DE102023128806A1

DE102023128806A1 - Türantriebsvorrichtung zum Verstellen einer Fahrzeugtür relativ zu einer Fahrzeugkarosserie

Info

Publication number: DE102023128806A1
Application number: DE102023128806.7A
Authority: DE
Inventors: Daniel Schnapp; Melanie Angermüller; Saskia Stammberger
Original assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Current assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Priority date: 2023-10-19
Filing date: 2023-10-19
Publication date: 2025-04-24
Also published as: WO2025083063A1

Abstract

Eine Türantriebsvorrichtung (2) zum Verstellen einer Fahrzeugtür (11) relativ zu einer Fahrzeugkarosserie (10) umfasst ein Verstellteil (21) zur Kraftübertragung zwischen der Fahrzeugtür (11) und der Fahrzeugkarosserie (10), einen Antriebsmotor (22), eine den Antriebsmotor (22) mit dem Verstellteil (21) koppelnde Getriebebaugruppe und ein die Getriebebaugruppe zumindest teilweise einfassendes Getriebegehäuse (24). Mit dem Getriebegehäuse (24) ist eine Führungsschiene (27) verbunden. Entlang einer Verstellrichtung (V) ist ein Gleitelement (26) längs an der Führungsschiene (27) geführt. Die Führungsschiene (27) weist ein erstes Paar von einander zugewandten Führungsflächen (275A, 277A) und ein zweites Paar von einander zugewandten Führungsflächen (275B, 277B) zum Führen des Gleitelements (26) entlang der Verstellrichtung (V) auf, wobei die Führungsflächen (275A, 277A) des ersten Paares im Querschnitt der Führungsschiene (27) quer zur Verstellrichtung (V) nicht parallel zueinander erstreckt sind und die Führungsflächen (275B, 277B) des zweiten Paares im Querschnitt der Führungsschiene (27) quer zur Verstellrichtung (V) nicht parallel zueinander erstreckt sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Türantriebsvorrichtung zum Verstellen einer Fahrzeugtür relativ zu einer Fahrzeugkarosserie nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine derartige Türantriebsvorrichtung umfasst ein Verstellteil zur Kraftübertragung zwischen der Fahrzeugtür und der Fahrzeugkarosserie, einen Antriebsmotor, eine den Antriebsmotor mit dem Verstellteil koppelnde Getriebebaugruppe und ein die Getriebebaugruppe zumindest teilweise einfassendes Getriebegehäuse. Eine Führungsschiene ist mit dem Getriebegehäuse verbunden. An der Führungsschiene ist ein durch die Getriebebaugruppe verstellbares, mit dem Verstellteil gekoppeltes Gleitelement geführt.
Eine in der WO 2021/023893 A1 beschriebene Türantriebsvorrichtung weist ein Verstellteil nach Art eines Fangbands auf, das gelenkig mit einer Fahrzeugkarosserie verbunden und über eine Türantriebsvorrichtung auf Seiten der Fahrzeugtür verstellt werden kann, um auf diese Weise die Fahrzeugtür relativ zur Fahrzeugkarosserie zu bewegen. Die Türantriebsvorrichtung weist eine Getriebebaugruppe in Form eines Spindelgetriebes auf, das eine drehbare Spindel aufweist, die mit einem Spindelmutterabschnitt eines Gleitelements in Gewindeeingriff steht derart, dass durch Verdrehen der Spindel das Gleitelement an einer Führungsschiene längs verstellt werden kann, um auf diese Weise das Verstellteil zum Verstellen der Fahrzeugtür zu bewegen.
Bei einer solchen Türantriebsvorrichtung kann der Antriebsmotor beispielsweise auf Seiten der Fahrzeugtür angeordnet sein. Das Verstellteil ist mit der Fahrzeugkarosserie gekoppelt und zudem mit dem Antriebsmotor derart wirkverbunden, dass das Verstellteil über den Antriebsmotor verstellt und dadurch eine Kraft zwischen der Fahrzeugtür und der Fahrzeugkarosserie zum elektromotorischen Verstellen der Fahrzeugtür relativ zur Fahrzeugkarosserie bewirkt werden kann. Weil beispielsweise der Bauraum in der Fahrzeugtür beschränkt ist, soll eine solche Türantriebsvorrichtung platzsparend ausgebildet sein, sodass die Türantriebsvorrichtung nur einen vergleichsweise geringen Bauraum zum Beispiel in einer Fahrzeugtür in Anspruch nimmt.
Mittels einer solchen Türantriebsvorrichtung kann zum Beispiel in einem Automatikbetrieb eine automatische elektromotorische Verstellung der Fahrzeugtür oder in einem Servobetrieb eine motorisch unterstützte, manuelle Verstellung der Fahrzeugtür ermöglicht werden.
Im Betrieb wird das Gleitelement zum Bewegen des Verstellteils entlang der Führungsschiene verstellt. Bei der in der WO 2021/023893 A1 beschriebenen Türantriebsvorrichtung ist die Führungsschiene mit einer C-Form zum Beispiel als gebogenes Blechteil ausgebildet, das in einem kastenförmigen Innenraum das Gleitelement führt.
Es besteht ein Bedürfnis danach, eine Führung des Gleitelements an der Führungsschiene zu verbessern, insbesondere auch vor dem Hintergrund, dass in einem Produktlebenszyklus einer Türantriebsvorrichtung Staub und Wasser in die Führungsschiene eindringen kann, was gegebenenfalls zu einem erhöhten Verschleiß und einer Geräuschbildung im Betrieb führen kann. Wünschenswert ist zudem, eine Abstimmung in der gleitenden Führung des Gleitelements an der Führungsschiene zu erleichtern.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Türantriebsvorrichtung zum Verstellen einer Fahrzeugtür zur Verfügung zu stellen, die auf einfache, kostengünstige Weise eine verbesserte Führung des Gleitelements an der Führungsschiene für einen zuverlässigen Betrieb über den Produktlebenszyklus der Türantriebsvorrichtung ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch einen Gegenstand mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Demnach weist die Türantriebsvorrichtung ein erstes Paar von einander zugewandten Führungsflächen und ein zweites Paar von einander zugewandten Führungsflächen zum Führen des Gleitelements entlang der Verstellrichtung auf. Die Führungsflächen des ersten Paares sind im Querschnitt der Führungsschiene quer zur Verstellrichtung nicht parallel zueinander erstreckt. Die Führungsflächen des zweiten Paares sind im Querschnitt der Führungsschiene quer zur Verstellrichtung nicht parallel zueinander erstreckt.
Die Türantriebsvorrichtung weist ein Verstellteil auf, das angetrieben durch einen elektrischen Antriebsmotor verstellt werden kann, um eine Verstellkraft zwischen der Fahrzeugtür und der Fahrzeugkarosserie zu bewirken. Das Verstellteil ist beispielsweise einerseits mit der Fahrzeugkarosserie und andererseits mit einem Getriebeelement der Getriebebaugruppe verbunden, sodass durch Verstellen des Verstellteils die Winkellage der Fahrzeugtür relativ zu der Fahrzeugkarosserie verändert werden kann und somit die Fahrzeugtür relativ zu der Fahrzeugkarosserie verschwenkt werden kann.
Die Türantriebsvorrichtung kann insbesondere für ein automatisches, elektromotorisches Verstellen der Fahrzeugtür zwischen einer geschlossenen und einer ganz oder teilweise geöffneten Stellung ausgebildet sein. Zusätzlich oder alternativ kann die Türantriebsvorrichtung dazu ausgestaltet sein, in einem Servobetrieb ein manuelles Verstellen der Fahrzeugtür durch einen Nutzer elektromotorisch zu unterstützen, sodass ein Nutzer eine über den Verstellweg der Fahrzeugtür im Wesentlichen gleichbleibende (geringe) Verstellkraft ausüben muss und eine darüber hinausgehend erforderliche Kraft durch den Antriebsmotor der Türantriebsvorrichtung aufgebracht wird.
Das Verstellen des Verstellteils erfolgt bei der Türantriebsvorrichtung dadurch, dass ein Antriebsmotor über eine Getriebebaugruppe ein Gleitelement entlang einer Führungsschiene verstellt, um über das Gleitelement eine Verstellkraft in das Verstellteil einzuleiten. Die Führungsschiene ist längs entlang einer Verstellrichtung erstreckt. Entlang der Verstellrichtung ist das Gleitelement an der Führungsschiene geführt und somit entlang der Verstellrichtung an der Führungsschiene bewegbar.
Eine herkömmliche Führungsschiene weist im Querschnitt quer zur Verstellrichtung eine C-Form auf, die einen kastenförmigen Innenraum begrenzt und die eine Führung für das Gleitelement an sechs im rechten Winkel zueinander angeordneten Führungsflächen bereitstellt. Über vertikal erstreckte Führungsflächen an Schenkeln der Führungsschiene wird eine Führung in Querrichtung (Y-Richtung) bereitgestellt. Über horizontale Flächen an einer Basis und an an den Schenkeln geformten Kantenabschnitten wird demgegenüber eine Führung in vertikaler Richtung (Z-Richtung) bereitgestellt.
Demgegenüber sind bei der vorliegenden Führungsschiene zwei Paare von einander zugewandten Führungsflächen vorgesehen, bei denen die Führungsflächen jeweils, im Querschnitt der Führungsschiene quer zur Verstellrichtung, nicht parallel zueinander erstreckt sind. So weist der Führungsschiene ein erstes Paar von einander zugewandten Führungsflächen auf, die nicht parallel zueinander erstreckt sind. Zudem weist die Führungsschiene ein zweites Paar von einander zugewandten Führungsflächen auf, die nicht parallel zueinander erstreckt sind. Über die Paare der Führungsflächen ist das Gleitelement an der Führungsschiene längs entlang der Verstellrichtung geführt.
Aufgrund der winkligen Ausrichtung der Führungsflächen des jeweiligen Paares von Führungsflächen kann eine vorteilhafte Führung des Gleitelements an der Führungsschiene bereitgestellt werden. So kann die Führung derart erfolgen, dass sich das Gleitelement bei einer Führung innerhalb der Führungsschiene selbst zentriert und somit in definierter, zentrierter Lage längs entlang der Verstellrichtung an der Führungsschiene geführt wird. Zudem kann eine Abstimmung in der gleitenden Führung auf lediglich vier Führungsflächen begrenzt sein, an denen das Gleitelement zur Führung anliegt und an denen das Gleitelement entsprechend an der Führungsschiene geführt ist. Dies kann die Abstimmung der Führungsschiene mit Bezug auf die gleitende Führung des Gleitelements vereinfachen.
Insbesondere kann das Gleitelement ein erstes Paar von Gleitflächen, die an den Führungsflächen des ersten Paares geführt sind, und ein zweites Paar von Gleitflächen, die an den Führungsflächen des zweiten Paares geführt sind, aufweisen. Die Gleitflächen des Gleitelements sind vorzugsweise komplementär zu den Führungsflächen der Führungsschiene geformt. Entsprechend sind die Gleitflächen des ersten Paares nicht parallel zueinander erstreckt, insbesondere unter dem gleichen Winkel wie die zugeordneten Führungsflächen des ersten Paares der Führungsflächen der Führungsschiene zueinander ausgerichtet, und die Gleitflächen des zweiten Paares sind nicht parallel zueinander erstreckt, insbesondere unter dem gleichen Winkel wie die zugeordneten Führungsflächen des zweiten Paares der Führungsflächen der Führungsschiene zueinander ausgerichtet.
In einer Ausgestaltung weist die Führungsschiene ein drittes Paar von einander zugewandten Führungsflächen auf, die im Querschnitt der Führungsschiene quer zur Verstellrichtung parallel zueinander erstreckt sind. Zusätzlich zu den beiden Paaren von Führungsflächen mit nicht paralleler Ausrichtung zueinander weist die Führungsschiene ein weiteres, drittes Paar von einander zugewandten Führungsflächen auf, die parallel zueinander erstreckt sind. Über solche Führungsflächen kann beispielsweise in Querrichtung eine Begrenzung eines durch die Führungsschiene eingefassten Innenraums bereitgestellt werden, sodass das Gleitelement sich in Querrichtung quer zur Verstellrichtung nur soweit innerhalb der Führungsschiene bewegen kann, bis das Gleitelement in Anlage mit einer der Führungsflächen des dritten Paares von Führungsflächen gelangt. Beispielsweise kann die Abstimmung der Führungsschienen-Gleitelement-Paarung so erfolgen, dass in einem normalen Betrieb das Gleitelement nicht mit den Führungsflächen des dritten Paares in Anlage gelangt. Ändert sich aufgrund von Verschleiß das Gleitführungssystem, so kann es gegebenenfalls zu einer Anlage des Gleitelements an einer Führungsfläche des dritten Paares kommen, wobei die Führungsflächen des dritten Paares in einem Verschleißfall eine Querbeweglichkeit des Gleitelements im Inneren der Führungsschiene und somit ein Querspiel begrenzen.
In einer Ausgestaltung sind die Führungsflächen des ersten Paares, die Führungsflächen des zweiten Paares und die Führungsflächen des dritten Paares im Querschnitt der Führungsschiene quer zur Verstellrichtung zur Ausbildung eines Polygonzugs aneinander angereiht. Beispielsweise kann zwischen den Führungsflächen des ersten Paares eine erste der Führungsflächen des dritten Paares und zwischen den Führungsflächen des zweiten Paares eine zweite der Führungsflächen des dritten Paares angeordnet sein. Es ergibt sich ein näherungsweise hexagonaler Polygonzug, bei dem die Führungsflächen des dritten Paares parallel zueinander erstreckt sind, die weiteren Führungsflächen aber vorzugsweise jeweils nicht parallel zueinander erstreckt sind, sondern winklig zueinander ausgerichtet sind.
In einer Ausgestaltung sind die Führungsflächen des ersten Paares im Querschnitt der Führungsschiene quer zur Verstellrichtung unter einem spitzen Winkel zueinander angeordnet. Ebenso sind die Führungsflächen des zweiten Paares im Querschnitt der Führungsschiene quer zur Verstellrichtung unter einem spitzen Winkel zueinander erstreckt. Der spitze Winkel zwischen den Führungsflächen des ersten Paares und der spitze Winkel zwischen den Führungsflächen des zweiten Paares können gleich sein, können sich aber auch voneinander unterscheiden. Der jeweilige spitze Winkel ist vorzugsweise kleiner als 90°, beispielsweise kleiner als 45°.
Beispielsweise können eine erste Führungsfläche des ersten Paares und eine erste Führungsfläche des zweiten Paares aneinander anschließen, wobei diese Führungsflächen unter einem stumpfen Winkel zueinander ausgerichtet sind.
Über die Einstellung der Winkel kann eine Zentrierwirkung vorgegeben werden. Die Winkelstellung der Führungsflächen zueinander ist hierbei grundsätzlich frei wählbar. Vorteilhaft kann eine Winkelstellung derart sein, dass eine maximal in Querrichtung aufgrund der kinematischen Bewegung des Verstellteils wirkende Querkraft kleiner ist als eine an dem Gleitelement aufgrund der Winkelstellung der Führungsflächen wirkende Zentrierkraft. Dies kann einen reibungsarmen, geräuscharmen Betrieb gewährleisten.
In einer Ausgestaltung weist die Führungsschiene eine Basis und zwei an der Basis erstreckte Schenkel auf. An von der Basis abliegenden Enden der Schenkel sind aufeinander zu weisende Kantenabschnitte geformt, die zwischen sich eine Schlitzöffnung bilden. Die Schlitzöffnung ist längs entlang der Verstellrichtung erstreckt, sodass über die Schlitzöffnung die Führungsschiene nach außen geöffnet ist.
Beispielsweise ist das Gleitelement in einem durch die Basis, die Schenkel und die Kantenabschnitte gebildeten Innenraum der Führungsschiene geführt, wobei das Gleitelement mit einem Abschnitt durch die Schlitzöffnung hindurch greift. Das Gleitelement kann beispielsweise außerhalb der Führungsschiene mit der Getriebebaugruppe gekoppelt sein, beispielsweise indem das Gleitelement über einen außerhalb des Innenraums der Führungsschiene angeordneten Spindelmutterabschnitt mit einer Spindel der Getriebebaugruppe in Gewindeeingriff steht. Das Gleitelement ist somit gleitend innerhalb der Führungsschiene geführt. Eine Wirkverbindung mit der Getriebebaugruppe und somit ein Antreiben über die Getriebebaugruppe erfolgt über außerhalb der Führungsschiene.
In einer Ausgestaltung sind die Führungsflächen des ersten Paares an der Basis und einem ersten der Kantenabschnitte geformt. Die Führungsflächen des zweiten Paares sind demgegenüber an der Basis und einem zweiten der Kantenabschnitte geformt. Die Führungsflächen des ersten Paares und die Führungsflächen des zweiten Paares sind jeweils paarweise einander zugewandt, wobei die Führungsflächen eines jeden Paares nicht parallel, sondern beispielsweise unter einem spitzen Winkel zueinander ausgerichtet sind.
Insbesondere sind, in einer Ausgestaltung, die Führungsflächen des ersten Paares an nach innenweisenden Flächenabschnitten der Basis und des ersten der Kantenabschnitte geformt. Die Führungsflächen des zweiten Paares sind an nach innenweisenden Flächenabschnitten der Basis und des zweiten der Kantenabschnitte geformt. Über die nach innen weisenden Führungsflächen erfolgt eine Führung des Gleitelements im Inneren der Führungsschiene, wobei zur Führung das Gleitelement auf die winklig zueinander erstreckten Führungsflächen im Inneren der Führungsschiene abgestimmt ist.
An den Schenkeln der Führungsschiene können beispielsweise die Führungsflächen des dritten Paares geformt sein, die parallel zueinander erstreckt sind, sodass über die Schenkel eine Begrenzung des Innenraums entlang einer quer zur Verstellrichtung weisenden Querrichtung bereitgestellt wird.
In einer Ausgestaltung sind eine an der Basis geformte, erste Führungsfläche des ersten Paares und eine an der Basis geformte, erste Führungsfläche des zweiten Paares im Querschnitt der Führungsschiene quer zur Verstellrichtung unter einem stumpfen Winkel (größer 90°) zueinander erstreckt. Die erste Führungsfläche des ersten Paares und die erste Führungsfläche des zweiten Paares sind jeweils an der Basis geformt und grenzen entlang einer entlang der Verstellrichtung weisenden, zentralen Linie an der Basis aneinander an. Die Führungsflächen sind unter einem stumpfen Winkel zueinander ausgerichtet, sodass die Führungsflächen ausgehend von der zentralen Linie nach außen hin (entlang der Querrichtung) ansteigen und sich der Innenraum der Führungsschiene entlang der Querrichtung nach außen hin verjüngt.
In einer Ausgestaltung ist zwischen der ersten Führungsfläche des ersten Paares und der ersten Führungsfläche des zweiten Paares an der Basis zumindest eine Abführöffnung zum Abführen von Schmutz und/oder Feuchtigkeit aus dem Inneren der Führungsschiene geformt. Weil die ersten Führungsflächen des ersten Paares und des zweiten Paares winklig ausgerichtet sind, wird Schmutz im Inneren der Führungsschiene hin zu der an der Basis geformten Abführöffnung geführt, sodass Schmutz und Feuchtigkeit in zuverlässiger Weise aus dem Inneren der Führungsschiene abgeführt wird.
Denkbar ist hierbei, dass mehrere Abführöffnungen entlang der zentralen Linie regelmäßig beabstandet zueinander an der Basis der Führungsschiene geformt sind.
Denkbar ist zudem auch, überhaupt keine Abführöffnung vorzusehen, sondern einen Freiraum zum Beispiel im Bereich Basis zu schaffen, in dem sich Schmutz sammeln kann und somit der als Schmutzfänger und Schmutzreservoir dient.
Insbesondere vor dem Hintergrund, dass eine Fahrzeugtür in Form einer Fahrzeugseitentür üblicherweise nicht um eine exakt senkrechte Schwenkachse relativ zur Fahrzeugkarosserie zu verstellen ist, sondern die Schwenkachse der Fahrzeugseitentür um einen gewissen Winkel relativ zur Fahrzeugkarosserie geneigt ist und entsprechend auch die Lage der Führungsschiene an der Fahrzeugtür geneigt sein kann, kann durch die Winkelstellung der Führungsflächen im Bereich der (bestimmungsgemäß nach unten weisenden) Basis eine zuverlässige Abführung von Schmutz und/oder Feuchtigkeit aus dem Inneren der Führungsschiene erreicht werden, weil die Führungsflächen auch bei einer geneigten Stellung der Führungsschiene Schmutz und/oder Feuchtigkeit hin zu Abführöffnungen ableiten.
Beispielsweise kann, in einer Ausgestaltung, das Gleitelement einen Abstreifabschnitt aufweisen, zum Beispiel in Form einer gleitend an der Basis der Führungsschiene anliegenden, elastisch verformbaren Lippe, über die Schmutz und/oder Feuchtigkeit mitgenommen und somit zu der zumindest einen Abführöffnung geleitet werden kann, um Schmutz und/oder Feuchtigkeit aus dem Inneren der Führungsschiene abzuleiten.
In einer Ausgestaltung ist das Verstellteil an einem ersten Ende gelenkig mit dem Gleitelement und an einem von dem ersten Ende abliegenden, zweiten Ende gelenkig mit der Fahrzeugkarosserie verbunden. Über das Verstellteil wird somit eine Wirkverbindung zwischen der Fahrzeugkarosserie und der an der Fahrzeugtür angeordneten Türantriebsvorrichtung hergestellt, sodass durch Verstellen des Verstellteils an der Türantriebsvorrichtung eine Bewegung zwischen der Fahrzeugtür und der Fahrzeugkarosserie bewirkt werden kann.
In einer Ausgestaltung weist das Gleitelement ein Strukturteil und einen an dem Strukturteil angeordneten Gleitabschnitt zur gleitenden Anlage an der Führungsschiene auf. Das Strukturteil dient zum Bereitstellen einer steifen Struktur des Gleitelements. Der an dem Strukturteil geformte Gleitabschnitt dient demgegenüber dazu, die Gleiteigenschaften des Gleitelements zum Gleiten in der Führungsschiene zu verbessern.
In einer Ausgestaltung weist die Getriebebaugruppe eine um eine Drehachse drehbare, durch den Antriebsmotor antreibbare Spindel auf. Das Gleitelement steht mit der Spindel in Gewindeverbindung, sodass durch Verdrehen der Spindel das Gleitelement längs entlang der Verstellrichtung bewegt werden kann. Die Spindel weist beispielsweise ein Außengewinde auf, das mit einem an dem Gleitelement geformten Innengewinde in Gewindeeingriffe steht, sodass bei Verdrehen der Spindel das Gleitelement an der Spindel abrollt und somit längs zu der Spindel verstellt wird.
In einer Ausgestaltung weist das Gleitelement einen Spindelmutterabschnitt mit einer darin geformten Gewindeöffnung auf, in der ein Innengewinde zum Herstellen einer Gewindeverbindung mit der Spindel geformt ist. Die Spindel greift in die Gewindeöffnung ein und ist dadurch mit dem Spindelmutterabschnitt gekoppelt, sodass durch Verdrehen der Spindel das Gleitelement axial entlang der Spindel verstellbar und dadurch das Verstellteil zum Verstellen der Fahrzeugtür bewegbar ist.
Bei der Türantriebsvorrichtung wird somit, in einer Ausgestaltung, eine Getriebebaugruppe nach Art eines Spindeltriebes verwendet, über den Verstellkräfte in das Verstellteil zum Verstellen der Fahrzeugtür eingeleitet werden können. Ein solcher Spindeltrieb kann einfach mit wenigen Bauteilen aufgebaut sein und ermöglicht eine zuverlässige und belastbare Kraftübertragung.
Der Spindelmutterabschnitt des Gleitelements ist beispielsweise integral und einstückig mit dem Gleitabschnitt geformt, beispielsweise mittels Spritzgießen in einem Spritzgusswerkzeug. Beim Spritzgießen wird hierbei integral auch die Gewindeöffnung mit dem darin geformten Innengewinde geformt.
In einer Ausgestaltung weist die Getriebebaugruppe ein an dem Getriebegehäuse gelagertes Getrieberad zur Kraftübertragung von dem Antriebsmotor auf die Spindel auf. Das Getrieberad kann beispielsweise als Stirnrad ausgebildet und drehfest an der Spindel angeordnet sein. Der Antriebsmotor kann beispielsweise eine Antriebswelle und eine an der Antriebswelle angeordnete Antriebsschnecke aufweisen, die mit dem Getrieberad in Verzahnungseingriff steht, sodass eine Drehbewegung der Welle in eine (untersetzte) Drehbewegung des Getrieberads umgesetzt wird.
Eine Türantriebsvorrichtung der beschriebenen Art kann als Türantrieb an einer Fahrzeugseiten- oder Fahrzeughecktür oder auch an einer Heckklappe Verwendung finden. Eine Türantriebsvorrichtung der beschriebenen Art kann zudem zum Beispiel zum Verstellen einer Motorhaube oder eines sogenannten Frunks (also einer Klappe bei einem vorderen Laderaum eines Fahrzeugs) verwendet werden, die im Rahmen des vorliegenden Texts ebenfalls als Fahrzeugtüren verstanden werden sollen.
Entsprechend kann eine Fahrzeugbaugruppe eine verschwenkbar an einer Fahrzeugkarosserie angeordnete Fahrzeugtür und eine Türantriebsvorrichtung der vorangehend beschriebenen Art zum Verstellen der Fahrzeugtür relativ zu der Fahrzeugkarosserie aufweisen.
Der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke soll nachfolgend anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Es zeigen:

1 eine schematische Ansicht einer Fahrzeugtür an einer Fahrzeugkarosserie, mit einem gelenkig an der Fahrzeugkarosserie angeordneten, bei einem Verschwenken der Fahrzeugtür relativ zu der Fahrzeugtür bewegten Verstellteil in Form eines Schubelements;
2 eine Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer Türantriebsvorrichtung zum Verstellen einer Fahrzeugtür;
3 eine Explosionsansicht der Türantriebsvorrichtung;
4 eine weitere Ansicht der Türantriebsvorrichtung, von der Seite;
5 eine Ansicht der Türantriebsvorrichtung, von oben;
6 eine stirnseitige Ansicht der Türantriebsvorrichtung;
7 die Ansicht gemäß 4, jedoch bei ausgefahrenem Verstellteil;
8 die Ansicht gemäß 5, bei ausgefahrenem Verstellteil;
9 die Ansicht gemäß 6, bei ausgefahrenem Verstellteil;
10 eine teilweise geschnittene Ansicht der Türantriebsvorrichtung, bei eingefahrenem Verstellteil;
11 die Ansicht gemäß 10, jedoch bei ausgefahrenem Verstellteil;
12 eine Querschnittansicht einer herkömmlichen Führungsschiene;
13 eine Querschnittansicht eines die Erfindung verwirklichenden Ausführungsbeispiels einer Führungsschiene;
14 eine Ansicht der Führungsschiene gemäß 12 mit einem zugeordneten Gleitelement;
15 eine Ansicht der Führungsschiene gemäß 13 mit einem zugeordneten Gleitelement;
16 eine Ansicht der Führungsschiene gemäß 12, in einer geneigten Stellung;
17 eine Ansicht der Führungsschiene gemäß 13, in einer geneigten Stellung;
18 eine Ansicht der Führungsschiene gemäß 13, mit eingezeichneten Befestigungsstellen zum Befestigen der Führungsschiene an einem Getriebegehäuse;
19 eine schematische Darstellung einer Führungsschiene mit einem zugeordneten Gleitelement, in einer Draufsicht mit bei einem Verstellvorgang entstehenden Kräften;
20 eine schematische Darstellung einer Führungsschiene mit einem zugeordneten Gleitelement, in einer Seitenansicht mit bei einem Verstellvorgang entstehenden Kräften; und
21 die Ansicht gemäß 15, mit eingezeichneten, bei einem Verstellvorgang entstehenden Kräften.

1 zeigt eine schematische Ansicht eines Fahrzeugs 1 mit einer Fahrzeugkarosserie 10 und einer um ein Türscharnier 111 gelenkig an der Fahrzeugkarosserie 10 angeordneten Fahrzeugtür 11, die entlang einer Öffnungsrichtung O relativ zu der Fahrzeugkarosserie 10 verschwenkt werden kann, um eine Türöffnung freizugeben oder zu verschließen.
Zwischen der Fahrzeugkarosserie 10 und der Fahrzeugtür 11 wirkt eine Türantriebsvorrichtung 2, die ein Verstellteil 21 in Form eines Schubelements aufweist und zum Verstellen der Fahrzeugtür 11 relativ zu der Fahrzeugkarosserie 10 dient. Das Verstellteil 21 in Form des Schubelements ist um ein Gelenk 20 an der Fahrzeugkarosserie 10, beispielsweise an der A-Säule des Fahrzeugs 1, gelenkig angeordnet und bewegt sich bei einem Verschwenken der Fahrzeugtür 11 relativ zu der Fahrzeugtür 11. Das Verstellteil 21 ragt hierzu mit einem Ende 211 in einen Türinnenraum 110 der Fahrzeugtür 11 hinein und bewegt sich bei einem Verstellen der Fahrzeugtür 11 in diesem Türinnenraum 110.
2 bis 11 zeigen Ansichten eines Ausführungsbeispiels einer Türantriebsvorrichtung 2, die zum Verstellen eines Verstellteils 21 und dadurch zum Bewegen einer Fahrzeugtür 11 relativ zu einer Fahrzeugkarosserie 10 dient.
Die Türantriebsvorrichtung 2 weist - bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel - einen elektromotorischen Antriebsmotor 22 auf, der zum Antreiben einer um eine Drehachse D drehbaren Spindel 25 einer Getriebebaugruppe der Türantriebsvorrichtung 2 dient. Der Antriebsmotor 22 weist eine Motorwelle 220 und eine daran angeordnete Antriebsschnecke 221 mit einer Schneckenverzahnung auf, die mit einem Getrieberad 230 in Form eines Stirnrads eines Getriebes 23 kämmt.
Das Getrieberad 230 ist an einer Welle 233 angeordnet und über die Welle 233 drehfest mit einem Abschnitt 250 der Spindel 25 verbunden, sodass das Getrieberad 230 drehfest zu der Spindel 25 festgelegt ist.
Das Getrieberad 23 ist über Lager 231, 234 gegenüber einem Getriebegehäuse 24 um die Drehachse D der Spindel 25 drehbar gelagert. Wie insbesondere aus den Teilschnittansichten gemäß 10 und 11 in Zusammenschau mit der Explosionsansicht gemäß 3 ersichtlich ist, ist ein Lager 231 in einer Lagerbuchse 232 aufgenommen und darüber in einer Lageröffnung 240 des Getriebegehäuses 24 abgestützt. Ein anderes Lager 234 liegt demgegenüber in einem Abschnitt 245 des Getriebegehäuses 24 ein und stellt eine Lagerung für die Welle 233 an einem dem Lager 231 abgewandten Ende der Welle 233 zur Verfügung.
Die Türantriebsvorrichtung 2 weist ein Gleitelement 26 und eine Führungsschiene 27 auf. Die Führungsschiene 27 ist, wie insbesondere aus der Explosionsansicht gemäß 3 ersichtlich, in einer Aufnahmeöffnung 246 des Getriebegehäuses 24 aufgenommen und über Flanschabschnitte 273 fest mit dem Getriebegehäuse 24 verbunden.
Das Gleitelement 26 liegt gleitend in der Führungsschiene 27 ein derart, dass das Gleitelement 26 entlang einer Verstellrichtung V längs an der Führungsschiene 27 verstellt werden kann. Die Führungsschiene 27 weist im Querschnitt quer zur Verstellrichtung V eine C-förmige Grundform auf, gebildet durch eine Basis 270 und seitlich an der Basis 270 erstreckte, zu der Basis 270 abgewinkelte Schenkel 271, an denen an von der Basis 270 abliegenden Enden Kantenabschnitte 272 geformt sind, die aufeinander zu weisen. In der Führungsschiene 27 ist das Gleitelement 26 derart geführt, dass das Gleitelement 26 zwischen den Schenkeln 271 aufgenommen und umfänglich durch die Basis 270, die Schenkel 271 und die Kantenabschnitte 272 eingefasst ist.
Die Führungsschiene 27 ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel über ein Adapterelement 242 sowie die an dem Getriebegehäuse 24 anliegenden Flanschabschnitte 273 mit dem Getriebegehäuse 24 fest verbunden (siehe insbesondere 2 sowie 4 bis 6). Das Adapterelement 242 ist über Befestigungselemente 243 in Form von Schrauben unter Zwischenlage der Flanschabschnitte 273 mit dem Getriebegehäuse 24 verbunden und kann über Befestigungselemente 244 in Form von Schrauben an einem Strukturabschnitt der Fahrzeugtür 11, zum Beispiel an einem Türinnenblechabschnitt, festgelegt werden, sodass darüber die Türantriebsvorrichtung 2 in der Fahrzeugtür 11 fixiert ist.
Das Adapterelement 242 dient zum Festlegen der Türantriebsvorrichtung 2 an der Fahrzeugtür 11, insbesondere dem Türinnenblech der Fahrzeugtür 11 derart, dass die Türantriebsvorrichtung 2 innerhalb eines Türinnenraums der Fahrzeugtür 11 angeordnet ist. Das Adapterelement 242 verwirklicht somit eine Schnittstelle, die kundenspezifisch angepasst ist und somit das Anbringen der Türantriebsvorrichtung 2 an der Fahrzeugtür 11 eines jeweiligen Fahrzeugmodells ermöglicht.
Das Adapterelement 242 ist stirnseitig der Führungsschiene 27 angeordnet und erstreckt sich plattenförmig quer zur Verstellrichtung V, entlang der das Gleitelement 26 mit dem daran angeordneten Verstellteil 21 zu der Führungsschiene 27 zu bewegen ist. Das Verstellteil 21 erstreckt sich durch eine Öffnung 242A im Adapterelement 242 hindurch, ist durch die Öffnung 242A hindurch aus dem Türinnenraum herausgeführt und ist über das Gelenk 20 an der Fahrzeugkarosserie 10 abgestützt.
Das Gleitelement 26 weist ein Strukturteil 260 auf, das eine Basis 261 und zu der Basis 261 abgewinkelte Schenkel 262 aufweist. Das Strukturteil 260 ist teilweise von einem Kunststoffmaterial umspritzt, durch das außenseitig der Schenkel 262 Gleitabschnitte 263 geformt sind, über die das Gleitelement 26 gleitend mit der Führungsschiene 27 in Anlage ist. Über ein Kopplungselement in Form eines Kugelkopfes ein Ende 211 des Verstellteils 21 gelenkig mit dem Gleitelement 26 verbunden. Aufgrund der gelenkigen Verbindung ist das Verstellteil 21 um die Verstellrichtung V und zudem um zur Verstellrichtung V senkrechte Achsen gelenkig mit dem Gleitelement 26 verbunden, sodass Toleranzen in der Lage des Verstellteils 21 relativ zum Gleitelement 26 ausgeglichen werden können.
Zudem weist das Gleitelement 26 einen Spindelmutterabschnitt 264 auf, der eine Gewindeöffnung 265 mit einem darin gebildeten Innengewinde ausbildet. In die Gewindeöffnung 265 greift die Spindel 25 mit einem Gewindeabschnitt 251 ein, sodass die Spindel 25 über ein außenseitig des Gewindeabschnitts 251 gebildetes Außengewinde in Gewindeeingriff mit dem Spindelmutterabschnitt 264 des Gleitelements 26 steht.
Wie aus 3 in Zusammenschau mit 10 ersichtlich, ist an dem Getriebegehäuse 24 ein Abdeckelement 241 angeordnet, das die Führungsschiene 27 an der Seite der Kantenabschnitte 272 abdeckt und somit den Spindelmutterabschnitt 264 des Gleitelements 26 nach außen hin entlang der durch die Führungsschiene 27 vorgegebenen Bewegungsbahn einfasst.
Das Verstellteil 21 ist über einen Gelenkbolzen 200 an einem Ende 210 um eine Gelenkachse G gelenkig mit einem Gelenk 20 gekoppelt, das fest mit der Fahrzeugkarosserie 10 verbunden ist, wie dies schematisch in 1 dargestellt ist. An dem von dem Ende 210 abliegenden Ende 211 ist das Verstellteil 21 demgegenüber mit dem Gleitelement 26 gelenkig gekoppelt. Durch Verstellen des Gleitelements 26, angetrieben durch den Antriebsmotor 22, kann das Ende 211 des Verstellteils 21 in der Führungsschiene 27 bewegt werden, sodass das Verstellteil 21 zwischen einer ersten, eingefahrenen Stellung (4 bis 6 sowie 10) und einer zweiten, ausgefahrenen Stellung (7 bis 9 sowie 11) verstellt werden kann, um die Fahrzeugtür 11 relativ zur Fahrzeugkarosserie 10 zu bewegen und zwischen einer geschlossenen Stellung (entsprechend der eingefahrenen Stellung des Verstellteils 21) und einer geöffneten Stellung (entsprechend einer ausgefahrenen Stellung des Verstellteils 21) zu verstellen.
Wie aus der teilweise geschnittenen Ansicht gemäß 10 ersichtlich, ist das Gleitelement 26 in der ersten, eingefahrenen Stellung von dem Getriebegehäuse 24 entfernt und einem von dem Adapterelement 242 abliegenden Ende der Führungsschiene 27 angenähert. In der zweiten, ausgefahrenen Stellung ist das Gleitelement 26 demgegenüber hin zu dem Getriebegehäuse 24 bewegt, sodass der Spindelmutterabschnitt 264 dem Getriebe 23 angenähert und das Verstellteil 21 mit seinem Ende 211 in die Verstellrichtung V hin zum Adapterelement 242 bewegt ist.
In der zweiten Stellung taucht das Gleitelement 26 hierbei mit dem Strukturteil 260 unter das Getriebe 23, indem das Gleitelement 26, betrachtet entlang der Verstellrichtung V, in axiale Überdeckung mit dem Getriebegehäuse 24 und dem daran aufgenommenen Getriebe 23 gelangt, wie dies aus 11 ersichtlich ist. Dies ermöglicht eine bauraumeffiziente Bauform der Antriebvorrichtung 2, bei vergleichsweise großem Hub des Verstellteils 21 entlang der Verstellrichtung V und geringer Bauhöhe quer zur Verstellrichtung V, insbesondere senkrecht entlang der Gelenkachse G.
Wie aus 9 ersichtlich, ist eine Längsachse L, um die die Motorwelle 22 des Antriebsmotors 22 drehbar ist, schräg zur Gelenkachse G gestellt, um die das Verstellteil 21 am Ende 210 gelenkig mit dem Gelenk 20 verbunden ist. Dies kann zu einer Bauraumersparnis insbesondere entlang einer Querrichtung (quer zur Gelenkachse G und quer zur Verstellrichtung V) beitragen.
Die Türantriebsvorrichtung 2 kann mit nach oben stehendem Antriebsmotor 22, alternativ aber auch mit nach unten stehendem Antriebsmotor 22 in eine Fahrzeugtür 11 eingebaut werden. Der Antriebsmotor 22 kann hierbei auch an einem Ende der Führungsschiene 27 angeordnet sein, das dem Ende der Führungsschiene 27 abgewandt ist, an dem das Verstellteil 21 aus der Führungsschiene 27 austritt. Hierdurch kann die Türantriebsvorrichtung 2 universell an unterschiedliche Türmodelle unterschiedlicher Fahrzeuge eingesetzt werden.
Bei der Türantriebsvorrichtung 2 wird zum Verstellen der Fahrzeugtür 11 relativ zur Fahrzeugkarosserie 10 das Verstellteil 21 über den Antriebsmotor 22 entlang der Verstellrichtung V durch Verschieben des Gleitelements 26 an der Führungsschiene 27 verstellt. Es stellt sich ein Kraftfluss zwischen der Fahrzeugtür 11 und der Fahrzeugkarosserie 10 ein, der von der Fahrzeugtür 11 über das Adapterelement 242, das Getriebegehäuse 24, das Antriebsrad 23, die Spindel 25, das Gleitelement 26 und das Verstellteil 21 hin zur Fahrzeugkarosserie 10 verläuft. Zum Verstellen wird hierbei über den Antriebsmotor 22 eine Kraft in das Gleitelement 26 eingeleitet und darüber das Gleitelement 26 an der Spindel 25 bewegt, sodass das Verstellteil 21 verstellt und somit die Fahrzeugtür 11 relativ zur Fahrzeugkarosserie 10 verschwenkt wird.
Bei der Türantriebsvorrichtung 2 wird das Gleitelement 26 entlang der Verstellrichtung V an der Führungsschiene 27 geführt, sodass angetrieben durch den Antriebsmotor 22 und das Getriebe 23 das Gleitelement 26 verstellt und darüber das Verstellteil 21 zum Verschwenken der Fahrzeugtür 11 bewegt werden kann.
Eine herkömmliche Führungsschiene 27' weist, wie in 12 dargestellt, im Querschnitt quer zur Verstellrichtung V eine C-Form mit Führungsflächen 275A', 276A', 277A', 275B', 276B', 277B' auf, die unter einem rechten Winkel zueinander angeordnet sind. Führungsflächen 275A', 275B' sind hierbei an der Basis 270 der Führungsschiene 27' geformt. Führungsflächen 276A', 276B' sind an den seitlichen Schenkeln 271 geformt. Führungsflächen 277A', 277B' sind an den nach innen weisenden Kantenabschnitten 272 an den von der Basis 270 abliegenden Enden der Schenkel 271 geformt. Dadurch, dass die Führungsflächen 275A', 276A', 277A', 275B', 276B', 277B' paarweise parallel zueinander ausgerichtet sind, ergibt sich, dass das Gleitelement 26 relativ zu den sechs Führungsflächen 275A', 276A', 277A', 275B', 276B', 277B' für eine gleitende Führung abzustimmen ist, wie dies in 14 dargestellt ist.
Abweichend von der herkömmlichen Form der Führungsschiene 27' wird vorliegend vorgeschlagen, eine Führungsschiene 27 zu verwenden, die zwar wie herkömmlich eine C-förmige Grundform aufweist, bei der Führungsflächen 275A, 276A, 277A, 275B, 276B, 277B jedoch Paare ausbilden, deren Führungsflächen zumindest zum Teil nicht mehr parallel zueinander ausgerichtet, sondern winklig zueinander erstreckt sind.
So ist bei der Führungsschiene 27 gemäß 13 an der Basis 270 und einem ersten der Kantenabschnitte 272 ein erstes Paar von Führungsflächen 275A, 277A geformt, die nicht parallel zueinander erstreckt sind, indem die Führungsflächen 275A, 277A bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel unter einem spitzen Winkel α zueinander angeordnet sind. An der Basis 270 und einem zweiten der Kantenabschnitte 272 ist zudem ein zweites Paar von Führungsflächen 275B, 277B geformt, die nicht parallel zueinander erstreckt sind, indem die Führungsflächen 275B, 277B bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel unter einem spitzen Winkel α zueinander angeordnet sind.
Eine erste Führungsfläche 275A des ersten Paares und eine erste Führungsfläche 275B des zweiten Paares sind unter einem stumpfen Winkel β zueinander erstreckt und schließen entlang einer zentralen Linie Z aneinander an, die mittig entlang der Verstellrichtung V an der Basis 270 verläuft.
Die Führungsflächen 275A, 277A, 275B, 277B des ersten Paares und des zweiten Paares begrenzen einen durch die Führungsschiene 27 eingefassten Innenraum entlang einer relativ zu der Verstellrichtung V und relativ zu einer Querrichtung Q senkrechten Vertikalrichtung H und stellen eine Führung des Gleitelements 26, wie dies aus 15 ersichtlich ist, entlang der Vertikalrichtung H und zudem aufgrund der winkligen Ausrichtung auch entlang der Querrichtung Q zur Verfügung.
Ein drittes Paar von Führungsflächen 276A, 276B ist an den Schenkeln 271 geformt. Die Führungsflächen 276A, 276B des dritten Paares sind parallel zueinander ausgerichtet und begrenzen den Innenraum der Führungsschiene 27 entlang der Querrichtung Q.
Die Führungsflächen 275A, 276A, 277A, 275B, 276B, 277B des ersten Paares, des zweiten Paares und des dritten Paares sind, im Querschnitt quer zur Verstellrichtung V, in einem Polygonzug aneinander angereiht, wie sich dies aus 13 ergibt. Zwischen den Führungsflächen 275A, 277A des ersten Paares ist eine erste Führungsfläche 276A des dritten Paares angeordnet. Zwischen den Führungsflächen 275B, 277B des zweiten Paares ist eine zweite Führungsfläche 276B des dritten Paares angeordnet. Die an der Basis 270 geformten Führungsflächen 275A, 275B des ersten Paares und des zweiten Paares grenzen an der zentralen Linie Z aneinander an.
Es ergibt sich ein näherungsweise hexagonaler Polygonzug im Querschnitt quer zur Verstellrichtung V, bei dem die Führungsflächen 275A, 277A, 275B, 277B des ersten Paares und des zweiten Paares winkelig zueinander ausgerichtet sind, die Führungsflächen 276A, 276B des dritten Paares jedoch parallel zueinander erstreckt sind.
Wie dies aus 15 ersichtlich ist, weist das Gleitelement 26 an einem Strukturteil 260 Gleitflächen 266A, 267A, 266B, 267B auf, die zu den zugeordneten Führungsflächen 275A, 277A, 275B, 277B des ersten Paares und des zweiten Paares komplementär geformt sind und wie die Führungsflächen 275A, 277A, 275B, 277B winklig zueinander ausgerichtet sind.
Die Gleitflächen 266A, 267A, 266B, 267B sind beispielsweise durch einen das Strukturteil 260 abschnittsweise überziehenden, zum Beispiel am das Strukturteil 260 angespritzten Gleitabschnitt 263 geformt.
Zwischen den Kantenabschnitten 272 der Führungsschiene 27 ist eine Schlitzöffnung 278 geformt, die entlang der Verstellrichtung V erstreckt ist und durch die hindurch das Gleitelement 26 mit einem Abschnitt 264 greift, über den das Gleitelement 26 bei dem anhand von 2 bis 11 dargestellten Ausführungsbeispiel mit der Spindel 25 wirkverbunden ist. Im Betrieb bewegt sich das Gleitelement 26 entlang der Verstellrichtung V an der Führungsschiene 27, wobei der Abschnitt 264 in der Schlitzöffnung 278 bewegt wird.
Eine Führung des Gleitelements 26 im Betrieb erfolgt bestimmungsgemäß vorrangig an den Führungsflächen 275A, 277A, 275B, 277B des ersten Paares und des zweiten Paares, wie dies in 15 eingezeichnet ist. Die senkrecht entlang der Vertikalrichtung H ausgerichteten Führungsflächen 276A, 276B an den Schenkeln 271 dienen insbesondere einer Begrenzung der Bewegung in Querrichtung Q, beispielsweise wenn ein Verschleiß an den Gleitflächen 266A, 267A, 266B, 267B zu einem vergrößerten Querspiel des Gleitelemente 26 in der Führungsschiene 27 führt.
Wie dies aus 13 in Zusammenschau mit 7, 10 und 11 ersichtlich ist, sind an der Führungsschiene 27 an der Basis 270 Abführöffnungen 274 geformt, die entlang der zentralen Linie Z aneinander angereiht und regelmäßig zueinander beabstandet sind. Die Abführöffnungen 274 dienen zum Abführen von Schmutz und/oder Feuchtigkeit aus dem Inneren der Führungsschiene 27 im Betrieb. Beispielsweise können über die Abführöffnungen 274 Rückstände, die aufgrund von Verschleiß, zum Beispiel Abrieb entstehen, abgeführt werden. Ebenso kann Feuchtigkeit, die gegebenenfalls in die Führungsschiene 27 eindringt, über die Abführöffnungen 274 abgeführt werden.
Weil die Führungsflächen 275A, 275B an der Basis 270 unter einem stumpfen Winkel β zueinander ausgerichtet und relativ zur Querrichtung Q geneigt sind, wird Schmutz und/oder Feuchtigkeit im Inneren der Führungsschiene 27 nach innen in Richtung der zentralen Linie Z geführt und kann somit zuverlässig über die Abführöffnungen 274 abgeleitet werden.
Die winklige Ausrichtung der Führungsflächen 275A, 275B ist hierbei derart, dass auch bei einer Neigungsstellung der Führungsschiene 27, aufgrund einer Neigung der Schwenkachse der Fahrzeugtür 11 relativ zu der Fahrzeugkarosserie 10, Feuchtigkeit und Schmutz S zuverlässig entlang der Querrichtung Q nach innen transportiert und abgeleitet werden kann, wie dies in 17 für die Führungsschiene 27 gemäß dem in 13 dargestellten Ausführungsbeispiel dargestellt ist. Insbesondere kann der Abtransport von Schmutz und Feuchtigkeit S im Vergleich zu einer herkömmlichen Führungsschiene 27' verbessert sein, wie sich dies im Vergleich von 16 und 17 ergibt.
Um ein Ableiten von Schmutz und/oder Feuchtigkeit über die Abführöffnungen 274 noch zu verbessern, kann an einer Bodenfläche 269 (siehe 15) des Gleitelements 26 zum Beispiel eine Abstreifeinrichtung, zum Beispiel in Form einer elastisch verformbaren Lippe, geformt sein, über die Schmutz entlang der Basis 270 geleitet und bei einer Verstellbewegung des Gleitelements 26 hin zu den Abführöffnungen 274 geführt wird.
Die Führungsschiene 27 gemäß 13 kann als Biegeteil aus einem Metallblech geformt sein. In anderer Ausgestaltung kann die Führungsschiene 27 zum Beispiel als Metalldruckguss- oder Metallextrusionsteil oder aus Kunststoff hergestellt sein. Beispielsweise kann die Führungsschiene 27 mittels Aluminium-Extrusion, Aluminium-Druckguss, Kunststoff-Extrusion, Kunststoff-Spritzguss gefertigt sein.
Aufgrund der Anordnung der nach innen weisenden Führungsflächen 275A, 276A, 277A, 275B, 276B, 277B können Befestigungsstellen 279 zur Befestigung mit dem Getriebegehäuse 24 so platziert werden, dass sie (bezogen auf den Querschnitt gemäß 18) von der äußeren Kontur der Führungsschiene 27 eingefasst sind und somit nicht nach außen gegenüber der äußeren Kontur der durch die Basis 270, die Schenkel 271 und die Kantenabschnitte 272 begrenzten Führungsschiene 27 hervorragen. Es ergibt sich eine bauraumgünstige Ausgestaltung mit einfach zu integrierenden Befestigungsstellen 279 zur Befestigung der Führungsschiene 27 an dem Getriebegehäuse 24.
19 und 20 zeigen schematische Darstellungen der Führungsschiene 27 mit dem Gleitelement 26 in einer Draufsicht (19) und einer Seitenansicht (20).
Im Betrieb wirken an dem Gleitelement 26, aufgrund einer axial an dem Verstellteil 21 wirkenden Axialkraft FA, eine Längskraft F1 längs entlang der Verstellrichtung V und eine Querkraft F2 entlang der Querrichtung Q, wie dies in 19 eingezeichnet ist.
Zudem wirkt an dem Gleitelement 26 aufgrund der Kopplung über den Abschnitt 264 mit der Spindel 25 außerhalb der Führungsschiene 27 ein Drehmoment M, das zu resultierenden Vertikalkräften F3, F4 zwischen dem Gleitelement 26 und der Führungsschiene 27 im Inneren der Führungsschiene 27 führt, die über die Führung an der Führungsschiene 27 abzustützen sind, wie dies in 20 eingezeichnet ist.
Während die Kraft F1 zu einer Längsverstellbewegung des Gleitelements 26 entlang der Verstellrichtung V relativ zu der Führungsschiene 27 führt, sind die Kräfte F2, F3, F4 durch die Führung des Gleitelements 26 an der Führungsschiene 27 abzustützen und aufzufangen.
Wie dies in 21 eingezeichnet ist, bewirkt die Vertikalkraft F4 aufgrund der winkligen Ausrichtung der Führungsflächen 275A, 277A, 275B, 277B eine Zentrierung des Gleitelements 26 in der Führungsschiene 27 durch Zentrierkräfte FZ, weil aufgrund der winkligen Ausrichtung der Führungsflächen 275A, 277A, 275B, 277B die Vertikalkraft F4 umgelenkt wird und das Gleitelement 26 in zentrierender Weise nach innen versetzt. Das Gleitelement 26 wird somit im Betrieb selbsttätig innerhalb der Führungsschiene 27 zentriert.
Vorzugsweise ist die winklige Ausrichtung der Führungsflächen 275A, 277A, 275B, 277B derart, dass die zentrierenden Kräfte FZ größer sind als der Querkraft F2 (19) aufgrund der Kraftübertragung auf das Verstellteil 21, sodass sich das Gleitelement 26 trotz der im Betrieb wirkenden Querkraft F2 innerhalb der Führungsschiene 27 durch Kraftumlenkung der Vertikalkraft F4 zentrieren kann.
Der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke ist nicht auf die vorangehend geschilderten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern lässt sich auch in gänzlich andersgearteten Ausführungsformen verwirklichen.
Eine Türantriebsvorrichtung der beschriebenen Art lässt sich insbesondere an einer Fahrzeugseitentür genauso wie an einer Heckklappe verwenden. Eine Türantriebsvorrichtung der beschriebenen Art kann zudem zum Beispiel zum Verstellen einer Motorhaube oder eines sogenannten Frunks (also einer Klappe bei einem vorderen Laderaum eines Fahrzeugs) verwendet werden, die im Rahmen des vorliegenden Texts ebenfalls als Fahrzeugtüren verstanden werden sollen.
Bezugszeichenliste

1: Fahrzeug
10: Karosserie
11: Fahrzeugtür
110: Türinnenraum
111: Türscharnier
2: Türantriebsvorrichtung
20: Gelenk
200: Gelenkbolzen
21: Verstellteil (Schubelement)
210, 211: Ende
22: Antriebsmotor
220: Motorwelle
221: Antriebsschnecke
23: Getriebe
230: Getrieberad
231: Lager
232: Lagerbuchse
233: Welle
234: Lager
24: Getriebegehäuse
240: Lageröffnung
241: Abdeckelement
242: Adapterelement
242A: Öffnung
243,244: Befestigungselement
245: Abschnitt
246: Aufnahmeöffnung
25: Spindel
250: Abschnitt
251: Gewindeabschnitt
26: Gleitelement
260: Strukturteil
261: Basis
262: Schenkel
263: Gleitabschnitt
264: Spindelmutterabschnitt
265: Gewindeöffnung
266A, 266B: Gleitfläche
267A, 267B: Gleitfläche
268A, 268B: Seitenfläche
269: Bodenfläche
27, 27': Führungsschiene
270: Basis
271: Schenkel
272: Kantenabschnitte
273: Flanschabschnitt
274: Abführöffnung
275A, 275B: Führungsfläche
275A', 275B': Führungsfläche
276A, 276B: Führungsfläche
276A', 276B': Führungsfläche
277A, 277B: Führungsfläche
277A', 277B': Führungsfläche
278: Schlitzöffnung
279: Befestigungsstellen
3: Steuereinrichtung
α, β: Winkel
D: Drehachse
F1: Längskraft
F2: Querkraft
F3, F4: Führungskraft
FA: Axialkraft
FZ: Zentrierende Kraft
G: Gelenkachse
H: Vertikalrichtung
L: Längsachse
M: Drehmoment
O: Öffnungsrichtung
Q: Querrichtung
S: Schmutz
V: Verstellrichtung
Z: Zentrale Linie

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 2021/023893 A1 [0003, 0006]

Claims

Türantriebsvorrichtung (2) zum Verstellen einer Fahrzeugtür (11) relativ zu einer Fahrzeugkarosserie (10), mit einem Verstellteil (21) zur Kraftübertragung zwischen der Fahrzeugtür (11) und der Fahrzeugkarosserie (10), einem Antriebsmotor (22), einer den Antriebsmotor (22) mit dem Verstellteil (21) koppelnden Getriebebaugruppe, einem die Getriebebaugruppe zumindest teilweise einfassenden Getriebegehäuse (24), einer mit dem Getriebegehäuse (24) verbundenen Führungsschiene (27) und einer entlang einer Verstellrichtung (V) längs an der Führungsschiene (27) geführten, durch die Getriebebaugruppe verstellbaren, mit dem Verstellteil (21) gekoppelten Gleitelement (26), dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsschiene (27) ein erstes Paar von einander zugewandten Führungsflächen (275A, 277A) und ein zweites Paar von einander zugewandten Führungsflächen (275B, 277B) zum Führen des Gleitelements (26) entlang der Verstellrichtung (V) aufweist, wobei die Führungsflächen (275A, 277A) des ersten Paares im Querschnitt der Führungsschiene (27) quer zur Verstellrichtung (V) nicht parallel zueinander erstreckt sind und die Führungsflächen (275B, 277B) des zweiten Paares im Querschnitt der Führungsschiene (27) quer zur Verstellrichtung (V) nicht parallel zueinander erstreckt sind.
Türantriebsvorrichtung (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gleitelement (26) ein erstes Paar von Gleitflächen (266A, 267A), die an den Führungsflächen (275A, 277A) des ersten Paares geführt sind, und ein zweites Paar von Gleitflächen (266B, 267B), die an den Führungsflächen (275B, 277B) des zweiten Paares geführt sind, aufweist.
Türantriebsvorrichtung (2) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsschiene (27) ein drittes Paar von einander zugewandten Führungsflächen (276A, 276B) aufweist, die im Querschnitt der Führungsschiene (27) quer zur Verstellrichtung (V) parallel zueinander erstreckt sind.
Türantriebsvorrichtung (2) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsflächen (275A, 277A) des ersten Paares, die Führungsflächen (275B, 277B) des zweiten Paares und die Führungsflächen (276A, 276B) des dritten Paares im Querschnitt der Führungsschiene (27) quer zur Verstellrichtung (V) zur Ausbildung eines Polygonzugs aneinander angereiht sind.
Türantriebsvorrichtung (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsflächen (275A, 277A) des ersten Paares im Querschnitt der Führungsschiene (27) quer zur Verstellrichtung (V) unter einem spitzen Winkel (α) zueinander erstreckt sind und die Führungsflächen (275B, 277B) des zweiten Paares im Querschnitt der Führungsschiene (27) quer zur Verstellrichtung (V) unter einem spitzen Winkel (α) zueinander erstreckt sind.
Türantriebsvorrichtung (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsschiene (27) eine Basis (270) und zwei an der Basis (270) erstreckte Schenkel (271) aufweist, wobei an von der Basis (270) abliegenden Enden der Schenkel (271) aufeinander zu weisende Kantenabschnitte (272) geformt sind, die zwischen sich eine Schlitzöffnung (278) bilden.
Türantriebsvorrichtung (2) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Gleitelement (26) in einem durch die Basis (270), die Schenkel (271) und die Kantenabschnitte (272) gebildeten Innenraum der Führungsschiene (27) geführt ist.
Türantriebsvorrichtung (2) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Gleitelement (26) mit einem Abschnitt (264) durch die Schlitzöffnung (278) hindurch greift.
Türantriebsvorrichtung (2) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsflächen (275A, 277A) des ersten Paares an der Basis (270) und einem ersten der Kantenabschnitte (272) geformt sind und die Führungsflächen (275B, 277B) des zweiten Paares an der Basis (270) und einem zweiten der Kantenabschnitte (272) geformt sind.
Türantriebsvorrichtung (2) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsflächen (275A, 277A) des ersten Paares an nach innen weisenden Flächenabschnitten der Basis (270) und des ersten der Kantenabschnitte (272) geformt sind und die Führungsflächen (275B, 277B) des zweiten Paares an nach innen weisenden Flächenabschnitten der Basis (270) und des zweiten der Kantenabschnitte (272) geformt sind.
Türantriebsvorrichtung (2) nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine an der Basis (270) geformte, erste Führungsfläche (275A) des ersten Paares und eine an der Basis (270) geformte, erste Führungsfläche (275B) des zweiten Paares im Querschnitt der Führungsschiene (27) quer zur Verstellrichtung (V) unter einem stumpfen Winkel (β) zueinander erstreckt sind.
Türantriebsvorrichtung (2) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der ersten Führungsfläche (275A) des ersten Paares und der ersten Führungsfläche (275B) des zweiten Paares an der Basis (270) zumindest eine Abführöffnung (274) zum Abführen von Schmutz und/oder Feuchtigkeit geformt ist.
Türantriebsvorrichtung (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstellteil (21) an einem ersten Ende (211) gelenkig mit dem Gleitelement (26) und an einem zweiten Ende (210) gelenkig mit der Fahrzeugkarosserie (10) verbunden ist.
Türantriebsvorrichtung (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebebaugruppe eine um eine Drehachse (D) drehbare, durch den Antriebsmotor (22) antreibbare Spindel (25) aufweist, wobei das Gleitelement (26) mit der Spindel (25) in Gewindeverbindung steht und durch Verdrehen der Spindel (25) längs entlang der Verstellrichtung (V) verstellbar ist.
Türantriebsvorrichtung (2) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Gleitelement (26) einen Spindelmutterabschnitt (264) mit einer daran geformten Gewindeöffnung (265) aufweist, wobei die Spindel (25) in die Gewindeöffnung (265) eingreift.
Türantriebsvorrichtung (2) nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebebaugruppe ein an dem Getriebegehäuse (24) gelagertes Getrieberad (230) zur Kraftübertragung von dem Antriebsmotor (22) auf die Spindel (25) aufweist.
Fahrzeugbaugruppe, mit einer verschwenkbar an einer Fahrzeugkarosserie (10) angeordneten Fahrzeugtür (11) und einer Türantriebsvorrichtung (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche zum Verstellen der Fahrzeugtür (11) relativ zu der Fahrzeugkarosserie (10).