[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antriebsanordnung zur motorischen Verstellung
einer Kraftfahrzeugtür o.dgl. gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1,
[0002] Der Begriff "Kraftfahrzeugtür" ist vorliegend umfassend zu verstehen. Entsprechend
fallen hierunter nicht nur die Seitentür eines Kraftfahrzeugs, sondern auch die Heckklappe,
der Kofferraumdeckel, die Motorraumklappe oder Laderaumklappe sowie ein ggf. vorhandenes
Hubdach eines Kraftfahrzeugs. Vorliegend wird die Kraftfahrzeugtür der Karosserie
des Kraftfahrzeugs nicht zugerechnet. Entsprechend ist die Kraftfahrzeugtür an der
Karosserie des Kraftfahrzeugs um eine Schwenkachse schwenkbar angelenkt, wodurch eine
Türöffnung der Karosserie des Kraftfahrzeugs verschließbar ist.
[0003] Die bekannte Antriebsanordnung (
US 3,398,484 A), von der die vorliegende Erfindung ausgeht, dient der motorischen Verstellung einer
Seitentür eines Kraftfahrzeugs. Hierfür weist die Antriebsanordnung einen Antrieb
auf, der zur Erzeugung von linearen Antriebsbewegungen mit einer Motoreinheit und
einem der Motoreinheit nachgeschalteten Spindel-Spindelmutter-Getriebe ausgestattet
ist. Der Antrieb ist hier in der Kraftfahrzeugtür angeordnet und ragt mit einem Übertragungselement
durch einen Spalt aus der Kraftfahrzeugtür heraus. Das Übertragungselement ist im
Bereich der vorderen Stirnseite der Kraftfahrzeugtür an der Karosserie des Kraftfahrzeugs
angelenkt.
[0004] Bei der bekannten Antriebsanordnung ist die Motoreinheit nicht-selbsthemmend ausgestaltet.
Um ein ungewünschtes Zuschlagen der Kraftfahrzeugtür, beispielsweise bei an einer
Steigung abgestelltem Kraftfahrzeug, zu vermeiden, wird die Motoreinheit im nicht
betätigten Zustand im Kurzschlußbetrieb gebremst. Im Notfall, beispielsweise wenn
die Spannungsversorgung ausfällt oder ein Kabelbruch vorliegt, besteht die Gefahr
einer Fehlfunktion dieser Kurzschlußbremsung. Die Betriebssicherheit dieser Antriebsanordnung
im Notfall ist also erheblich eingeschränkt.
[0005] Eine weitere bekannte Antriebsanordnung (
US 6,515,567 B1) ist für die Heckklappe eines Kraftfahrzeugs ausgelegt, Der hier vorhandene Antrieb
ist mit einer Motoreinheit und einem nachgeschalteten Spindel-Spindelmutter-Getriebe
ausgestattet, wobei die Motoreinheit hier selbsthemmend ausgestaltet ist. Um einen
manuellen Betrieb gewährleisten zu können, ist eine Kupplung zwischen die Motoreinheit
und das Spindel-Spindelmutter-Getriebe geschaltet. Dem gleichen Prinzip folgt die
weitere bekannte Antriebsanordnung (
DE 101 17 934 A1), bei der die Verwendung eines Planetenradgetriebes als Kupplung vorgesehen ist.
[0006] Die bekannten Antriebsanordnungen werden den heute gestellten Anforderungen, nämlich
des optimalen motorischen Betriebsverhaltens, der manuellen Betätigbarkeit und des
optimalen Betriebsverhaltens im Notfall nicht im vollem Umfang gerecht. Insbesondere
die leichte manuelle Betätigbarkeit auf der einen Seite und das sichere Betriebsverhalten
im Notfall auf der anderen Seite stellen gegensätzliche Anforderungen an die Antriebsanordnung,
die keine der bekannten Antriebsanordnungen gleichzeitig erfüllt.
[0007] Im Hinblick auf die Anwendung von Spindel-Spindelmutter-Getrieben besteht ein Grund
hierfür darin, daß die bislang verfügbaren Spindel-Spindelmutter-Getriebe insbesondere
für die manuelle Betätigbarkeit Grenzen gesetzt haben. Bei der manuellen Betätigung
wird in der Regel eine manuelle Antriebskraft in die Spindelmutter eingeleitet, die
zu einem Rück-Rotieren der Spindel führt. Je nach Spindelsteigung kann es hier leicht
zu einer Verklemmung kommen, insbesondere dann, wenn die Spindel gebremst ist.
[0008] Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, die bekannte Antriebsanordnung derart auszugestalten
und weiterzubilden, daß das Betriebsverhalten der Antriebsanordnung im Notfall, beispielsweise
bei Ausfall der Spannungsversorgung, optimiert ist.
[0009] Das obige Problem wird bei einer Antriebsanordnung mit den Merkmalen des Oberbegriffs
von Anspruch 1 durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils von Anspruch 1 gelöst.
[0010] Mit der vorgeschlagenen Ausgestaltung der Antriebsanordnung wird zunächst erreicht,
daß die Kupplung wie an sich bekannt in einen Kuppelzustand und in einen Lösezustand
bringbar ist. Zusätzlich ist die Kupplung noch in einen Zwischen-Kuppelzustand mit
reduziertem Übertragungsmoment bzw. mit reduzierter Übertragungskraft bringbar, so
daß die Kraftfahrzeugtür bei im Zwischen-Kuppelzustand befindlicher Kupplung durch
die Selbsthemmung der Motoreinheit zwar jederzeit in ihrer aktuellen Position gehalten
wird, durch eine manuelle Betätigung mit einer vorbestimmten Mindest-Betätigungskraft
aber verstellbar ist.
[0011] Im Normalbetrieb befindet sich die Kupplung für die motorische Betätigung im Kuppelzustand.
Damit arbeitet die Kupplung in ihrem Nennbetrieb und arbeitet vorzugsweise mit maximalem
Übertragungsmoment bzw. mit maximaler Übertragungskraft. Eine manuelle Verstellung
der Kraftfahrzeugtür ist in diesem Zustand nicht möglich. Für die manuelle Verstellung
der Kraftfahrzeugtür im Normalbetrieb ist der Lösezustand der Kupplung vorgesehen.
Damit läßt sich die Kraftfahrzeugtür unabhängig von der Motoreinheit manuell verstellen.
[0012] Insbesondere für den Notfallbetrieb, beispielsweise bei einem Ausfall der Spannungsversorgung,
wird die Kupplung in den Zwischen-Kuppelzustand geschaltet, in dem jedenfalls eine
manuelle Verstellung mit der Mindest-Betätigungskraft möglich ist.
[0013] Ferner wird die Ausgestaltung des Getriebes als Spindel-Spindelmutter-Getriebe vorgeschlagen.
Es ist hier herausgefunden worden, daß sich eine geeignete Auslegung des Spindel-Spindelmutter-Getriebes
durch Versuche hinsichtlich der Spindelsteigung und der im Spindel-Spindelmutter-Getriebe
verwendeten Materialien ermitteln läßt, so daß sich auch der Zwischen-Kuppelzustand
ohne weiteres realisieren läßt.
[0014] Die bevorzugten Ausgestaltungen gemäß den Ansprüchen 6 bis 14 betreffen eine ganz
spezielle Ausgestaltung des Spindel-Spindelmutter-Getriebes, nämlich nach Art eines
Teleskopauslegers. Dabei wird zwischen die Spindel und die Spindelmutter mindestens
eine Teleskophülse geschaltet, durch die das Außengewinde der Spindel gewissermaßen
verlängerbar ist. Man könnte auch andersherum sagen, daß das Innengewinde der Spindelmutter
durch die Teleskophülse bzw. die Teleskophülsen verlängerbar ist.
[0015] Mit der obigen Integration der Teleskophülse bzw. der Teleskophülsen in das Spindel-Spindelmutter-Getriebe
wird im Ergebnis eine Reduzierung der Länge des Spindel-Spindelmutter-Getriebes im
eingezogenen Zustand bei unverändert großem Vorschubweg ermöglicht. Hinsichtlich der
konstruktiven Ausgestaltung des teleskopartigen Spindel-Spindelmutter-Getriebes darf
auf die
deutsche Anmeldung 20 2005 016 953.6 verwiesen werden, die auf die Anmelderin zurückgeht und deren Inhalt in vollem Umfang
zum Gegenstand der vorliegenden Anmeldung gemacht wird.
[0016] Insbesondere bei der Ausgestaltung der Kraftfahrzeugtür als Seitentür eines Kraftfahrzeugs
bietet die Ausgestaltung des Spindel-Spindelmutter-Getriebes nach Art eines Teleskopauslegers
besondere Vorteile. Dadurch, daß in einer Seitentür heutzutage eine Vielzahl von Komponenten
untergebracht sind, ist die mögliche Ausdehnung der Antriebsanordnung in einer Richtung
parallel zur Fahrzeuglängsachse beschränkt. Durch die Ausgestaltung des Spindel-Spindelmutter-Getriebes
nach Art eines Teleskopauslegers läßt sich die notwendige Ausdehnung in dieser Richtung
erheblich reduzieren. Dabei wird in Kauf genommen, daß sich die Breite der Antriebsanordnung,
also die Ausdehnung senkrecht zu der oben angesprochenen Richtung, vergrößert. Für
eine Ausdehnung in dieser Richtung ist in der Regel der notwendige Bauraum in einer
Seitentür vorhanden.
[0017] Die bevorzugten Ausgestaltungen gemäß den Ansprüchen 18 und 19 betreffen bevorzugte
Varianten zur Ansteuerung und Ausgestaltung der dreistufigen Kupplung.
[0018] Von besonderer Bedeutung ist die bevorzugte Ausgestaltung gemäß Anspruch 18, bei
der die Kupplung automatisch in den Zwischen-Kuppelzustand schaltet, wenn die Steuerspannung,
beispielsweise im Notfall, wegfällt. Damit wird einerseits vermieden, daß die Kraftfahrzeugtür
im Notfall unkontrolliert zuschlägt. Andererseits wird sichergestellt, daß eine manuelle
Betätigung in jedem Fall möglich ist. Hinsichtlich bevorzugter Realisierungsdetails
darf hier auf die deutsche Anmeldung
20 2005 014 501.7 verwiesen, die auf die Anmelderin zurückgeht und deren Inhalt in vollem Umfange zum
Gegenstand der vorliegenden Anmeldung gemacht wird.
[0019] Weitere Einzelheiten, Merkmale, Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden
nachfolgend anhand der Zeichnung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
In der Zeichnung zeigt
- Fig. 1
- ein Kraftfahrzeug mit einer Seitentür, die eine erfindungsgemäße Antriebsanordnung
aufweist, in einer Seitenansicht,
- Fig. 2
- eine Seitentür des in Fig. 1 dargestellten Kraftfahrzeugs mit einer erfindungsgemäßen
Antriebsanordnung in geschlossener Stellung (oben) und in geöffneter Stellung (unten)
in einer Schnittansicht gemäß Linie II-II,
- Fig. 3
- den Antrieb einer erfindungsgemäßen Antriebsanordnung,
- Fig. 4
- in ganz schematischer Darstellung die wesentlichen Komponenten eines Spindel-Spindelmutter-Getriebes
einer erfindungsgemäßen Antriebsanordnung in einer weiteren Ausführungsform,
- Fig. 5
- eine Seitentür des in Fig. 1 dargestellten Kraftfahrzeugs mit einer weiteren erfindungsgemäßen
Antriebsanordnung in geöffneter Stellung.
[0020] Das in Fig. 1 dargestellte Kraftfahrzeug ist mit einer Antriebsanordnung 1 zur motorischen
Verstellung einer Seitentür 2 ausgestattet. Das Kraftfahrzeug zeigt ferner einen Kofferraumdeckel
und eine Motorhaubenklappe, die gleichermaßen mit einer solchen Antriebsanordnung
1 ausgestattet sein können. Grundsätzlich ist die vorschlagsgemäße Antriebsanordnung
1 aber auch auf eine Heckklappe, eine Laderaumklappe oder ein Hubdach eines Kraftfahrzeugs
anwendbar. Wenn im folgenden von "Kraftfahrzeugtür" die Rede ist, so ist zu berücksichtigen,
daß alle in der Beschreibungseinleitung genannten Arten von Kraftfahrzeugtüren unter
diesen Begriff fallen. In besonders bevorzugter Ausgestaltung handelt es sich bei
der Kraftfahrzeugtür 2 allerdings um eine Seitentür des Kraftfahrzeugs.
[0021] Die vorschlagsgemäße Antriebsanordnung 1 zur motorischen Verstellung einer Kraftfahrzeugtür
2 ist mit mindestens einem Antrieb 3 ausgestattet. Vorzugsweise handelt es sich hier
um den einzigen Antrieb 3, oder aber um zwei Antriebe 3, Bei der Ausgestaltung der
Antriebsanordnung 1 mit zwei Antrieben 3 läßt sich bei entsprechender Anordnung der
Antriebe 3 einem Verwinden der Kraftfahrzeugtür 2 besonders wirksam entgegenwirken.
[0022] Die Kraftfahrzeugtür 2 ist an der Karosserie des Kraftfahrzeugs um eine Schwenkachse
4 schwenkbar angelenkt, wodurch eine Türöffnung der Karosserie des Kraftfahrzeugs
verschließbar ist. Der in Fig. 2 dargestellte, einzige Antrieb 3 weist zur Erzeugung
von Antriebsbewegungen eine Motoreinheit 5 und ein der Motoreinheit 5 nachgeschaltetes
Getriebe 6 auf. Im dargestellten und insoweit bevorzugten Ausführungsbeispiel ist
das Getriebe 6 als Spindel-Spindelmutter-Getriebe ausgestaltet, so daß hier lineare
Antriebsbewegungen erzeugt werden. Es sind aber grundsätzlich auch anderen Getriebevarianten
einsetzbar. Beispielsweise kann es sich bei dem Getriebe 6 in obigem Sinne auch um
einen einfachen Hebel handeln, der die von der Motoreinheit 5 erzeugte Antriebskraft
auf die Kraftfahrzeugtür 2 leitet.
[0023] Wesentlich für die Funktionsweise der Antriebsanordnung 1 ist zunächst die Tatsache,
daß die Motoreinheit 5 selbsthemmend und das Spindel-Spindelmutter-Getriebe 6 nicht
selbsthemmend ausgestaltet ist. In den Antriebsstrang zwischen der Motoreinheit 5
und dem Spindel-Spindelmutter-Getriebe 6 ist eine Kupplung 7 geschaltet, die in einen
Kuppelzustand, in einen Lösezustand und in einen Zwischen-Kuppelzustand bringbar ist.
Im Kuppelzustand steht die Motoreinheit 5 für den Nennbetrieb in antriebstechnischem
Eingriff mit der Kraftfahrzeugtür 2, in dem bei ausgeschalteter Motoreinheit 5 eine
manuelle Verstellung der Kraftfahrzeugtür 2 blockiert wird. Der Grund hierfür besteht
in der selbsthemmenden Ausgestaltung der Motoreinheit 5.
[0024] Bei im Lösezustand befindlicher Kupplung 7 ist die Motoreinheit 5 antriebstechnisch
getrennt von der Kraftfahrzeugtür 2, so daß die Kraftfahrzeugtür 2 unabhängig von
der Motoreinheit 5 verstellbar ist. Dies entspricht der manuellen Betätigung der Kraftfahrzeug
2 im Normalbetrieb.
[0025] Bei im Zwischen-Kuppelzustand befindlicher Kupplung 7 ist das von der Kupplung 7
übertragbare Übertragungsmoment bzw. die von der Kupplung 7 übertragbare Übertragungskraft
verglichen mit der Betriebsweise im Nennbetrieb reduziert. Bei Überschreiten des reduzierten
Übertragungsmoments bzw. der reduzierten Übertragungskraft arbeitet die Kupplung 7
nach Art einer Rutschkupplung und ermöglicht die manuelle Betätigung der Kraftfahrzeugtür
2. Im Ergebnis wird mit der Realisierung des Zwischen-Kuppelzustands erreicht, daß
die Kraftfahrzeugtür 2 bei im Zwischen-Kuppelzustand befindlicher Kupplung 7 durch
die Selbsthemmung der Motoreinheit 5 zwar jederzeit in ihrer aktuellen Position gehalten
wird, durch eine manuelle Betätigung mit einer vorbestimmten Mindest-Betätigungskraft
aber verstellbar ist. Die hiermit verbundenen Vorteile wurden weiter oben erläutert.
[0026] Es wurde bereits darauf hingewiesen, daß in besonders bevorzugter Ausgestaltung die
von der Antriebsanordnung 1 motorisch verstellbare Kraftfahrzeugtür 2 eine Seitentür
des Kraftfahrzeugs ist.
[0027] Es läßt sich den Darstellungen in Fig. 2 und Fig. 3 entnehmen, daß der Antrieb 3
einen ersten Kraftangriffspunkt 8 und einen zweiten Kraftangriffspunkt 9 zum Ausleiten
der linearen Antriebsbewegung aufweist. Bei dem in Fig. 2 dargestellten und insoweit
bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der erste Kraftangriffspunkt 8 mit der Karosserie
des Kraftfahrzeugs und der zweite Kraftangriffspunkt 9 mit der Kraftfahrzeugtür 2
gekoppelt. Dabei ist der erste Kraftfangriffspunkt 8 vorzugsweise direkt mit der Karosserie
des Kraftfahrzeugs gekoppelt. Dies bedeutet, daß der erste Kraftangriffspunkt 8 ohne
zusätzliche, zwischengeschaltete Übertragungselemente, Schwenkgelenke o.dgl. unmittelbar
mit der Karosserie des Kraftfahrzeugs gekoppelt ist. In besonders bevorzugter Ausgestaltung
ist es so, daß die Kopplung des ersten Kraftangriffspunkts 8 mit der Karosserie und
des zweiten Kraftangriffspunkts 9 mit der Kraftfahrzeugtür 2 jeweils als Schwenkkopplung
ausgestaltet ist. Dies bedeutet, daß vorzugsweise der gesamte Antrieb 3, jedenfalls
das Spindel-Spindelmutter-Getriebe 6, bei einer motorischen Verstellung der Kraftfahrzeugtür
2 bewegt und verschwenkt wird.
[0028] Bei Kraftfahrzeugtüren 2 ist es heute zunehmend so, daß diese ein Türmodul 2a aufweisen,
das verschiedene Funktionselemente wie Fensterheber, Lautsprecher o.dgl. trägt. In
besonders bevorzugter Ausgestaltung ist es vorgesehen, daß der zweite Kraftangriffspunkt
9 mit einem solchen in der Kraftfahrzeugtür 2 angeordneten Türmodul 2a gekoppelt ist
(Fig. 5). Der Antrieb 3 ist dann bei der Fertigung des Kraftfahrzeugs während der
Vormontage des Türmoduls 2a an diesem anbringbar. Der Antrieb 3 kann schließlich zusammen
mit dem Türmodul 2a in einem Arbeitsgang in die Kraftfahrzeugtür 2 eingesetzt und
über den ersten Kraftangriffspunkt 8 mit der Karosserie des Kraftfahrzeugs gekoppelt
werden.
[0029] Bei dem in Fig. 2 dargestellten und insoweit bevorzugten Ausführungsbeispiel ist
der Antrieb 3 gewissermaßen zwischen der Karosserie des Kraftfahrzeugs und der Kraftfahrzeugtür
2 angeordnet. Die Anordnung ist nun so getroffen, daß der Antrieb 3 bei geschlossener
Kraftfahrzeugtür 2 im wesentlichen vollständig innerhalb der Kraftfahrzeugtür 2 angeordnet
ist und daß der Antrieb 3, hier das Spindel-Spindelmutter-Getriebe 6 des Antriebs
3, bei geöffneter Kraftfahrzeugtür 2 durch eine Öffnung 10 in der vorderen Stirnseite
11 der Kraftfahrzeugtür hindurchragt. Dies kann auch andersherum vorgesehen sein,
nämlich, daß der Antrieb 3 bei geschlossener Kraftfahrzeugtür im wesentlichen vollständig
innerhalb der Karosserie angeordnet ist. Dies kann insbesondere für die Antriebsanordnung
1 einer vorderen Seitentür interessant sein.
[0030] Insbesondere bei der Ausgestaltung der Kraftfahrzeugtür 2 als Seitentür kommt der
bauraumoptimierten Ausgestaltung des Spindel-Spindelmutter-Getriebes 6 besondere Bedeutung
zu. Es wurde im allgemeinen Teil der Beschreibung bereits darauf hingewiesen, daß
der in einer Richtung parallel zur Längsachse des Kraftfahrzeugs vorhandene Bauraum
beschränkt ist, da Funktionselemente wie der Fensterheber, Lautsprecher o.dgl. in
die Kraftfahrzeugtür integriert sind.
[0031] Eine besonders geringe Längserstreckung des Spindel-Spindelmutter-Getriebes 6 in
obigem Sinne wird dann erreicht, wenn dieses Spindel-Spindelmutter-Getriebe 6 nach
Art eines Teleskopauslegers ausgestaltet ist. Eine solche Anordnung ist in Fig. 3
dargestellt. Es ist der Darstellung in Fig. 3 zu entnehmen, daß das Spindel-Spindelmutter-Getriebe
6 eine Spindel 12 mit einem Außengewinde 12a und einer Spindelmutter 13 mit einem
Innengewinde 13a aufweist. Die lineare Antriebsbewegung ist, wie bei Spindel-Spindelmutter-Getrieben
grundsätzlich üblich, eine Bewegung der Spindelmutter 13 parallel zur Spindelachse
14.
[0032] Bei dem Spindel-Spindelmutter-Getriebe 6 handelt es sich gegenüber bekannten Spindel-Spindelmutter-Getrieben
insoweit um eine modifizierte Anordnung, als hier mindestens eine Teleskophülse 15
mit einem Innengewinde 15a und einem Außengewinde 15b vorgesehen ist, die zwischen
die Spindel 12 und die Spindelmutter 13 geschaltet ist. Hier ist es so, daß innen
die Spindel 12, weiter außen die Teleskophülse 15 bzw. die Teleskophülsen 15 und ganz
außen die Spindelmutter 13 teleskopartig und ineinander schraubbar angeordnet sind,
so daß jedes Außengewinde 12a, 15b mit dem jeweils benachbarten Innengewinde 15a,
13a eine Gewindepaarung bildet. Die Angaben "innen" und "außen" beziehen sich hier
jeweils auf eine hinsichtlich der Spindelachse 14 radiale Richtung. Mit einer "teleskopartigen
Anordnung" ist gemeint, daß die betroffenen Komponenten 12, 13, 15 konzentrisch zur
Spindelachse 14 angeordnet sind, so daß sie nach Art eines mehrstufigen teleskopartigen
Auslegers ineinander geschachtelt werden können. Mit "Gewindepaarung" ist schließlich
gemeint, daß das jeweilige Außengewinde 12a, 15b mit dem jeweils benachbarten Innengewinde
13a, 15a im Gewindeeingriff steht.
[0033] Bei dem dargestellten und insoweit bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Spindel
12 in einem Lagerbock 16 drehbar gelagert. Der Lagerbock 16 befindet sich in einem
Spindelgehäuse 17, an dem der erste Kraftangriffspunkt 8 des Antriebs 3 angeordnet
ist. Der Lagerbock 16 ist im eingebauten Zustand zusammen mit dem Spindelgehäuse 17
und dem ersten Kraftangriffspunkt 8 verdrehfest angeordnet. Die Spindel 12 ist hier
antriebstechnisch mit der Motoreinheit 5 gekoppelt. Grundsätzlich kann es aber auch
vorgesehen sein, daß die Spindelmutter 13 antriebstechnisch mit der Motoreinheit 5
gekoppelt ist, wobei die Spindel 12 dann verdrehfest angeordnet ist.
[0034] Die Spindelmutter 13 ist in einem Spindelmuttergehäuse 18 angeordnet, wobei am Spindelmuttergehäuse
18 der zweite Kraftangriffspunkt 9 des Antriebs 3 angeordnet ist. Auch das Spindelmuttergehäuse
18 mit dem Kraftangriffspunkt 9 ist im eingebauten Zustand verdrehfest angeordnet.
Bei der Erzeugung von Antriebsbewegungen durch die Motoreinheit 5 erfolgt eine lineare
Relativbewegung der beiden Kraftangriffspunkte 8, 9 zueinander. Es ist den Darstellungen
in Fig. 3 zu entnehmen, daß das Spindelmuttergehäuse 18 zu dem Spindelgehäuse 17 überlappend
angeordnet ist, so daß die innenliegenden Komponenten vor Verschmutzung geschützt
sind. In diesem Zusammenhang darf darauf hingewiesen werden, daß das Innengewinde
13a der Spindelmutter 13 grundsätzlich auch als Bestandteil des Spindelmuttergehäuses
18 ausgestaltet sein kann.
[0035] Bei dem dargestellten und insoweit bevorzugten Ausführungsbeispiel ist es so, daß
eine einzige Teleskophülse 15 vorgesehen ist, daß das Außengewinde 12a der Spindel
12 in dem Innengewinde 15a der Teleskophülse 15 läuft und daß das Außengewinde 15b
der Teleskophülse 15 in dem Innengewinde 13a der Spindelmutter 13 läuft. Dadurch läßt
sich das Spindel-Spindelmutter-Getriebe 6 durch ein Rotieren der Spindel 12 grundsätzlich
von dem nicht dargestellten, eingezogenen Zustand in den in Fig. 3 dargestellten,
ausgezogenen Zustand bringen. Es ist der Darstellung in Fig. 3 zu entnehmen, daß die
Teleskophülse 15 im ausgezogenen Zustand des Spindel-Spindelmutter-Getriebes 6 gewissermaßen
eine Verlängerung des Außengewindes 12a der Spindel 12 darstellt. Umgekehrt könnte
man auch sagen, daß die Teleskophülse 15 eine Verlängerung des Innengewindes 13a der
Spindelmutter 13 darstellt. Damit wird gewährleistet, daß trotz der geringen Länge
des Spindel-Spindelmutter-Getriebes 6 ein erheblicher Vorschubweg realisierbar ist.
[0036] In weiter bevorzugter Ausgestaltung kann es auch vorgesehen sein, daß mindestens
zwei teleskopartig und ineinander schraubbar angeordnete Teleskophülsen vorgesehen
sind, wobei dann das Außengewinde der Spindel in dem Innengewinde der innenliegenden
Teleskophülse läuft und das Außengewinde der außenliegenden Teleskophülse in dem Innengewinde
der Spindelmutter läuft. Hiermit ist grundsätzlich eine beliebige Verlängerung des
Vorschubwegs möglich, solange die Anforderungen an die Stabilität der Anordnung gewährleistet
sind.
[0037] Die Anordnung ist nun so getroffen, daß bei der motorischen Verstellung der Spindel
12 die einzelnen Gewindepaarungen in einer vorbestimmten Reihenfolge nacheinander
durchlaufen werden. Dabei ist es vorzugsweise vorgesehen, daß während des Durchlaufens
einer Gewindepaarung die andere Gewindepaarung bzw. die anderen Gewindepaarungen nicht
durchlaufen wird bzw. werden, also gewissermaßen eine starre Verbindung darstellt
bzw. darstellen. Im dargestellten und insoweit bevorzugten Ausführungsbeispiel werden
bei der Verstellung des Spindel-Spindelmutter-Getriebes 6 vom eingezogenen Zustand
in den ausgezogenen Zustand die außenliegenden Gewindepaarungen nach den innenliegenden
Gewindepaarungen durchlaufen. Im einzelnen ist es so, daß ausgehend von dem nicht
dargestellten, eingezogenen Zustand zunächst das Außengewinde 12a der Spindel 12 im
Innengewinde 15a der Teleskophülse 15 läuft, so daß die Teleskophülse 15 und damit
die Spindelmutter 13 relativ zum Spindelgehäuse 17 verstellt werden. Nach dem Durchlaufen
dieser Gewindepaarung läuft das Außengewinde 15b der Teleskophülse 15 im Innengewinde
13a der Spindelmutter 13, so daß die Spindelmutter 13 relativ zur Teleskophülse 15
und damit weiter relativ zum Spindelgehäuse 17 verstellt wird. Der Übergang vom Durchlaufen
der erstgenannten Gewindepaarung zum Durchlaufen der letztgenannten Gewindepaarung
wird im folgenden noch näher erläutert.
[0038] In besonders bevorzugter Ausgestaltung ist es vorgesehen, daß die verschiedenen Gewindepaarungen
unterschiedliche Reibwerte aufweisen, wobei die anfangs zu durchlaufende Gewindepaarung
vorzugsweise einen geringeren Reibwert aufweist als die anschließend zu durchlaufende
Gewindepaarung. Dies bedeutet, daß ausgehend von dem eingezogenen Zustand des Spindel-Spindelmutter-Getriebes
6 zunächst das Außengewinde 12a der Spindel 12 im Innengewinde 15a der Teleskophülse
15 läuft, da der Reibwert zwischen der Spindel 12 und der Teleskophülse 15 geringer
ist als der Reibwert zwischen der Teleskophülse 15 und der verdrehfest angeordneten
Spindelmutter 13. Selbstverständlich kann dies auch andersherum vorgesehen sein.
[0039] Die unterschiedlichen Reibwerte der verschiedenen Gewindepaarungen lassen sich beispielsweise
durch unterschiedliche Werkstoffe und/oder Beschichtungen der beteiligten Komponenten,
also der Spindel 12, der Teleskophülse 15 bzw. der Teleskophülsen und der Spindelmutter
13 realisieren.
[0040] Besondere Bedeutung kommt nun dem Übergang des Durchlaufens einer Gewindepaarung
zum Durchlaufen der nachfolgenden Gewindepaarung zu. In bevorzugter Ausgestaltung
ist es vorgesehen, daß nach dem Durchlaufen einer Gewindepaarung der das Außengewinde
12a, 15b dieser Gewindepaarung aufweisende Bestandteil 12, 15 mit dem das Innengewinde
15a, 13a dieser Gewindepaarung aufweisenden Bestandteil 15, 13 in blockierenden Eingriff
kommt und daß dadurch die anschließend zu durchlaufende Gewindepaarung durchlaufen
wird. Dies ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel in besonders einfacher Weise
realisiert. Hier ist es nämlich so, daß sich das Innengewinde 15a der Teleskophülse
15 ausschließlich über einen kurzen unteren Bereich 19 der Teleskophülse 15 erstreckt
und daß der übrige innenliegende Teil der Teleskophülse 15 als Lauffläche 20 für eine
an der Spindel 12 angeordnete Lagerbuchse 21 dient. Die Lagerbuchse 21 liegt in Richtung
der Spindelachse 14 an einem Absatz 22 an. Die Lauffläche 20 weist einen größeren
Durchmesser als der Innendurchmesser des Innengewindes 15a der Teleskophülse 15 auf.
[0041] Wird nun ausgehend vom eingezogenen Zustand die Spindel 12 angetrieben, so läuft
aufgrund der oben beschriebenen Auslegung der Reibwerte der Gewindepaarungen zunächst
das Außengewinde 12a der Spindel 12 im Innengewinde 15a der Teleskophülse 15, bis
die Lagerbuchse 21 das Innengewinde 15a der Teleskophülse 15 erreicht, Hierdurch kommt
die Spindel 12 mit der Teleskophülse 15 in blockierenden Eingriff, so daß bei weiterer
Drehung der Spindel 12 die Teleskophülse 15 nunmehr mitgedreht wird. Dies führt schließlich
dazu, daß das Außengewinde 15b der Teleskophülse 15 im Innengewinde 13a der Spindelmutter
13 läuft.
[0042] Ausgehend von dem in Fig. 3 dargestellten, ausgezogenen Zustand läßt sich das Spindel-Spindelmutter-Getriebe
6 durch den umgekehrten Antrieb der Spindel 12 wieder in den eingezogenen Zustand
überführen. Dabei ist es vorgesehen, daß die zuvor beschriebene Blockierung zwischen
der Spindel 12 und der Teleskophülse 15 auch zu einem vordefinierten Verklemmen dieser
beiden Komponenten 12, 15 führt, so daß zunächst das Außengewinde 15b der Teleskophülse
15 im Innengewinde 13 a der Spindelmutter 13 läuft, was zu einem ersten Zusammenziehen
des Spindel-Spindelmutter-Getriebes 6 führt. Sobald die Teleskophülse 15 mit ihrer
Stirnfläche 15c den Anschlag 23 am Spindelmuttergehäuse 18 erreicht, wird die Teleskophülse
15 gegenüber der Spindelmutter 13 blockiert. Bei weiterer Drehung der Spindel 12 wird
die oben beschriebene Klemmung zwischen der Spindel 12 und der Teleskophülse 15 überwunden,
so daß schließlich das Außengewinde 12a der Spindel 12 im Innengewinde 15a der Teleskophülse
15 läuft und das Spindel-Spindelmutter-Getriebe 6 in den eingezogenen Zustand überführt
wird.
[0043] Die oben beschriebene Realisierung des sequentiellen Durchlaufens der Gewindepaarungen
stellt eine konstruktiv besonders einfach realisierbare Variante dar. Hier sind auch
andere Realisierungsmöglichkeiten denkbar.
[0044] Es ist nun zusätzlich erkannt worden, daß das oben beschriebene, sequentielle Durchlaufen
von Gewindepaarungen dazu genutzt werden kann, den Antrieb 3 der Antriebsanordnung
1 mit unterschiedlichen Getriebestufen auszustatten. Hierfür ist es vorgesehen, daß
die verschiedenen Gewindepaarungen unterschiedliche Gewindesteigungen aufweisen. Beim
sequentiellen Durchlaufen der Gewindepaarungen sind damit unterschiedliche Getriebestufen
realisiert, die je nach aktuell durchlaufener Gewindepaarung wirksam bzw. unwirksam
sind (Fig. 4).
[0045] Nach einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist es ferner vorgesehen, daß die
Übersetzung zusätzlich innerhalb einer Gewindepaarung veränderlich ist. Dies ist beispielsweise
dadurch realisierbar, daß die Gewindepaarung als Kugelgewindepaarung ausgestaltet
ist, die über ihre Länge eine veränderliche Gewindesteigung aufweist. Mit "Kugelgewindepaarung"
ist vorliegend der Aufbau nach Art einer Kugelgewindespindel gemeint, bei dem zwischen
den beiden korrespondierenden Gewinden, hier zwischen dem Außengewinde der Spindel
und dem Innengewinde der Spindelmutter, ein Kugelsatz vorgesehen ist. Damit ist innerhalb
der Gewindepaarung während des Durchlaufens der Gewindepaarung eine stufenlose Änderung
der Übersetzung denkbar.
[0046] Es darf schließlich noch auf den strukturellen Aufbau des Antriebs 3 der Antriebsanordnung
1 hingewiesen werden, der sich als besonders vorteilhaft, insbesondere als sehr kompakt,
herausgestellt hat.
[0047] Hier ist es vorgesehen, daß die Motoreinheit 5 einen Antriebsmotor 5a und ggf. ein
dem Antriebsmotor 5a nachgeschaltetes Zwischengetriebe 24 aufweist, wobei die Selbsthemmung
der Motoreinheit 5 vorzugsweise durch das Zwischengetriebe 24 bewirkt wird. Bei dem
Zwischengetriebe 24 kann es sich um ein Stirnradgetriebe oder um ein Planetengetriebe
handeln. Es sind andere Ausgestaltungen des Zwischengetriebes 24 denkbar. Je nach
Anwendungsfall kann auf das Zwischengetriebe 24 auch verzichtet werden.
[0048] Es sind verschiedene Möglichkeiten denkbar, wie die oben beschriebene Selbsthemmung
der Motoreinheit 5 realisierbar ist. Eine Möglichkeit besteht in einer geeigneten
Auslegung des obigen Zwischengetriebes 24. Eine andere Möglichkeit besteht darin,
den Antriebsmotor 5 selbst so auszulegen, daß er jedenfalls in gewissen Grenzen selbsthemmend
wirkt, Ggf. kann die gewünschte selbsthemmende Charakteristik auch durch eine geeignete
Federvorspannung unterstützt werden.
[0049] Zusätzlich oder alternativ zu dem obigen Zwischengetriebe 24 kann es ferner vorgesehen
sein, daß zwischen die Kupplung 7 und das Getriebe 6 ein Kupplungsgetriebe 7a geschaltet
ist. Dieses an der Abtriebsseite der Kupplung 7 angeordnete Kupplungsgetriebe 7a ist
als nicht selbsthemmendes Getriebe ausgestaltet, um die oben beschriebene manuelle
Verstellbarkeit der Kraftfahrzeugtür 2 zu gewährleisten. Bei entsprechender Auslegung
des Kupplungsgetriebes 7a kann das von der Kupplung 7 aufzunehmende Übertragungsmoment
bzw. die von der Kupplung 7 aufzunehmende Übertragungskraft erheblich reduziert werden.
Das niedrige Übertragungsmoment führt zu einer besonders kostengünstigen Realisierung
der Kupplung 7.
[0050] Die Spindel 12, das ggf. vorgesehene Kupplungsgetriebe 7a, die Kupplung 7 und die
Motoreinheit 5 sind entlang der Spindelachse 14 gesehen vorzugsweise unmittelbar hintereinander
angeordnet. Ferner ist es vorzugsweise so, daß die Spindel 12, das ggf. vorgesehene
Kupplungsgetriebe 7a, die Kupplung 7 und die Motoreinheit 5 in einen im wesentlichen
zylindrischen, sich entlang der Spindelachse 14 erstreckenden Gehäuse angeordnet sind.
[0051] Das Spindel-Spindelmutter-Getriebe 5 ist ferner mit einer Federanordnung ausgestattet,
die eine Vorspannung zwischen dem Spindelgehäuse 12 und dem Spindelmuttergehäuse 14
in Richtung des ausgezogenen Zustands bewirkt. Hinsichtlich des strukturellen Aufbaus
und insbesondere hinsichtlich der Federanordnung darf auf die
deutsche Anmeldung 20 2005 003 466.5 verwiesen werden, die auf die Anmelderin zurückgeht und deren Inhalt in vollem Umfange
zum Gegenstand dieser Anmeldung gemacht wird.
[0052] Von besonderer Bedeutung ist ferner die Steuerung der dreistufigen Kupplung 7 derart,
daß die oben beschriebenen Vorteile sichergestellt sind. Hierfür ist in bevorzugter
Ausgestaltung eine Steuerungseinrichtung 7b zur Ansteuerung der Kupplung 7 vorgesehen,
wobei die Steuerungseinrichtung 7b die Kupplung 7 zu deren Ansteuerung mit einer Steuerspannung
beaufschlagt.
[0053] Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Kupplung 7 bei Wegfall der Steuerspannung
automatisch in den Zwischen-Kuppelzustand schaltet. Dadurch ist einerseits gewährleistet,
daß im Notfallbetrieb grundsätzlich eine Türfeststellung erfolgt. Andererseits ist
die Türfeststellung, beispielsweise durch eine vom Benutzer gewünschte Unterbrechung
der motorischen Verstellung ohne jeglichen Strombedarf möglich. Die Kraftfahrzeugtür
2 kann also in jeder beliebigen Position gehalten werden, ohne daß die Steuerungseinrichtung
7b hierfür eine elektrische Steuerleistung aufbringen muß.
[0054] Es kann auch vorgesehen sein, daß die Kupplung 7 bei Wegfall der Steuerspannung nicht
generell in den Zwischen-Kuppelzustand schaltet, sondern nur dann, wenn sich die Kupplung
7 zuvor im Kuppelzustand befindet. Bei dieser Ausgestaltung verbleibt die Kupplung
7 bei Wegfall der Steuerspannung im Lösezustand, sofern sie zuvor im Lösezustand steht.
Dies ist auch vertretbar, da dieser Lösezustand ja in der Regel durch den Benutzer
aktiviert wird, um die Kraftfahrzeugtür 2 manuell zu betätigen. Insofern hat der Ausfall
der Stromversorgung jedenfalls für die manuelle Betätigung der Kraftfahrzeugtür 2
keine negativen Auswirkungen.
[0055] Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Kupplung 7 hinsichtlich des Zwischen-Kuppelzustands
und des Lösezustands bistabil ausgestaltet ist. Dies bedeutet, daß die Kupplung 7
ohne weitere Beaufschlagung mit einer Steuerspannung in einem der beiden Zustände
verbleibt, Dabei ist die Kupplung 7 vorzugsweise durch Beaufschlagung mit einem positiven
Steuerspannungsimpuls in den Zwischen-Kuppelzustand schaltbar und durch Beaufschlagung
mit einem entgegengesetzten, negativen Steuerspannungsimpuls in den Lösezustand schaltbar.
Dadurch, daß für das Schalten der Kupplung 7 lediglich vorzugsweise kurze Steuerspannungsimpulse
benötigt werden, ist hier wiederum mit einem geringen Stromverbrauch zu rechnen.
[0056] Der Kuppelzustand läßt sich bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Kupplung 7 dadurch
einstellen, daß die Kupplung 7 dauerhaft mit einer positiven Steuerspannung beaufschlagt
wird. Dabei ist es vorgesehen, daß die Kupplung 7 nur für die Dauer der Beaufschlagung
mit der positiven Steuerspannung im Kuppelzustand verbleibt. Bei Wegfall der Steuerspannung
schaltet die Kupplung 7 vorzugsweise, wie oben erläutert, in den Zwischen-Kuppelzustand.
[0057] Bei der oben beschriebenen, bevorzugten Ausgestaltung einer Kupplung 7 ist es so,
daß die Kupplung 7 als in diskrete Zustände schaltbare Kupplung 7 ausgestaltet ist.
Die Kupplung 7 ist ausschließlich in den Kuppelzustand, in den Lösezustand und in
den Zwischen-Kuppelzustand bringbar. Dies führt zu einer besonders einfachen konstruktiven
Realisierung der Kupplung 7.
[0058] In besonders bevorzugter Ausgestaltung ist die Kupplung 7 als elektromagnetische
Kupplung 7 ausgestaltet, die einen Permanentmagneten sowie einen Elektromagneten aufweist.
Dabei reicht das Magnetfeld des Permanentmagneten aus, um den Zwischen-Kuppelzustand
zu realisieren. Durch die Verstärkung des Magnetfelds des Permanentmagneten mit dem
gleichgerichteten Magnetfeld des Elektromagneten läßt sich der Kuppelzustand realisieren.
Durch die Abschwächung des Magnetfelds des Permanentmagneten mit dem entgegengerichteten
Magnetfeld des Elektromagneten läßt sich schließlich der Lösezustand realisieren.
Eine derartige Kupplung ist in der
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 mit Planetenradgetriebe und mit
einer einen Permanentmagneten aufweisenden Bremse.
[0059] Die obige Ausgestaltung mit Permanentmagneten und Elektromagneten ist bei kleinem
Bauraum realisierbar. Die Geräusche beim Schalten der Kupplung 7 sind auf ein Minimum
reduziert.
[0060] Grundsätzlich kann es auch vorgesehen sein, daß die Kupplung 7 als elektromechanische
Kupplung 7 ausgestaltet ist, die einen Elektromotor o. dgl. aufweist. Die Ausgestaltung
der Kupplung 7 als elektromechanische Kupplung 7 führt zu einer robusten und gleichzeitig
kostengünstigen Realisierung, die jedoch unter Spannung deutlich mehr Geräusche verursacht
als die oben genannte elektromagnetische Kupplung 7.
[0061] Zur Betätigung der Kraftfahrzeugtür 2 durch den Benutzer sind elektrische Betätigungsmittel
vorgesehen. Die Betätigungsznittel können mechanische Betätigungsmittel wie einen
Türinnengriff und/oder einen Türaußengriff an der Kraftfahrzeugtür 2 umfassen. Alternativ
oder zusätzlich kann aber auch eine elektrische Fernbedienung vorgesehen sein. Besonders
vorteilhaft ist es, wenn der Türinnengriff und/oder Türaußengriff mit entsprechenden
Schaltern bzw. Tastern versehen ist, so daß mit einer einzigen Benutzerbewegung sowohl
eine manuelle Betätigungskraft auf die Kraftfahrzeugtür 2 aufgebracht werden kann
als auch der entsprechende Schalter betätigt werden kann.
[0062] In bevorzugter Ausgestaltung bewirkt eine entsprechende Betätigung der Betätigungsmittel
durch den Benutzer die motorische Verstellung der Kraftfahrzeugtür 2. Hierfür überführt
die Steuerungseinrichtung 7b die Kupplung 7 in den Kuppelzustand.
[0063] Durch eine Betätigung der Betätigungsmittel durch den Benutzer läßt sich die motorische
Verstellung der Kraftfahrzeugtür 2 ggf. auch unterbrechen. Die Steuerungseinrichtung
7b schaltet die Kupplung 7 dann in den Zwischen-Kuppelzustand. Hierfür ist es vorzugsweise
lediglich vorgesehen, daß die Steuerungseinrichtung 7b die Steuerspannung, wie oben
erläutert, abschaltet. Wie ebenfalls oben erläutert, hält die Kraftfahrzeugtür 2 dann
ihre aktuelle Position, läßt sich aber durch Aufbringung einer Mindest-Betätigungskraft
manuell verstellen.
[0064] In besonders bevorzugter Ausgestaltung läßt sich die Kupplung 7 vom Benutzer durch
eine Betätigung der Betätigungsmittel auch in den Lösezustand schalten. Die Kraftfahrzeugtür
2 läßt sich dann unabhängig vom Antrieb 3 manuell verstellen. Nach einer vorbestimmten
Wartezeit schaltet die Steuerungseinrichtung 7b die Kupplung 7 vorzugsweise wieder
in den Zwischen-Kuppelzustand, sofern die Betätigung der Betätigungsmittel durch den
Benutzer nicht andauert. Dies hat den Vorteil, daß eine selbsttätige und unkontrollierte
Bewegung der gelösten Kraftfahrzeugtür 2 verhindert wird. Beispielsweise ist es vorstellbar,
daß ein Kind die Betätigungsmittel derart betätigt, daß die Kupplung 7 in den Lösezustand
schaltet. Sofern das Kraftfahrzeug an einer Steigung steht, könnte es hier zu einem
ungewünschten und schlagartigen Schließen der Kraftfahrzeugtür 2 kommen, was zu einem
erheblichen Verletzungsrisiko führt. In diesem Fall ist die oben angesprochene automatische
Überführung der Kupplung 7 in den Zwischen-Kuppelzustand kurz nach der Betätigung
durch den Benutzer besonders vorteilhaft.
[0065] Es ist noch eine andere Betriebsweise denkbar, die eine besonders intuitive Betätigung
der Kraftfahrzeugtür 2 erlaubt. Dabei ist es vorgesehen, daß der motorischen Verstellung
der Kraftfahrzeugtür 2 grundsätzlich eine manuelle Anfangsverstellung der Kraftfahrzeugtür
2 durch den Benutzer vorangeht. Der Benutzer schiebt die Kraftfahrzeugtür 2 also gewissermaßen
an, anschließend übernimmt die Antriebsanordnung 1 die weitere, dann motorische Verstellung.
Sofern eine Meßeinrichtung zur Ermittlung der Richtung der manuellen Anfangsverstellung
vorgesehen ist, kann die Steuerungseinrichtung 7b die motorische Verstellung der Kraftfahrzeugtür
2 jeweils in die gewünschte Richtung koordinieren. Im einzelnen ist es bei dieser
Betriebsweise so, daß der Benutzer zum Öffnen und Schließen der Kraftfahrzeugtür 2
zunächst eine Betätigung der Betätigungsmittel vornimmt und die Steuerungseinrichtung
7b daraufhin die Kupplung 7 in den Lösezustand schaltet, so daß der Benutzer die manuelle
Anfangsverstellung vornehmen kann. Anschließend übernimmt die Antriebsanordnung 1
die motorische Verstellung wie oben erläutert.
[0066] Für die Ausgestaltung der Betätigungsmittel sind zahlreiche Varianten denkbar. Beispielsweise
ist die Ausstattung der Betätigungsmittel mit nur einem einzigen Schalter bzw. Taster
denkbar. In diesem Zusammenhang ist gewissermaßen eine Mehrfachbelegung des Schalters
bzw. des Tasters möglich. Eine bevorzugte Ausgestaltung besteht beispielsweise darin,
daß durch ein längeres Betätigen des Schalters bzw. des Tasters die Überführung der
Kupplung 5 in den Lösezustand bewirkt wird. Es sind aber auch Betätigungen nach Art
eines Doppelklicks o. dgl. denkbar.
[0067] Es wurde weiter oben bereits erläutert, daß bei entsprechender Auslegung die vorschlagsgemäße
Antriebsanordnung im Notfallbetrieb, also wenn die Stromversorgung des Kraftfahrzeugs
ausfällt, besondere Vorteile aufweist. Bei den oben erläuterten bevorzugten Ausgestaltungen
wird im Notfallbetrieb der Zwischen-Kuppelzustand oder der Lösezustand gehalten, so
daß jedenfalls ein eingeschränkter, manueller Funktionsumfang der Kraftfahrzeugtür
2 sichergestellt ist.
[0068] In besonders bevorzugter Ausgestaltung ist es nun vorgesehen, daß die Spannungsversorgung
des Bordnetzes des Kraftfahrzeugs zumindest teilweise redundant ausgelegt ist. Dies
bedeutet, daß neben der Fahrzeugbatterie zur Spannungsversorgung des Bordnetzes des
Kraftfahrzeugs außerdem eine Zusatzbatterie für die Ansteuerung jedenfalls der Kupplung
7 vorgesehen ist. Dabei erfolgt die Ansteuerung der Kupplung 7 im Normalbetrieb über
die Fahrzeugbatterie. Im Notfallbetrieb ist die Ansteuerung der Kupplung 7 über die
Zusatzbatterie vorgesehen. Die Zusatzbatterie ist vorzugsweise in der Kraftfahrzeugtür
2 selbst angeordnet. Besonders kompakt gestaltet sich die Gesamtanordnung dann, wenn
die Zusatzbatterie in die Betätigungsmittel integriert ist. Bei der Zusatzbatterie
kann es sich auch um einen Akkumulator handeln.
[0069] Bei dem oben erläuterten Konzept mit Zusatzbatterie ist es auch im Notfallbetrieb
möglich, die Kupplung 7 in den Zwischen-Kuppelzustand sowie in den Lösezustand zu
schalten. Es ist also sowohl ein Feststellen der Kraftfahrzeugtür 2 als auch ein manuelles
Verstellen der Kraftfahrzeugtür 2 mit geringer Betätigungskraft möglich. Um die Zusatzbatterie
besonders kostengünstig auslegen zu können, ist die Ansteuerung der Kupplung 7 möglichst
stromsparend vorzusehen. Dies ist bei der oben erläuterten, bevorzugten Ausgestaltung
der Fall, bei der sich die Kupplung 7 durch Steuerspannungsimpulse ansteuern läßt.
Es kann hier eine Zusatzbatterie mit geringen Abmessungen Einsatz finden, was wiederum
die einfache Integration der Zusatzbatterie in die Betätigungsmittel ermöglicht.
[0070] Schließlich darf noch darauf hingewiesen werden, daß auch eine zu der obigen Betriebsweise
komplementäre Betriebsweise denkbar ist. Bei dieser komplementären Betriebsweise erfolgt
die Ansteuerung der Kupplung 7 im Normalbetrieb über die Zusatzbatterie und im Notfallbetrieb
über die Fahrzeugbatterie. Der Notfallbetrieb ist dann so definiert, daß die Zusatzbatterie
ausfällt.
[0071] Es läßt sich zusammenfassen, daß die Ausstattung des Antriebs 3 mit einem Spindel-Spindelmutter-Getriebe
6 und mit einer oben beschriebenen dreistufigen Kupplung 7 sowohl hinsichtlich des
benötigten Bauraums als auch hinsichtlich des Betriebsverhaltens insbesondere für
die Anwendung in einer Seitentür eines Kraftfahrzeugs optimal ist. Verstärkt werden
die Vorzüge hinsichtlich des Bauraums weiter dadurch, daß das Spindel-Spindelmutter-Getriebe
6 nach Art eines Teleskopauslegers ausgestaltet sein kann. Schließlich führen die
oben genannten, steuerungstechnischen Varianten zu einer Reduzierung des steuerungstechnischen
Aufwandes und gleichzeitig zu einer Erhöhung der Funktionssicherheit.
1. Antriebsanordnung zur motorischen Verstellung einer Kraftfahrzeugtür (2) o. dgl.,
mit mindestens einem Antrieb (3), wobei die Kraftfahrzeugtür (2) an der Karosserie
des Kraftfahrzeugs um eine Schwenkachse (4) schwenkbar angelenkt ist und dadurch eine
Türöffnung der Karosserie des Kraftfahrzeugs verschließbar ist, wobei der Antrieb
(3) zur Erzeugung von vorzugsweise linearen Antriebsbewegungen eine Motoreinheit (5)
und ein der Motoreinheit (5) nachgeschaltetes Getriebe (6) aufweist,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Motoreinheit (5) selbsthemmend und das Getriebe (6) nicht selbsthemmend ausgestaltet
ist, daß das Getriebe als Spindel-Spindelmutter-Getriebe ausgestaltet ist, daß in
den Antriebsstrang zwischen der Motoreinheit (5) und dem Getriebe (6) eine Kupplung
(7) geschaltet ist, daß die Kupplung (7) in einen Kuppelzustand bringbar ist, in dem
die Motoreinheit (5) für den Nennbetrieb in antriebstechnischem Eingriff mit der Kraftfahrzeugtür
(2) steht und in dem bei ausgeschalteter Motoreinheit (5) eine manuelle Verstellung
der Kraftfahrzeugtür (2) blockiert wird, daß die Kupplung (7) in einen Lösezustand
bringbar ist, in dem die Motoreinheit (5) antriebstechnisch getrennt von der Kraftfahrzeugtür
(2) ist und daß die Kupplung (7) zusätzlich in einen Zwischen-Kuppelzustand mit reduziertem
Übertragungsmoment bzw. mit reduzierter Übertragungskraft bringbar ist, so daß die
Kraftfahrzeugtür (2) bei im Zwischen-Kuppelzustand befindlicher Kupplung (7) durch
die Selbsthemmung der Motoreinheit (5) zwar jederzeit in ihrer aktuellen Position
gehalten wird, durch eine manuelle Betätigung mit einer vorbestimmten Mindest-Betätigungskraft
aber verstellbar ist.
2. Antriebsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Antriebsanordnung (1) motorisch verstellbare Kraftfahrzeugtür (2) eine
Seitentür des Kraftfahrzeugs ist.
3. Antriebsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb (3) einen ersten Kraftangriffspunkt (8) und einen zweiten Kraftangriffspunkt
(9) zum Ausleiten der linearen Antriebsbewegung aufweist, vorzugsweise, daß der erste
Kraftangriffspunkt (8) mit der Karosserie des Kraftfahrzeugs und der zweite Kraftangriffspunkt
(9) mit der Kraftfahrzeugtür (2) gekoppelt sind, weiter vorzugsweise, daß der erste
Kraftangriffspunkt (8) direkt mit der Karosserie des Kraftfahrzeugs gekoppelt ist,
weiter vorzugsweise, daß die Kopplung des ersten Kraftangriffspunkts (8) mit der Karosserie
und des zweiten Kraftangriffspunkts (9) mit der Kraftfahrzeugtür (2) jeweils als Schwenkkopplung
ausgestaltet ist.
4. Antriebsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Kraftangriffspunkt (9) mit einem in der Kraftfahrzeugtür (2) angeordneten
Türmodul (2a) gekoppelt ist.
5. Antriebsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb (3) bei geschlossener Kraftfahrzeugtür (2) im wesentlichen vollständig
innerhalb der Kraftfahrzeugtür (2) angeordnet ist und daß der Antrieb (3), vorzugsweise
das Spindel-Spindelmutter-Getriebe (6), bei geöffneter Kraftfahrzeugtür (2) durch
eine Öffnung in der vorderen Stirnseite der Kraftfahrzeugtür (2) hindurchragt.
6. Antriebsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Spindel-Spindelmutter-Getriebe (6) eine Spindel (12) mit einem Außengewinde (12a)
und eine Spindelmutter (13) mit einem Innengewinde (13a) aufweist, daß die lineare
Antriebsbewegung eine Bewegung der Spindelmutter (13) parallel zur Spindelachse (14)
ist, daß das Spindel-Spindelmutter-Getriebe (6) mindestens eine Teleskophülse (15)
mit einem Innengewinde (15a) und einem Außengewinde (15b) aufweist und daß innen die
Spindel (12), weiter außen die Teleskophülse (15) bzw. die Teleskophülsen und ganz
außen die Spindelmutter (13) teleskopartig und ineinanderschraubbar angeordnet sind,
so daß jedes Außengewinde (12a, 15b) mit dem jeweils benachbarten Innengewinde (15a,
13a) eine Gewindepaarung bildet.
7. Antriebsanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Spindel (12) in einem Lagerbock (16) drehbar gelagert ist, daß der Lagerbock
(16) und die Spindelmutter (13) im eingebauten Zustand verdrehfest angeordnet sind,
vorzugsweise, daß die Spindel (12) antriebstechnisch mit der Motoreinheit (5) gekoppelt
ist.
8. Antriebsanordnung nach Anspruch 6 und ggf. nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Spindel-Spindelmutter-Getriebe (6) eine einzige Teleskophülse (15) aufweist,
daß das Außengewinde (12a) der Spindel (12) in dem Innengewinde (15a) der Teleskophülse
(15) läuft und daß das Außengewinde (15b) der Teleskophülse (15) in dem Innengewinde
(13a) der Spindelmutter (13) läuft, oder, daß das Spindel-Spindelmutter-Getriebe mindestens
zwei teleskopartig und ineinanderschraubbar angeordnete Teleskophülsen aufweist, daß
das Außengewinde der Spindel in dem Innengewinde der innenliegenden Teleskophülse
läuft und daß das Außengewinde der außenliegenden Teleskophülse in dem Innengewinde
der Spindelmutter läuft,
9. Antriebsanordnung nach Anspruch 6 und ggf. nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung so getroffen ist, daß bei der motorischen Verstellung der Spindel (12)
die einzelnen Gewindepaarungen in einer vorbestimmten Reihenfolge nacheinander durchlaufen
werden, vorzugsweise, daß bei der Verstellung des Spindel-Spindelmutter-Getriebes
(6) vom eingezogenen Zustand in den ausgezogenen Zustand die außenliegenden Gewindepaarungen
nach den innenliegenden Gewindepaarungen durchlaufen werden.
10. Antriebsanordnung nach Anspruch 6 und ggf. nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiedenen Gewindepaarungen unterschiedliche Reibwerte aufweisen, vorzugsweise,
daß die anfangs zu durchlaufende Gewindepaarung einen geringeren Reibwert aufweist
als die anschließend zu durchlaufende Gewindepaarung.
11. Antriebsanordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die unterschiedlichen Reibwerte der verschiedenen Gewindepaarungen durch unterschiedliche
Werkstoffe und/oder Beschichtungen der Spindel (12), der Teleskophülse (15) bzw. der
Teleskophülsen und der Spindelmutter (13) realisiert sind.
12. Antriebsanordnung nach Anspruch 6 und ggf. nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Durchlaufen einer Gewindepaarung der das Außengewinde (12a, 15b) dieser
Gewindepaarung aufweisende Bestandteil (12, 15) mit dem das Innengewinde (15a, 13a)
dieser Gewindepaarung aufweisenden Bestandteil (15, 13) in blockierenden Eingriff
kommt und daß dadurch die anschließend zu durchlaufende Gewindepaarung durchlaufen
wird.
13. Antriebsanordnung nach Anspruch 6 und ggf. nach einem der Ansprüche 7 bis 12, daß
die verschiedenen Gewindepaarungen unterschiedliche Gewindesteigungen aufweisen, so
daß beim sequentiellen Durchlaufen der Gewindepaarungen unterschiedliche Getriebestufen
realisiert sind, vorzugsweise, daß die Gewindesteigungen der Gewindepaarungen auf
die Schließ- und Öffnungscharakteristik der Kraftfahrzeugtür abgestimmt sind, so daß
bei hohem Kraftbedarf eine Getriebestufe mit hoher Übersetzung und bei geringem Kraftbedarf
eine Getriebestufe mit geringer Übersetzung wirksam ist.
14. Antriebsanordnung nach Anspruch 6 und ggf. nach einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine Gewindepaarung als Kugelgewindepaarung ausgestaltet ist und über ihre
Länge eine veränderliche Gewindesteigung aufweist.
15. Antriebsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Motoreinheit (5) einen Antriebsmotor (5a) und ggf. ein dem Antriebsmotor (5a)
nachgeschaltetes Zwischengetriebe (24) aufweist, vorzugsweise, daß das Zwischengetriebe
(24) die Selbsthemmung der Motoreinheit (5) bewirkt.
16. Antriebsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die Kupplung (7) und das Getriebe (6) ein nicht selbsthemmendes Kupplungsgetriebe
(7a) geschaltet ist.
17. Antriebsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spindel (12) des Spindel-Spindelmutter-Getriebes (6), das ggf. vorgesehene Kupplungsgetriebe
(7a), die Kupplung (7) und die Motoreinheit (5) entlang der Spindelachse (14) gesehen
vorzugsweise unmittelbar hintereinander angeordnet sind, weiter vorzugsweise, daß
die Spindel (12) des Spindel-Spindelmutter-Getriebes (6), das ggf. vorhandene Kupplungsgetriebe
(7a), die Kupplung (7) und die Motoreinheit (5) in einem im wesentlichen zylindrischen,
sich entlang der Spindelachse (14) erstreckenden Gehäuse angeordnet sind.
18. Antriebsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuerungseinrichtung (7b) zur Ansteuerung der Kupplung (7) vorgesehen ist und
daß die Steuerungseinrichtung (7b) die Kupplung (7) zu deren Ansteuerung mit einer
Steuerspannung beaufschlagt und daß die Kupplung (7) ausgehend vom Kuppelzustand bei
Wegfall der Steuerspannung vom Kuppelzustand in den Zwischen-Kuppelzustand schaltet.
19. Antriebsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung (7) als in diskrete Zustände schaltbare Kupplung (7) ausgestaltet ist,
vorzugsweise, daß die Kupplung (7) ausschließlich in den Kuppelzustand, in den Lösezustand
und in den Zwischen-Kuppelzustand bringbar ist.