kraftfahrzeugklappe gerade noch gehalten wird. Durch erhöhte Kraftbeaufschlagung läßt sich die Klappe aber auch manuell verstellen. Die Kupplung arbeitet dann als Rutschkupplung. Dieser Zwischen-Kuppelzustand findet im Notfallbetrieb bei einem Ausfall der Spannungsversorgung Anwendung.

Insbesondere der motorische Schließvorgang stellt besondere Anforderungen an die Antriebsanordnung. Dies liegt zum einen daran, daß im letzten Abschnitt des Schließvorgangs das in der Regel vorhandene Kraftfahrzeugschloß in Eingriff mit einem Schließkeil o. dgl. zu bringen ist. Zum anderen wirkt der von der Klappendichtung verursachte Dichtungsgegendruck dem vollständigen Schließen der Kraftfahrzeugklappe entgegen.

Oftmals ist für die motorische Verstellung der Kraftfahrzeugklappe von einer der geschlossenen Stellung vorgelagerten Auslösestellung in die geschlossene Stellung eine Schließhilfsanordnung vorgesehen. Diese Verstellung der Kraftfahrzeugklappe von der Auslösestellung in die geschlossene Stellung ist mit einem Zusammendrücken der Klappendichtung und daher mit einem hohen Kraftaufwand verbunden. Eine bekannte Schließhilfsanordnung (DE 39 35 804 C2) sieht vor, daß der mit der Schloßfalle zusammenwirkende Schließkeil für das Zuziehen der Kraftfahrzeugtür motorisch verlagert wird.

Bei einer anderen bekannten Schließhilfsanordnung (DE 102 39 734 A1) ist es so, daß die Schloßfalle des Kraftfahrzeugschlosses motorisch von der Vorraststellung in die Hauptraststellung verstellt wird. Dadurch wird die Kraftfahrzeugklappe entsprechend von der Auslösestellung in die geschlossene Stellung überführt.

Bei dem motorischen Schließvorgang mit Schließhilfe kann es vorgesehen sein, daß die Kraftfahrzeugklappe so lange verstellt wird, bis sie vor Block gegen einen Anschlag läuft. Bei der erstgenannten Variante einer Schließhilfsanordnung kommt dabei der Schließkeil mit der Schloßfalle in Eingriff und drückt die Schloßfalle von der Offenstellung in eine Raststellung und weiter in eine Überhubstellung. Eine weitere Verstellung der Kraftfahrzeugklappe wird dadurch verhindert, daß die Schloßfalle einen entsprechenden Anschlag aufweist. Bei der zweiten, oben genannten Variante einer Schließhilfsanordnung kommt ebenfalls der Schließkeil zunächst in Eingriff mit der Schloßfalle und verstellt diese von der Offenstellung in eine Raststellung, hier der Vorraststellung. Bei einer weiteren Verstellung der Kraftfahrzeugklappe in Richtung der Hauptraststellung wird eine der Schloßfalle zugeordnete Feder derart gespannt, daß die Schloßfalle gewissermaßen als Anschlag wirkt.

In allen Fällen wird im letzten Abschnitt des motorischen Schließvorgangs, spätestens bei der obigen Blockierung der Kraftfahrzeugklappe, je nach Ansteuerung ein vergleichsweise hohes Antriebsmoment bzw. eine vergleichsweise hohe Antriebskraft vom Antrieb auf die Kraftfahrzeugklappe aufgebracht.

Die Folge des vergleichsweise hohen Antriebsmoments bzw. der vergleichsweise hohen Antriebskraft ist oftmals ein Verwinden der Kraftfahrzeugklappe, weil die Kraftfahrzeugklappe insbesondere bei der Ausgestaltung als Heckklappe stellenweise recht nachgiebig ausgestaltet ist. Ein solches Verwinden der Kraftfahrzeugklappe ist je nach konstruktiven Randbedingungen ggf. optisch wahrnehmbar und aus ästhetischen Gründen unvorteilhaft. Ferner ist die hohe mechanische Belastung der beteiligten Bauteile nachteilig im Hinblick auf deren Lebensdauer, Auslegung etc..

Ein Schalten der Kupplung kurz nach dem Erreichen der Auslösestellung, im obigen Beispiel also kurz nach dem Blockieren der Kraftfahrzeugklappe, in den Lösezustand führt außerdem zu einer schlagartigen Entspannung der gesamten Anordnung. Das Lösen der Kupplung ist aber notwendig, um den motorischen Schließhilfsvorgang starten zu können. Nicht selten ist mit dieser schlagartigen Entspannung ein Geräusch verbunden, das auch als "Öffnungsknall" und damit als Komforteinbuße wahrgenommen wird.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, die bekannte Antriebsanordnung derart auszugestalten und weiterzubilden, daß der letzte Abschnitt des motorischen Verstellvorgangs jeweils in optimierter Weise abläuft.

Das obige Problem wird bei einer Antriebsanordnung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils von Anspruch 1 gelöst.

Wesentlich ist zunächst die Erkenntnis, daß beim Erreichen der Endstellungen der Kraftfahrzeugklappe die Übertragung des vollen Nennmoments bzw. der vollen Nennkraft nicht notwendig ist. Dies gilt insbesondere dann, wenn eine Schließhilfe vorgesehen ist. Daher wird vorgeschlagen, das Antriebsmoment bzw. die Antriebskraft vor dem Erreichen zumindest einer der beiden Endstellungen zu reduzieren. Die Reduzierung des Antriebsmoments bzw. der Antriebskraft wird auf einfache Weise dadurch bewerkstelligt, daß die Kupplung in den ohnehin vorhandenen Zwischen-Kuppelzustand geschaltet wird. Einfacher läßt sich eine Begrenzung des Antriebsmoments bzw. der Antriebskraft nicht realisieren. Auf eine aufwendige Regelung des Antriebsmoments bzw. der Antriebskraft kann verzichtet werden.

In bestimmten Fällen kann es sogar vorteilhaft sein, die Kupplung vor dem Erreichen zumindest einer der beiden Endstellungen in den Lösezustand zu schalten. Diese Variante kommt vorzugsweise dann zum tragen, wenn sichergestellt ist, daß die Kraftfahrzeugklappe auch ohne den Antrieb in einer definierten Stellung verbleibt oder in eine definierte Stellung überführt wird. Dies kann beispielsweise durch Gasdruckdämpfer und/oder durch eine geeignete Ausnutzung des Klappengewichts vorgesehen sein.

Die bevorzugte Ausgestaltung gemäß Anspruch 2 betrifft eine bestimmte Auslegung der Kupplung, insbesondere eine spezielle Realisierung des Zwischen-Kuppelzustands. Der Zwischen-Kuppelzustand ist hier vorzugsweise für den Notfallbetrieb bei einem Ausfall der Spannungsversorgung vorgesehen (Anspruch 3). In einem solchen Notfall ist dann einerseits gewährleistet, daß die Kraftfahrzeugklappe in der jeweiligen Position gehalten wird und nicht unkontrolliert zufällt. Andererseits ist im Zwischen-Kuppelzustand gewährleistet, daß die Kraftfahrzeugklappe durch eine manuelle Betätigung mit einer vorbestimmten Mindest-Betätigungskraft verstellbar ist. Die hier vorgeschlagene "Doppelnutzung" des Zwischen-Kuppelzustands führt zu einer besonders einfachen konstruktiven und steuerungstechnischen Realisierung.

Bei der bevorzugten Ausgestaltung gemäß Anspruch 4 ist es vorgesehen, daß die Kupplung beim motorischen Schließvorgang vor dem Erreichen der geschlossenen Stellung in den Zwischen-Kuppelzustand oder in den Lösezustand geschaltet wird. Damit lassen sich alle in der Beschreibungseinleitung mit dem motorischen Schließvorgang verbundenen Probleme lösen.

Besonders vorteilhaft ist die vorschlagsgemäße Lösung dann, wenn eine Schließhilfsanordnung vorgesehen ist. Der Eingriff zwischen dem Kraftfahrzeugschloß und dem Schließkeil o. dgl. in der Auslösestellung der Kraftfahrzeugklappe läuft dann besonders reibungslos ab. Dies ist Gegenstand der Ansprüche 6 bis 9.

Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen für die Realisierung der Kupplung sind den Ansprüchen 12 bis 17 zu entnehmen.

Weitere Einzelheiten, Merkmale, Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

1 in einer schematischen Darstellung das Heck eines Kraftfahrzeugs mit einer erfindungsgemäßen Antriebsanordnung,

2 eine Prinzipsskizze eines in 1 dargestellten Kraftfahrzeugschlosses und einer ersten Variante einer Schließhilfsanordnung und

3 eine Prinzipsskizze eines in 1 dargestellten Kraftfahrzeugschlosses und einer zweiten Variante einer Schließhilfsanordnung.

Das in 1 dargestellte Heck eines Kraftfahrzeugs ist nach Art eines Stufenhecks ausgestaltet. Grundsätzlich sind hier aber auch alle anderen Bauformen, beispielsweise auch die Bauform nach Art eines Kombi-Kraftfahrzeugs anwendbar.

In 1 ist eine Antriebsanordnung 1 zur motorischen Verstellung einer als Kofferraumdeckel ausgestalteten Kraftfahrzeugklappe 2 dargestellt. Anstelle der Kraftfahrzeugklappe 2 kann es sich auch um eine Kraftfahrzeugtür o. dgl. handeln. Hinsichtlich des vorliegend weiten Umfangs der Begriffe "Klappe" und "Tür" wird auf die Beschreibungseinleitung verwiesen.

Die Kraftfahrzeugklappe 2 läßt sich mittels der Antriebsanordnung 1 motorisch zwischen einer geöffneten Stellung (1) und einer geschlossenen Stellung (nicht dargestellt) verstellen. Hierfür ist mindestens ein Antrieb 3 vorgesehen, wobei der Antrieb 3 zur Erzeugung von Antriebsbewegungen eine Motoreinheit 4 und ein der Motoreinheit 4 nachgeschaltetes Getriebe 5 aufweist. Vorliegend handelt es sich bei dem Antrieb 3 um einen Linearantrieb, der beispielsweise eine Motoreinheit 4 mit rotatorischer Antriebswelle und ein nachgeschaltetes Spindel-Spindelmutter-Getriebe 5 aufweist.

Im Antriebsstrang zwischen der Motoreinheit 4 und der Kraftfahrzeugklappe 2 ist eine schaltbare Kupplung 6 angeordnet. Dies ist in 1 schematisch dargestellt. Die Kupplung 6 kann an irgendeiner Stelle des Antriebsstrangs angeordnet sein. Im dargestellten und insoweit bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Kupplung 6 zwischen der Motoreinheit 4 und dem Getriebe 5 gelegen.

Die Kupplung 6 läßt sich in einen Kuppelzustand bringen, in dem die Motoreinheit 4 für den Nennbetrieb in antriebstechnischem Eingriff mit der Kraftfahrzeugklappe 2 steht. Mit "Nennbetrieb" ist gemeint, daß hier das Antriebsmoment bzw. die Antriebskraft zur Verfügung steht, das bzw. die für die Verstellung der Kraftfahrzeugklappe 2 zwischen den beiden Endstellungen notwendig ist. Entsprechend groß muß auch das im Kuppelzustand durch die Kupplung 6 übertragbare Übertragungsmoment bzw. die entsprechende Übertragungskraft sein.

Die Kupplung 6 läßt sich ferner in einen Lösezustand bringen, in dem die Motoreinheit 4 antriebstechnisch getrennt von der Kraftfahrzeugklappe 2 ist. In diesem Zustand läßt sich die Kraftfahrzeugklappe 2 manuell, frei von der Motoreinheit 4, verstellen.

Die Kupplung 6 läßt sich schließlich in einen Zwischen-Kuppelzustand mit reduziertem Übertragungsmoment bzw. mit reduzierter Übertragungskraft bringen. Das übertragbare Übertragungsmoment bzw. die entsprechende Übertragungskraft ist im Zwischen-Kuppelzustand kleiner als im Kuppelzustand.

Es ist ferner eine Steuerungseinrichtung 7 zur Ansteuerung der Motoreinheit 4 einerseits und der schaltbaren Kupplung 6 andererseits vorgesehen. Diese Steuerungseinrichtung 7 kann Bestandteil einer zentralen oder dezentralen Steuerung sein.

Von besonderer Bedeutung ist die spezielle Auslegung der Steuerungseinrichtung 7, die u.a. das automatische Schalten der Kupplung 6 beim motorischen Verstellvorgang in den Zwischen-Kuppelzustand erlaubt. Diese Auslegung betrifft sowohl die Hardware als auch die Software der Steuerungseinrichtung 7. Im einzelnen schaltet die Steuerungseinrichtung 7 die Kupplung 6 beim motorischen Verstellvorgang der Kraftfahrzeugklappe 2 vor dem Erreichen zumindest einer der beiden Endstellungen in den Zwischen-Kuppelzustand oder in den Lösezustand und im übrigen in den Kuppelzustand. Dadurch läßt sich eine übermäßige mechanische Belastung der Kraftfahrzeugklappe 2 wie im allgemeinen Teil der Beschreibung erläutert auf einfache Weise vermeiden.

Bei der selbsthemmenden Ausgestaltung des Antriebs 3 (bzw. der Antriebe 3) ist eine ganz bestimmte Auslegung der Kupplung 6 bevorzugt. Zunächst bewirkt die selbsthemmende Ausgestaltung des Antriebs 3 eine Blockierung der manuellen Verstellung der Kraftfahrzeugklappe 2, wenn der Antrieb 3 ausgeschaltet ist und die Kupplung 6 sich im Kuppelzustand befindet.

Weiter ist es dabei vorgesehen, daß die Kraftfahrzeugklappe 2 bei im Zwischen-Kuppelzustand befindlicher Kupplung 6 durch die Selbsthemmung des Antriebs 3 zwar jederzeit in ihrer aktuellen Position fixierbar ist, durch eine manuelle Betätigung mit einer vorbestimmten Mindest-Betätigungskraft aber verstellbar ist. Dies ist für den Notfallbetrieb bei einem Ausfall der Spannungsversorgung besonders vorteilhaft, da eine hohe Sicherheit gegen ungewolltes Zufallen der Kraftfahrzeugklappe 2 einerseits und eine manuelle Betätigbarkeit andererseits gewährleistet werden kann. Bei dieser Auslegung der Kupplung 6 ist die weiter oben beschriebene "Doppelnutzung" des Zwischen-Kuppelzustands möglich.

In besonders bevorzugter Ausgestaltung überführt sich die Kupplung 6 bei einem Ausfall der Spannungsversorgung selbsttätig vom Kuppelzustand in den Zwischen-Kuppelzustand. Dies kann durch eine Federanordnung oder durch eine Permanentmagnetanordnung realisiert sein.

Ein besonders vorteilhafter Effekt läßt sich mit dem Zwischen-Kuppelzustand nach einer bevorzugten Ausgestaltung beim motorischen Schließvorgang erreichen. Hierbei ist es vorgesehen, daß die Steuerungseinrichtung 7 die Kupplung 6 beim motorischen Schließvorgang vor dem Erreichen der geschlossenen Stellung in den Zwischen-Kuppelzustand schaltet. Damit ist sichergestellt, daß das Antriebsmoment bzw. die Antriebskraft im letzten Abschnitt der motorischen Schließbewegung auf einen vorbestimmten Grenzwert begrenzt ist und eine durch eine hohe Blockierkraft o. dgl. verursachte, übermäßige Belastung der Kraftfahrzeugklappe 2 vermieden wird.

Sofern im letzten Abschnitt der motorischen Schließbewegung keine auf die Kraftfahrzeugklappe 2 wirkende Antriebskraft erforderlich ist, beispielsweise weil das Klappengewicht in hinreichender Weise in Schließrichtung wirkt, kann es vorteilhaft sein, die Kupplung 6 nicht in den Zwischen-Kuppelzustand, sondern in den Lösezustand zu schalten. Gleichzeitig mit dem Schalten der Kupplung 6 in den Lösezustand wird vorzugsweise auch der Antrieb 3 abgeschaltet. Die Kraftfahrzeugklappe 2 ist frei von Antriebsmoment bzw. Antriebskraft, so daß das obige Problem eines Verwindens o. dgl. der Kraftfahrzeugklappe 2 nicht auftritt. Ggf. kann hier zusätzlich ein Gasdruckdämpfer o. dgl. vorgesehen sein, der die Gewichtskraft der Kraftfahrzeugklappe 2 in geeigneter Weise ausgleicht.

Es kann grundsätzlich vorgesehen sein, daß die Überführung der Kupplung 6 in den Zwischen-Kuppelzustand oder in den Lösezustand weit vor dem Erreichen der geschlossenen Stellung erfolgt. In bevorzugter Ausgestaltung ist es aber so, daß die Steuerungseinrichtung 7 die Kupplung 6 beim motorischen Schließvorgang unmittelbar vor dem Erreichen der geschlossenen Stellung in den Zwischen-Kuppelzustand oder in den Lösezustand schaltet.

Das Schalten der Kupplung 6 in den Zwischen-Kuppelzustand oder in den Lösezustand erfolgt vorzugsweise etwa im letzten Drittel des Schließvorgangs, weiter vorzugsweise im letzten Achtel des Schließvorgangs, weiter vorzugsweise erst im letzten Zehntel des Schließvorgangs.

Die Kraftfahrzeugklappe 2 ist hier und vorzugsweise um eine Klappenachse 8 schwenkbar ausgestaltet. Das Schalten der Kupplung 6 in den Zwischen-Kuppelzustand oder in den Lösezustand erfolgt dabei vorzugsweise bei einer Klappenwinkelstellung zwischen 2° und 5° vor der geschlossenen Stellung.

Das relativ späte Schalten der Kupplung 6 in den Zwischen-Kuppelzustand oder in den Lösezustand ist mit dem Vorteil verbunden, daß während der motorischen Bewegung der Kraftfahrzeugklappe 2 im übrigen stets ein hinreichendes Antriebsmoment bzw. hinreichende Antriebskraft auf die Kraftfahrzeugklappe 2 übertragbar ist. Dann ist die Kupplung 6 nämlich in den Kuppelzustand geschaltet. Dies ist wichtig, um die gewünschten Beschleunigungen beim motorischen Verstellvorgang zu erzielen.

In Kombination mit einer Schließhilfsanordnung 9 lassen sich die Vorteile der vorschlagsgemäßen Lösung voll ausschöpfen. Eine solche Schließhilfsanordnung 9 dient dazu, die Kraftfahrzeugklappe 2 von einer der geschlossenen Stellung vorgelagerten Auslösestellung in die geschlossene Stellung zu überführen. Hierfür ist der Schließhilfsanordnung 9 ein Schließhilfsantrieb 10 zugeordnet. Die Auslösestellung der Kraftfahrzeugklappe 2 ist in 1 gestrichelt dargestellt.

Sofern eine Schließhilfsanordnung 9 vorgesehen ist, schaltet die Steuerungseinrichtung 7 die Kupplung 6 beim motorischen Schließvorgang vorzugsweise vor dem Erreichen der Auslösestellung der Kraftfahrzeugklappe 2 in den Zwischen-Kuppelzustand. Vorzugsweise schaltet die Kupplung 6 unmittelbar vor dem Erreichen der Auslösestellung der Kraftfahrzeugklappe 2 in den Zwischen-Kuppelzustand. Auch hier kann bei geeigneten konstruktiven Randbedingungen ein Schalten der Kupplung 6 in den Lösezustand vorgesehen sein.

In den 2 und 3 sind zwei unterschiedliche Ausgestaltungen für eine Schließhilfsanordnung 9 dargestellt. Diese Schließhilfsanordnungen 9 sind jeweils einem Kraftfahrzeugschloß 11 mit den üblichen Schließelementen Schloßfalle 12 und Sperrklinke 13 zugeordnet. Dabei ist die Schloßfalle 12 mit einem Schließkeil 14 o. dgl. in haltenden Eingriff bringbar. Beim dem Schließkeil 14 kann es sich beispielsweise auch um einen Schließbügel oder einen Schließbolzen handeln.

Bei der in 2 dargestellten Schließhilfsanordnung 9 ist ein Schließhilfsantrieb 10 zur motorischen Verstellung des Schließkeils 14 o. dgl. des Kraftfahrzeugschlosses 11 von einer Vorschließstellung in eine Schließstellung vorgesehen. Der in der Hauptschließstellung befindliche Schließkeil 14 o. dgl. ist in 2 gestrichelt dargestellt.

Bei der in 3 dargestellten Schließhilfsanordnung 9 dient der Schließhilfsantrieb 10 zur motorischen Verstellung der Schloßfalle 12 des Kraftfahrzeugschlosses 11 von einer nicht dargestellten Vorraststellung in die in 3 dargestellte Hauptraststellung.

Bei allen Varianten von Schließhilfsanordnungen 9 kommt es in irgendeiner Weise zu einem Kontakt zwischen der Kraftfahrzeugklappe 2 und der Karosserie des Kraftfahrzeugs, meist zwischen der Schloßfalle 12 und dem Schließkeil 14 o. dgl. Dabei erreicht die Kraftfahrzeugklappe 2 vorzugsweise eine Blockierstellung. Dadurch, daß sich die Kupplung 6 hier beim Erreichen dieser Blockierstellung vorzugsweise im Zwischen-Kuppelzustand befindet, kommt es zu einem Durchrutschen der Kupplung 6. Das auf die Kraftfahrzeugklappe 2 wirkende Antriebsmoment bzw. die entsprechende Antriebskraft ist entsprechend begrenzt, im Falle des Schaltens der Kupplung 6 in den Lösezustand sogar null. Damit ist auch die resultierende Belastung auf die Kraftfahrzeugklappe 2, insbesondere die resultierende Verformung der Kraftfahrzeugklappe 2 begrenzt bzw. null. Die Kupplung 6 kann anschließend in den Lösezustand geschaltet werden, sofern sie sich nicht ohnehin bereits im Lösezustand befindet, ohne daß mit einer schlagartigen und geräuschvollen Entspannung der gesamten Anordnung gerechnet werden muß.

Für die Realisierung des Blockierbetriebs kann es grundsätzlich wie schon beschrieben vorgesehen sein, daß die Schloßfalle 12 gewissermaßen als Anschlag wirkt. Hierbei läuft bei einer bevorzugten Ausgestaltung auch die Schloßfalle 12 gegen einen Anschlag 12a (2). Bei einer anderen bevorzugten, nicht dargestellten Ausgestaltung ist ein Anschlag vorgesehen, gegen den die Kraftfahrzeugklappe 2 beim Erreichen der Auslösestellung läuft. Beispielsweise kann es vorgesehen sein, daß dieser Anschlag am Schließkeil 14 o. dgl. angeordnet ist, gegen den das Blech der Kraftfahrzeugklappe 2 oder das Kraftfahrzeugschloß 11 läuft.

Für die steuerungstechnische Realisierung des rechtzeitigen Abschaltens des Antriebs 3 nach dem Erreichen der jeweiligen Endstellung sind verschiedene Möglichkeiten denkbar. Eine Möglichkeit besteht darin, bestimmte Stellungen der Schloßfalle 12 abzufragen und entsprechende Schaltfunktionen auszulösen. Denkbar ist ferner, das Durchrutschen der Kupplung 6 zu überwachen. Eine weitere Möglichkeit besteht schließlich darin, eine Zeitsteuerung vorzusehen. Dabei wird der Antrieb 3 grundsätzlich etwas länger angesteuert als unter normalen Umständen notwendig wäre, um das Erreichen der jeweiligen Endstellung zu gewährleisten. Hier wird in Kauf genommen, daß die Kupplung 6 eine gewisse Zeit im Schlupfbetrieb arbeitet. Dies ist vertretbar, da das Übertragungsmoment bzw. die Übertragungskraft im Zwischen-Kuppelzustand ja reduziert ist.

Die Überlegung, die Kupplung 6 beim motorischen Verstellvorgang in den Zwischen-Kuppelzustand oder in den Lösezustand zu schalten, kann auch beim motorischen Öffnungsvorgang vorteilhaft sein. Dies betrifft insbesondere das Erreichen der geöffneten Stellung der Kraftfahrzeugklappe 2. Je nach Ausgestaltung des Antriebs 3 kann es hier wieder zu einem ungewünschten Verwinden der Kraftfahrzeugklappe 2 kommen, sofern das Antriebsmoment bzw. die Antriebskraft nicht herabgesetzt wird. Vorzugsweise ist es daher vorgesehen, daß die Steuerungseinrichtung 7 die Kupplung 6 beim motorischen Öffnungsvorgang vor dem Erreichen der geöffneten Stellung in den Zwischen-Kuppelzustand oder in den Lösezustand schaltet. Auch hier erfolgt das Schalten der Kupplung 6 vorteilhafterweise unmittelbar vor dem Erreichen der geöffneten Stellung.

Das Schalten der Kupplung 6 beim motorischen Öffnungsvorgang vor dem Erreichen der geöffneten Stellung in den Lösezustand kommt dann in Betracht, wenn bestimmte konstruktive Randbedingungen vorliegen, beispielsweise wenn Gasdruckdämpfer vorgesehen sind, die eine Verstellung der Kraftfahrzeugklappe 2 in die vollständig geöffnete Stellung sicherstellen.

In bestimmten Anwendungsfällen kann es besonders vorteilhaft sein, die Kupplung 6 mittels der Steuerungseinrichtung 7 beim motorischen Schließvorgang vor dem Erreichen der geschlossenen Stellung, vorzugsweise unmittelbar vor dem Erreichen der geschlossenen Stellung, in den Zwischen-Kuppelzustand zu schalten und beim motorischen Öffnungsvorgang vor dem Erreichen der geöffneten Stellung, vorzugsweise unmittelbar vor dem Erreichen der geöffneten Stellung, in den Lösezustand zu schalten. Damit läßt sich einerseits ein sicheres Einfahren der Kraftfahrzeugklappe 2 in die Auslösestellung und andererseits ein "sanfter" Öffnungsvorgang gewährleisten.

Es wurde weiter oben schon erläutert, daß es bei der vorschlagsgemäßen Lösung auf eine geeignete Auslegung der Kupplung 6 ankommt. In bevorzugter Ausgestaltung beträgt das Übertragungsmoment bzw. die Übertragungskraft bei im Zwischen-Kuppelzustand befindlicher Kupplung etwa 30 % bis 70 %, vorzugsweise etwa 50 %, des Übertragungsmoments bzw. der Übertragungskraft bei im Kuppelzustand befindlicher Kupplung 6.

Auch für die konstruktive Ausgestaltung der Kupplung 6 sind verschiedene Möglichkeiten denkbar. Bei einer bevorzugten Variante ist die Kupplung 6 als elektromechanische Kupplung 6 ausgestaltet und weist einen Elektromotor o. dgl. auf. Die Ausgestaltung der Kupplung 6 als elektromechanische Kupplung 6 führt zu einer robusten und gleichzeitig kostengünstigen Realisierung, die jedoch unter Spannung deutlich mehr Geräusche verursacht als eine im folgenden zu erläuternde elektromagnetische Kupplung 6.

Bei der bevorzugten Ausgestaltung der Kupplung 6 als elektromagnetische Kupplung 6 ist es vorgesehen, daß die Kupplung 6 einen Elektromagneten und, vorzugsweise, zusätzlich einen Permanentmagneten aufweist. Dabei ist die Kupplung 6 durch eine Ansteuerung des Elektromagneten in den Kuppelzustand, in den Zwischen-Kuppelzustand und in den Lösezustand bringbar.

Durch eine Verstärkung des Magnetfelds des Permanentmagneten mit dem gleichgerichteten Magnetfeld des Elektromagneten läßt sich vorzugsweise der Kuppelzustand realisieren. Durch eine Abschwächung des Magnetfelds des Permanentmagneten mit dem entgegengerichteten Magnetfeld des Elektromagneten läßt sich weiter vorzugsweise der Lösezustand realisieren.

Das Magnetfeld des Permanentmagneten reicht hier vorzugsweise aus, die Kupplung 6 in einem der Kuppelzustände zu fixieren. Hierbei handelt es sich vorteilhafterweise um den Zwischen-Kuppelzustand, so daß die Kupplung 6 den Zwischen-Kuppelzustand im Notfallbetrieb bei einem Ausfall der Spannungsversorgung wie schon angesprochen automatisch einnimmt.

Grundsätzlich kann es wie oben vorgesehen sein, daß der Elektromagnet für das Schalten der Kupplung 6 in den Zwischen-Kuppelzustand schlichtweg nicht angesteuert wird. Es ist aber auch denkbar, den Elektromagneten hierfür mit einer lediglich reduzierten Steuerspannung, oder aber, in besonders bevorzugter Ausgestaltung, im PWM-Betrieb (Pulsweiten-Modulation) anzusteuern. Bei der Ansteuerung im PWM-Betrieb ist eine entsprechende Pulsweite zu wählen, um das gewünschte reduzierte Übertragungsmoment bzw. die gewünschte reduzierte Übertragungskraft zu erzielen.

Ganz allgemein und insbesondere bei den oben beschriebenen Ausführungsformen lassen sich durch einen im PWM-Betrieb angesteuerten Elektromagneten der Zwischen-Kuppelzustand und ggf. auch weitere Kuppelzustände mit weitgehend beliebigem Übertragungsmoment bzw. mit weitgehend beliebiger Übertragungskraft einstellen, sofern die Steuerungseinrichtung 7 entsprechend ausgelegt ist. Hiermit ist es denkbar, beim motorischen Verstellvorgang der Kraftfahrzeugklappe 2 vor dem Erreichen zumindest einer der beiden Endstellungen, vorzugsweise ausgehend von dem Zwischen-Kuppelzustand, eine vorbestimmte Übertragungsmoment-Kurve bzw. Übertragungskraft-Kurve abzufahren. Dies läßt sich auch mit allen anderen Arten von derartig, vorzugsweise stufenlos, steuerbaren Kupplungen 6 realisieren.

In besonders bevorzugter Ausgestaltung ist es vorgesehen, daß die Kupplung 6 ein Planetengetriebe aufweist, daß eines der Elemente Sonnenrad, Planetenradträger und Hohlrad die Antriebsseite der Kupplung 6 bildet, daß ein zweites der Elemente Sonnenrad, Planetenradträger und Hohlrad die Antriebsseite der Kupplung 6 bildet und daß das dritte der Elemente Sonnenrad, Planetenradträger und Hohlrad mit einer Bremse gekoppelt ist und entsprechend bremsbar ist. Dabei ist die Bremse vorzugsweise für die Realisierung des Kuppelzustands, des Zwischen-Kuppelzustands und des Lösezustands in einen Bremszustand, in einen Zwischen-Bremszustand und in einen Lösezustand bringbar.

Der weiter oben angesprochene Elektromagnet und der gegebenenfalls vorhandene Permanentmagnet ist bzw. sind in besonders bevorzugter Ausgestaltung der Bremse zugeordnet, so daß die Bremse in einen Bremszustand, einen Zwischen-Bremszustand und in einen Lösezustand und damit die Kupplung 6 in einen Kuppelzustand, in einen Zwischen-Kuppelzustand und in einen Lösezustand bringbar ist.

Eine derartige Kupplung ist in der obigen deutschen Anmeldung 20 2004 016 542.2 offenbart, die auf die Anmelderin zurückgeht. Der Offenbarungsgehalt der deutschen Anmeldung 20 2004 016 542.2 wird hiermit vollumfänglich zum Gegenstand der vorliegenden Anmeldung gemacht. Dies betrifft insbesondere die Ausgestaltung der Kupplung 6 mit einem Planetenradgetriebe und mit einer einen Elektromagneten und einen Permanentmagneten aufweisenden Bremse.

Schließlich darf auf die deutsche Anmeldung 20 2005 020 085.9 hingewiesen werden, die ebenfalls auf die Anmelderin zurückgeht. Der Offenbarungsgehalt dieser deutschen Anmeldung 20 2005 020 085.9 wird hiermit vollumfänglich zum Gegenstand der vorliegenden Anmeldung gemacht. Dies betrifft insbesondere die Ausgestaltung der Ansteuerung des im Rahmen einer Schließhilfe motorisch verstellbaren Schließkeils. Zur motorischen Verstellung des Schließkeils ist hier eine Schließhilfsanordnung mit einem Schließhilfsantrieb vorgesehen. Die motorische Verstellung des Schließkeils erfolgt in der Weise, daß der Schließkeil während des Schließvorgangs und vorzugsweise unmittelbar vor dem Eingriff zwischen dem Schließkeil und der Schloßfalle die Vorschließstellung erreicht.

Der obige Steuerzeitpunkt für die Verstellung des Schließkeils in die Vorschließstellung kann vorliegend in besonders bevorzugter Ausgestaltung zusätzlich dafür genutzt werden, die obige Kupplung 6 in den Zwischen-Kuppelzustand oder in den Lösezustand zu schalten. Daraus resultiert eine besonders einfache steuerungstechnische Anordnung.


Anspruch[de]
Antriebsanordnung zur motorischen Verstellung einer Kraftfahrzeugklappe (2) oder -tür, wobei die Kraftfahrzeugklappe (2) mittels der Antriebsanordnung (1) motorisch zwischen zwei Endstellungen, insbesondere zwischen einer geöffneten Stellung und einer geschlossenen Stellung, verstellbar ist, wobei mindestens ein Antrieb (3) vorgesehen ist, wobei der Antrieb (3) zur Erzeugung von Antriebsbewegungen eine Motoreinheit (4) und ein der Motoreinheit (4) nachgeschaltetes Getriebe (5) aufweist und wobei im Antriebsstrang zwischen der Motoreinheit (4) und der Kraftfahrzeugklappe (2) eine schaltbare Kupplung (6) angeordnet ist, wobei die Kupplung (6) in einen Kuppelzustand bringbar ist, in dem die Motoreinheit (4) für den Nennbetrieb in antriebstechnischem Eingriff mit der Kraftfahrzeugklappe (2) steht, wobei die Kupplung (6) in einen Lösezustand bringbar ist, in dem die Motoreinheit (4) antriebstechnisch getrennt von der Kraftfahrzeugklappe (2) ist und wobei die Kupplung (6) in einen Zwischen-Kuppelzustand mit reduziertem Übertragungsmoment bzw. mit reduzierter Übertragungskraft bringbar ist und wobei eine Steuerungseinrichtung (7) zur Ansteuerung der Motoreinheit (4) einerseits und der schaltbaren Kupplung (6) andererseits vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerungseinrichtung (7) so ausgelegt ist, daß sie die Kupplung (6) beim motorischen Verstellvorgang der Kraftfahrzeugklappe (2) vor dem Erreichen zumindest einer der beiden Endstellungen in den Zwischen-Kuppelzustand oder in den Lösezustand und im übrigen in den Kuppelzustand schaltet. Antriebsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb (3) selbsthemmend ausgestaltet ist, so daß der ausgeschaltete Antrieb (3) bei im Kuppelzustand befindlicher Kupplung (6) eine manuelle Verstellung der Kraftfahrzeugklappe (2) blockiert und daß die Kraftfahrzeugklappe (2) bei im Zwischen-Kuppelzustand befindlicher Kupplung (6) durch die Selbsthemmung des Antriebs (3) zwar jederzeit in ihrer aktuellen Position fixierbar ist, durch eine manuelle Betätigung mit einer vorbestimmten Mindest-Betätigungskraft aber verstellbar ist. Antriebsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung (6) sich bei einem Ausfall der Spannungsversorgung selbsttätig vom Kuppelzustand in den Zwischen-Kuppelzustand überführt. Antriebsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerungseinrichtung (7) so ausgelegt ist, daß sie die Kupplung (6) beim motorischen Schließvorgang vor dem Erreichen der geschlossenen Stellung, vorzugsweise unmittelbar vor dem Erreichen der geschlossenen Stellung, in den Zwischen-Kuppelzustand oder in den Lösezustand schaltet. Antriebsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerungseinrichtung (7) so ausgelegt ist, daß sie die Kupplung (6) beim motorischen Schließvorgang etwa im letzten Drittel des Schließvorgangs, vorzugsweise im letzten Achtel des Schließvorgangs, weiter vorzugsweise im letzten Zehntel des Schließvorgangs, in den Zwischen-Kuppelzustand oder in den Lösezustand schaltet. Antriebsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schließhilfsanordnung (9) vorgesehen ist, um die Kraftfahrzeugklappe (2) von einer der geschlossenen Stellung vorgelagerten Auslösestellung in die geschlossene Stellung zu überführen und daß der Schließhilfsanordnung (9) dafür ein Schließhilfsantrieb (10) zugeordnet ist. Antriebsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerungseinrichtung (7) so ausgelegt ist, daß sie die Kupplung (6) beim motorischen Schließvorgang vor dem Erreichen der Auslösestellung, vorzugsweise unmittelbar vor dem Erreichen der Auslösestellung, in den Zwischen-Kuppelzustand oder in den Lösezustand schaltet. Antriebsanordnung nach den Ansprüchen 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftfahrzeugklappe (2) ein Kraftfahrzeugschloß (11) mit einer Schloßfalle (12) zugeordnet ist, wobei die Schloßfalle (12) mit einem Schließkeil (14) o. dgl. in haltenden Eingriff bringbar ist, vorzugsweise, daß die Schließhilfsanordnung (9) einen Schließhilfsantrieb (10) zur motorischen Verstellung des Schließkeils (14) o. dgl. des Kraftfahrzeugschlosses (11) von einer Vorschließstellung in eine Schließstellung aufweist, oder, daß die Schließhilfsanordnung (9) einen Schließhilfsantrieb (10) zur motorischen Verstellung der Schloßfalle (12) des Kraftfahrzeugschlosses (11) von einer Vorraststellung in eine Hauptraststellung aufweist. Antriebsanordnung nach Anspruch 6 und ggf. nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Anschlag vorgesehen ist, gegen den die Kraftfahrzeugklappe (2) beim Erreichen der Auslösestellung läuft. Antriebsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerungseinrichtung (7) so ausgelegt ist, daß sie die Kupplung (6) beim motorischen Öffnungsvorgang vor dem Erreichen der geöffneten Stellung, vorzugsweise unmittelbar vor dem Erreichen der geöffneten Stellung, in den Zwischen-Kuppelzustand oder in den Lösezustand schaltet, vorzugsweise, daß die Steuerungseinrichtung (7) so ausgelegt ist, daß sie die Kupplung (6) beim motorischen Schließvorgang vor dem Erreichen der geschlossenen Stellung, vorzugsweise unmittelbar vor dem Erreichen der geschlossenen Stellung, in den Zwischen-Kuppelzustand schaltet und daß sie die Kupplung (6) beim motorischen Öffnungsvorgang vor dem Erreichen der geöffneten Stellung, vorzugsweise unmittelbar vor dem Erreichen der geöffneten Stellung, in den Lösezustand schaltet. Antriebsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Übertragungsmoment bzw. die Übertragungskraft bei im Zwischen-Kuppelzustand befindlicher Kupplung (6) etwa 30% bis 70%, vorzugsweise etwa 50%, des Übertragungsmoments bzw. der Übertragungskraft bei im Kuppelzustand befindlicher Kupplung (6) beträgt. Antriebsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung (6) als elektromechanische Kupplung (6) ausgestaltet ist und einen Elektromotor o. dgl. aufweist. Antriebsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung (6) als elektromagnetische Kupplung (6) ausgestaltet ist, vorzugsweise, daß die Kupplung (6) einen Elektromagneten und, weiter vorzugsweise, einen Permanentmagneten aufweist, weiter vorzugsweise, daß die Kupplung (6) durch eine Ansteuerung des Elektromagneten in den Kuppelzustand, in den Zwischen-Kuppelzustand und in den Lösezustand bringbar ist. Antriebsanordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung (6) durch den Permanentmagneten in einem der Kuppelzustände, vorzugsweise im Zwischen-Kuppelzustand, fixierbar ist, vorzugsweise, daß der Elektromagnet dann nicht aktiviert ist. Antriebsanordnung nach Anspruch 13 und ggf. nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromagnet mittels der Steuerungseinrichtung (7) im PWM-Betrieb (Pulsweiten-Modulation) ansteuerbar ist und daß hierdurch der Zwischen-Kuppelzustand und ggf. weitere Kuppelzustände mit weitgehend beliebigem Übertragungsmoment bzw. mit weitgehend beliebiger Übertragungskraft einstellbar sind. Antriebsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung (6) ein Planetengetriebe aufweist, daß eines der Elemente Sonnenrad, Planetenradträger und Hohlrad die Antriebsseite der Kupplung (6) bildet, daß ein zweites der Elemente Sonnenrad, Planetenradträger und Hohlrad die Abtriebsseite der Kupplung (6) bildet und daß das dritte der Elemente Sonnenrad, Planetenradträger und Hohlrad mit einer Bremse gekoppelt ist und entsprechend bremsbar ist, vorzugsweise, daß die Bremse für die Realisierung des Kuppelzustands, des Zwischen-Kuppelzustands und des Lösezustands in einen Bremszustand, in einen Zwischen-Bremszustand und in einen Lösezustand bringbar ist. Antriebsanordnung nach den Ansprüchen 13 und 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromagnet und der ggf. vorhandene Permanentmagnet der Bremse zugeordnet ist bzw. sind, so daß die Bremse in einen Bremszustand, einen Zwischen-Bremszustand und in einen Lösezustand und damit die Kupplung (6) in einen Kuppelzustand, in einen Zwischen-Kuppelzustand und in einen Lösezustand bringbar ist.






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