Die Erfindung betrifft eine Antriebseinheit, aufweisend zumindest einen elektrischen Antriebsmotor, der ein Funktionselement bewegt, wobei das Funktionselement während der Bewegung eine Haltposition zum Abschalten des elektrischen Antriebsmotors aufweist.

Die Erfindung findet insbesondere Anwendung in einem Kraftfahrzeugtürverschluss, wobei die Antriebseinheit beispielsweise Teil einer Zentralverriegelungsanlage ist. So kann ein Kraftfahrzeugtürverschluss mit einer Zentralverriegelungsanlage mit einem elektronischen Steuergerät ausgeführt sein. In diesem Fall ist der Verriegelungshebel als Zentralverriegelungshebel ausgeführt. Seine übliche Funktionsweise ist dabei dergestalt, dass bei in Verriegelungsstellung befindlichem Verriegelungshebel eine Beaufschlagung des (Außen-)Betätigungshebels zu einem Leerhub korrespondiert. Eine entsprechende Erläuterung findet sich beispielsweise auch in der EP 1 101 890 A2. Die Offenbarung wird hier voll in Bezug genommen.

Gerade bei solchen elektromotorischen Antriebseinheiten wird als Funktionselement ein sich drehendes Element, beispielsweise nach Art eines Zahnrades, bewegt. Das Funktionselement ist dabei regelmäßig nicht selbst gehemmt, sondern läuft ungehemmt auf einer Achse. Über das Funktionselement werden beispielsweise Hebel betätigt, wobei diese Rastpositionen einnehmen. Nunmehr ist es möglich, den Betrieb des elektrischen Antriebsmotors mit der Bewegung des Funktionselementes zu koppeln. Insbesondere ist es möglich, dass sich der elektrische Antriebsmotor abschaltet, sobald die selbst verursachte Bewegung des Funktionselementes nicht mehr möglich ist, beispielsweise weil dieses eine vorgegebene Rastposition erreicht hat (so genannter Blockbetrieb).

Bei solchen Antriebseinheiten ist jedoch zu berücksichtigen, dass diese Betriebsart gelegentlich eine erhöhte Beanspruchung des Antriebsmotors zur Folge hat, wobei zusätzlich auch Geräusche entstehen können. Zudem bereitet es aufgrund diverser Toleranzen bei einem Kraftfahrzeugschloss ggf. auch Schwierigkeiten, die Interaktion der Komponenten in ihren Positionen eindeutig zu bestimmen und/oder während des Betriebes des Kraftfahrzeuges aufrecht zu erhalten.

Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die mit Bezug auf den Stand der Technik geschilderten Probleme zumindest teilweise zu lösen.

Diese Aufgabe wird gelöst mit einer Antriebseinheit gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängig formulierten Patentansprüchen angegeben. Es ist darauf hinzuweisen, dass die in den Patentansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale in beliebiger, technologisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung aufzeigen. Die Beschreibung, insbesondere im Zusammenhang mit den Figuren, gibt weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung an.

Die erfindungsgemäße Antriebseinheit weist zumindest einen elektrischen Antriebsmotor auf, der ein Funktionselement bewegt, wobei das Funktionselement während der Bewegung eine Haltposition zum Abschalten des elektrischen Antriebsmotors aufweist und zumindest in einem Bewegungsabschnitt vor dem Erreichen der Haltposition eine Reibanlage für das Funktionselement vorgesehen ist, wobei der Reibungskoeffizient zwischen Reibanlage und Funktionselement in dem zumindest einen Bewegungsabschnitt durch die bei abgeschaltetem Antriebsmotor regelmäßig auf das Funktionselement wirkenden Kräfte nicht überwindbar ist.

D. h. mit anderen Worten auch, dass vor dem Erreichen, während der Haltposition und/oder nach dem Verlassen der Haltposition eine Reibkraft auf das Funktionselement einwirkt, sodass die (freie) Bewegung in diesem Bewegungsabschnitt gebremst bzw. behindert wird. Grundsätzlich ist möglich, dass die damit generierte Reibkraft während des Kontaktes konstant ist, dies ist aber nicht zwingend erforderlich. Wie bereits erläutert, kann es bei solchen Antriebseinheiten vorkommen, dass nach Erreichen der Haltposition das Funktionselement sich aufgrund der "fehlenden Motorkraft" wieder teilweise zurückbewegt. Dies ist aber nicht erwünscht. Deshalb ist hier die Reibanlage vorgesehen, die (nur) diese Rückstellbewegung behindert. Das heißt zum Beispiel, dass der Reibungskoeffizient so abgestimmt ist, dass das Funktionselement, wenn es von der Antriebseinheit (elektromotorisch) aktiv angetrieben wird, die Reibanlage ohne signifikante Beeinträchtigung der Bewegung überstreicht, jedoch die Rückstellbewegung signifikant behindert wird, wenn keine (elektromotorischen) Antriebskräfte anliegen.

Darüber hinaus wird es als vorteilhaft angesehen, wenn das Funktionselement ein Rotationsbauteil ist. Bei dem Rotationsbauteil handelt es sich insbesondere um ein angetriebenes Zahn- oder Schneckenrad, sodass in Umfangsrichtung eine entsprechende Eingriffsmechanik vorgesehen ist.

Weiterhin ist daran gedacht, dass die Reibanlage an einer Seitenfläche des Rotationsbauteils positioniert ist. Die beiden Seitenflächen können in diesem Zusammenhang dazu genutzt werden, z. B. andere Hebel zu bewegen, beispielsweise den Zentralverriegefungshebel. Auf bevorzugt der gegenüberliegenden Seitenfläche kann das Rotationsbauteil nun eine Gestalt bzw. Oberfläche aufweisen, die geeignet ist, mit der externen Reibanlage in Kontakt zu kommen. Bevorzugt ist, dass das Funktionselement und die Reibanlage aus Kunststoff hergestellt sind.

So wird insbesondere auch vorgeschlagen, dass die Reibanlage mit einem seitlichen Vorsprung des Funktionselements ausgebildet ist. Damit ist insbesondere gemeint, dass ein hervorstehender Bereich des Funktionselementes ausgebildet ist, der mit der externen Reibanlage zusammenwirken kann. Die Reibanlage kann als separates Bauteil und/oder als Teil des dort vorgesehenen Gehäuses ebenfalls nach Art eines Vorsprungs bzw. eines hervorstehenden Formelementes ausgebildet sein.

Dabei ist der seitliche Vorsprung des Rotationselementes bevorzugt ein Element aus der folgenden Gruppe: Rippe, Nocken, Kulisse, Steg mit Rücksprung. Die Rippe kann gradlinig und/oder gebogen verlaufen. Der Nocken kann insbesondere eine sphärische Anlagefläche für die Reibanlage bilden. Auch eine Kulisse bietet eine komplexe Anlagefläche für die Reibanlage, sodass ggf. auch unterschiedliche Reibkräfte beim Kontakt des Vorsprungs mit der Reibanlage erreicht werden. Zudem können Stege mit Rücksprüngen vorgesehen sein, wobei beispielsweise ein solcher Rücksprung die Aufnahme bzw. eine Führungsnut für die Reibanlage darstellt. Bei Rippen, Nocken, Kulissen und dergleichen ist regelmäßig davon auszugehen, dass nur eine gemeinsame Reibfläche gebildet ist. Gerade bei einem Steg mit einem Rücksprung ist es jedoch auch möglich, dass das Funktionselement über zwei Seiten mit der Reibanlage kontaktiert wird.

Eine Alternative hierzu sieht vor, dass eine Reibanlage unterhalb und/oder oberhalb des Rotationsbauteils positioniert ist und dort in unmittelbarer Nähe mit Reibkraft auf das Funktionselement einwirken kann, um dessen Bewegung abzubremsen oder zu blockieren.

Insbesondere ist bei einer zweckmäßigen Ausführung der Erfindung daran gedacht, dass als Reibanlage ein federnd ausgebildetes Bauteil, insbesondere eine Federscheibe dient, die unterhalb des Rotationsbauteils angeordnet ist. Dabei ist vorgesehen, das Antriebssystem mit permanent durch das federnd ausgebildete Bauteil erhöhter Reibung zu betreiben. Bei Abschaltung des Antriebs besitzt dieser durch die erhöhte Reibung eine relativ hohe Selbsthemmung gerade in entgegen gesetzter Richtung, wodurch ein Rücklauf ohnehin schon erschwert wird. Auch im normalen Vorlauf muss das Antriebssystem also gegen eine gewisse Reibkraft anwirken, was dann im besonderen Maße zur Geltung kommt, sobald der Antrieb abgestellt wird, ohne dass hierfür zusätzliche Bauteile oder Einrichtungen vorgesehen sein müssten.

Eine besondere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Antriebseinheit mit zwei separat ausgebildeten Reibanlagen ausgerüstet ist. Je nach Art des Funktionselementes und/oder der Bewegung kann dies der Fall sein, um die Rückstellbewegung (bei mehreren, verschiedenen Haltpositionen) möglichst klein zu halten oder die Funktion zweier Reibanlagen unabhängig oder ergänzend zueinander zu gewährleisten. Es kann sich dabei sowohl um denselben Typ von Reibanlage, etwa eine Art zweiteiliger Reibanlage ober- und unterhalb des Rotationsbauteils oder um zwei sich in ihrer Funktion ergänzende Reibanlagen unterschiedlichen Typs handeln.

Eine solche alleinige oder ggf. zusätzliche Lösung sieht beispielsweise vor, dass die Reibanlage in das Gehäuse der Antriebseinheit integriert ist. Hiermit entfällt die Anordnung eines zusätzlichen speziellen Aggregates, indem man sich die Geometrie des Gehäuses zu Nutzen macht und/oder durch Anordnung zusätzlicher Einbauten in Form von Reibbremsen die beabsichtigte Wirkung zur Einschränkung oder Verhinderung der Rückstellbewegung ermöglicht.

Speziell ist daran gedacht, die Reibanlage in den Deckel und/oder den Boden des Gehäuses zu integrieren. Hierzu befindet sich im Bereich des Deckels und/oder Bodens des Gehäuses eine Erhöhung oder ein spezieller Einbau, um durch entsprechende Reibkraft den Rücklauf des Antriebs verhindern zu können. Gedacht ist also sowohl an ein- wie mehrteilige Gehäusedeckel oder -böden.

Es wird darüber hinaus ein Verfahren zum-Auslösen eines Öffnungsmechanismus eines Gesperrebauteils eines Kraftfahrzeugschlosses vorgeschlagen, bei dem eine erfindungsgemäße Antriebseinheit angewendet wird. Diese Gesperrebauteile werden insbesondere zum Sichern von Fahrzeugtüren und/oder Fahrzeugklappen in definierten Schließpositionen verwendet. Der Öffnungsmechanismus des Gesperrebauteils wird eingeleitet, indem das Funktionselement der Antriebseinheit beispielsweise eine Sperrklinke des Gesperrebauteils aus einer Sperrposition verschwenkt. Dabei kann das Funktionselement die Sperrklinke entweder über eine zwischengeschaltete Mechanik oder durch direkten Kontakt verschwenken. Des Weiteren ist ebenfalls erfindungsgemäß das Funktionselement selbst als Sperrklinke auszugestalten. Im Weiteren sei darauf hingewiesen, dass dieses Verfahren ebenfalls von der obigen konkreten Ausgestaltung der Antriebseinheit unabhängig eingesetzt werden kann, also die elektromechanische Betätigung der Sperrklinke als solche vorteilhaft sein kann. Dies lässt sich insbesondere mit folgender Vorrichtung verwirklichen:

• Schloss-Anordnung umfassend ein Gesperre mit zumindest einer Drehfalle und
• zumindest einer Sperrklinke, die die Drehfalle in der geschlossenen Position bewegungsblockiert ist, wobei die zumindest eine Sperrklinke motorisch (mittels eines Elektromotors und ggf. über ein Funktionselement) betätigbar ist,
• insbesondere um von der Drehfalle entfernt zu werden.

In besonderen Ausführungsformen der Erfindung ist daran gedacht, dass das Kraftfahrzeugschloss als elektrisch zu öffnendes Schloss und/oder dass das Kraftfahrzeugschloss als Seitentürschloss ausgebildet ist.

Die Erfindung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass eine Antriebseinheit mit einem Funktionselement geschaffen ist, dem ein oder mehrere Reibanlagen so zugeordnet sind, dass zuverlässig und sicher ein Rücklauf der Antriebseinheit nach ihrer Abschaltung verhindert oder ausgeschlossen werden kann. Stattdessen wird in Abhängigkeit von der Einstellung der Reibanlage die Rückstellbewegung verhindert oder im Bedarfsfall sogar ausgeschlossen, je nachdem wie der Reibungskoeffizient der Anlage eingestellt ist. Es ist auch denkbar, das Antriebssystem so zu betreiben, dass es per se gegen erhöhte Reibung anläuft, sodass bei Abschaltung des Antriebs die Reibung voll greift und es dank der hohen Selbsthemmung zu keinem oder einem nur sehr schwachen Rücklauf kommen kann.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnungen, in denen ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel mit den dazu notwendigen Einzelheiten und Einzelteilen dargestellt ist. Es zeigen:

Figur 1

ein Detail eines Kraftfahrzeugschlosses mit einer Zentralverriegelungsmechanik,

Figur 2

ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung außerhalb der Haltposition,

Figur 3

die Ausführungsvariante aus Figur 2 in der Haltposition,

Figur 4

eine zweite Ausführungsvariante der Erfindung außerhalb der Haltposition,

Figur 5

die Ausführungsvariante aus Figur 6 in der Haltposition,

Figur 6

eine perspektivische Schnittdarstellung einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung in der Haltposition,

Figur 7

ein Detail des Gehäuses aus Figur 6 in Draufsicht,

Figur 8

eine Seitenansicht des Rotationsbauteils aus Figur 6,

Figur 9

ein Kraftfahrzeug mit einer auf eine Sperrklinke eines Kraftfahrzeugschlosses wirkenden Antriebseinheit,

Figur 10

die Ausführungsvariante mit Federscheibe und in das Gehäuse integrierter Reibanlage in Seitenansicht und

Figur 11

eine skizzenhafte Darstellung dazu.

Figur 1 zeigt schematisch ein Kraftfahrzeugschloss 10 in einem Gehäuse 12. Dabei ist ausschnittsweise eine Zentralverriegelungsmechanik 11 gezeigt, die mit einem Funktionselement 3 betätigt wird. Die Betätigung erfolgt dabei über einen elektrischen Antriebsmotor 2, beispielsweise einen reversierenden Elektromotor mit einer Motorwelle und einer Schnecke, welche nur mit dem Funktionselement 3 zusammenwirkt.

In der hier veranschaulichten Haltposition 4 findet ein Reibkontakt zwischen dem Funktionselement 3 und der Reibanlage 6 statt, wobei die Reibanlage 6 z. B. in das Gehäuse 12 integriert und ein Teil dieses Gehäuses 12 ist. Es ist auch zu erkennen, dass das Funktionselement 3 bereits mit der Reibanlage 6 in Kontakt ist, bevor dieses tatsächlich die Haltposition 4 erreicht hat. Nach dieser hier schematischen Darstellung werden nun einzelne Ausführungsbeispiele dargestellt.

In den Figuren 2 und 3 wurde nur der Antriebsmotor weggelassen, dargestellt ist vielmehr das Gehäuse 12, das auch die Reibanlage 6 ausbildet, zusammen mit dem als Rotationsbauteil 7 ausgestalteten Funktionselement. Dabei ist einmal in Figur 2 eine Lage des Rotationsbauteils 7 dargestellt, in der dieses nicht selbsthemmend (unbehindert) betätigbar ist. Bei dieser Ausführungsvariante ist die Reibanlage 6 als gerade verlaufende, angeformte Rippe aus Kunststoff ausgebildet. In Figur 3 kann nun erkannt werden, dass das Rotationsbauteil 7 einen Vorsprung 9 nach Art eines radial angeformten Nockens aufweist, der zur Vermeidung von Rückbewegungen an der fest im Schlossgehäuse angeformten Rippe (Reibanlage 6) zur Anlage kommt. Auf diese Weise ist die Haltposition 4 bei abgeschalteter Antriebseinheit 1 gesichert.

Die Figuren 4 und 5 zeigen eine weitere Ausführungsvariante, wobei hier eine in Axialrichtung nockenförmige Erhebung auf der Rückseite des Rotationsbauteils 7 als Vorsprung 9 ausgebildet ist, der auf eine Anlaufschräge (Rampe) als Reibanlage 6 im Gehäuse 12 auftrifft und damit bei abgeschalteter (nicht mit Strom versorgter) Antriebseinheit 1 bewegungsgebremst und schließlich bewegungsblockiert wird. Somit können insbesondere auch verschiedene Reibkräfte über den Bewegungsfortschritt des Rotationsbauteils 7 erreicht werden.

Die Figuren 6, 7 und 8 veranschaulichen noch eine weitere Ausführungsvariante. Hierzu ist das Rotationsbauteil 7 mit einem Vorsprung 9 hin zum Gehäuse 12 ausgeführt, wobei der Vorsprung 9 zusätzlich in einer Art Federelement des Rotationsbauteils 7 ausgestaltet ist. Der Vorsprung 9 ragt gegenüber der Seitenfläche 8 des Rotationsbauteils 7 hervor und kann so mit dem im Gehäuse 12 gebildeten keilförmigen Vorsprung als Reibanlage 6 zusammenwirken. Während bei den bisherigen Ausführungsvarianten die Anpresskraft tangential zur Umfangsrichtung des Rotationsbauteils erzeugt wurde, wird hier eine Anpresskraft in axialer Richtung verwirklicht.

Figur 9 zeigt schematisch ein Kraftfahrzeug 17 mit einem Kraftfahrzeugschloss 10. Ein solches Kraftfahrzeugschloss 10 weist regelmäßig eine Drehfalle 13 auf, die zumindest eine Rast 18 umfasst. Diese Drehfalle 13 versperrt in der geschlossenen Position einen Schließbügel 14 (auch Schlosshalter genannt), der beispielsweise an einer hier nicht dargestellten Fahrzeugkarosserie befestigt sein kann. Dabei steht die Drehfalle 13 mit einer Sperrklinke 15 in Eingriff, welche die Drehfalle 13 an der Rast 18 durch Formschluss gegen Verdrehen sichert.

Des Weiteren umfasst das Kraftfahrzeug 17 eine elektromotorische Antriebseinheit 1. Das Funktionselement 3 der Antriebseinheit 1 wirkt hier über eine angedeutete Sperrklinkenmechanik 16 auf die Sperrklinke 15 des Kraftfahrzeugschlosses 10. Dadurch kann die Sperrklinke 15 mit der Antriebseinheit 1 um eine Drehachse der Sperrklinke 15 bewegt werden, wodurch beispielsweise die Drehfalle 13 entsperrt werden kann.

Figur 10 zeigt eine Ausführungsvariante der Erfindung mit zwei Reibanlagen 6, von denen eine Reibanlage 19 oberhalb und eine Reibanlage 19' unterhalb des Rotationsbauteils 7 angeordnet ist. Erstgenannte ist in den Deckel 21 des Gehäuses 12 integriert, hier einteilig mit diesem hergestellt. Mit dem Bezugszeichen 23 ist dabei die Überdeckung zwischen dem als Schneckenrad 24 ausgebildeten Rotationsbauteil 7 bezeichnet, um zu veranschaulichen, dass hier entsprechende Reibkräfte ausgeübt werden können. Zusätzlich befindet sich die Reibanlage 19' in Form der Federscheibe 20 an der Unterseite 25 des Rotationsbauteils 7. Das System kann dabei so ausgebildet sein, dass es permanent gegen die durch die Federscheibe 20 bedingte Reibkraft betrieben werden muss, damit es bei einer Abschaltung des Antriebs in besonders geeigneter Weise zu einer Vermeidung von Rückstellkräften kommt. Die Federscheibe 20 wird von der Welle 26 durchdrungen und stützt sich einerseits am Rotationsbauteil 7 und andererseits am Boden 22 des Gehäuses 2 ab.

Eine vereinfachte Skizze hierzu zeigt auch nochmals Figur 11 mit dem sich in die Richtung 27 drehenden Schneckenrad 24 und der Reibanlage 6, 19 die allein oder zusätzlich zu der in Figur 10 dargestellten Reibanlage zu dem Rotationsbauteil 7 vorgesehen sein kann.