DE102023132035A1

DE102023132035A1 - Aufstellvorrichtung für eine Kraftfahrzeug-Tür

Info

Publication number: DE102023132035A1
Application number: DE102023132035.1A
Authority: DE
Inventors: Winfried Schlabs
Original assignee: Kiekert AG
Current assignee: Kiekert AG
Priority date: 2023-11-17
Filing date: 2023-11-17
Publication date: 2025-05-22
Also published as: WO2025103540A1

Abstract

Gegenstand der Erfindung ist eine Aufstellvorrichtung für eine Kraftfahrzeug-Tür, insbesondere eine grifflose Kraftfahrzeug-Seitentür. Diese verfügt über einen elektromotorischen Antrieb (3 bis 7) und ein zugehöriges Stellglied (8) zur Beaufschlagung eines Türflügels (1). Der elektromotorische Antrieb (3 bis 7) weist zumindest einen Elektromotor (3) und ein daran angeschlossenes Getriebe (4, 5) auf. Das Getriebe (4, 5) arbeitet mittelbar auf das Stellglied (8). Erfindungsgemäß beaufschlagt das Getriebe (4, 5) unter Zwischenschaltung eines Übertragungselementes (6) zur lastabhängigen Drehmomentübertragung das Stellglied (8).

Description

Die Erfindung betrifft eine Aufstellvorrichtung für eine Kraftfahrzeug-Tür, insbesondere eine grifflose Kraftfahrzeug-Seitentür, mit einem elektromotorischen Antrieb, und mit einem zugehörigen Stellglied zur Beaufschlagung eines Türflügels, wobei der elektromotorische Antrieb zumindest einen Elektromotor und ein daran angeschlossenes Getriebe aufweist, welches mittelbar auf das Stellglied arbeitet.
Aufstellvorrichtungen für Kraftfahrzeug-Türen sind in vielfältiger Ausgestaltung bekannt und werden im Stand der Technik sowie in der Praxis propagiert. Tatsächlich sorgt eine solche Aufstellvorrichtung entsprechend den Erläuterungen in der DE 10 2015 103 826 A1 dafür, dass mit seiner Hilfe der zugehörige Türflügel der betreffenden Kraftfahrzeug-Tür zumindest spaltweise gegenüber einer Kraftfahrzeug-Karosserie geöffnet werden kann. Als Folge hiervon besteht für einen Bediener oder Benutzer des Kraftfahrzeuges anschließend die Möglichkeit, den Türflügel durch den auf diese Weise geschaffenen Spalt hindurch zu ergreifen und hierdurch den Türflügel um seine Schwenkachse im Beispielfall aufschwenken und öffnen zu können. Das gelingt auch und insbesondere bei Kraftfahrzeug-Seitentüren ohne Außentürgriff, also solchen, die grifflos ausgebildet sind.
Grundsätzlich können an dieser Stelle natürlich nicht nur schwenkbare Kraftfahrzeug-Seitentüren mit einer solchen Aufstellvorrichtung ausgerüstet werden. Sondern es besteht darüber hinaus die Möglichkeit, alternativ auch eine Heckklappe, eine Schiebetür etc. auf diese Weise aufzustellen. Daneben kann auch eine Fronthaube eines Kraftfahrzeugs mit einer solchen Aufstellvorrichtung ausgerüstet werden. Gleiches gilt allgemein für Kraftfahrzeug-Klappen wie Kraftfahrzeug-Tankklappen oder Kraftfahrzeug-Ladedosenklappen. D. h., der Begriff Kraftfahrzeug-Tür ist im Rahmen der vorliegenden Anmeldung weit auszulegen und umfasst nicht nur schwenkbare Kraftfahrzeug-Türen, sondern auch solche, die schiebend oder anderweitig verstellt werden, um Öffnungen im oder am Kraftfahrzeug zu verschließen.
Im Rahmen beispielsweise der FR 2 814 771 A1 wird eine Aufstellvorrichtung beschrieben, die in der Art eines Spindelantriebes ein stangenförmiges Stellglied beaufschlagt. Das Stellglied kann auf diese Weise den hiermit wechselwirkenden Türflügel öffnen und gegebenenfalls schließen.
Beim gattungsbildenden und nächstkommenden Stand der Technik nach der CN 215565284 U geht es um eine Aufstellvorrichtung für eine Kraftfahrzeug-Tür, die mit einer Zahnstange als Stellglied arbeitet. In die Zahnstange greift ein Abriebszahnrad kämmend ein. Die Zahnstange kann dabei das Stellglied selbst definieren oder einen Bestandteil des Stellgliedes darstellen. Zusätzliche Mikroschalter sorgen in diesem Zusammenhang dafür, dass der Stellweg des auf diese Weise realisierten Stellgliedes bzw. der Zahnstange begrenzt wird. Dadurch sollen die Effizienz gesteigert und die Kosten verringert werden.
Der Stand der Technik hat sich grundsätzlich bewährt, stößt jedoch dann an Grenzen, wenn etwaige Blockaden des Stellgliedes beobachtet werden. Das ist beispielsweise dann der Fall, wenn der Türflügel durch eine Eisschicht gegenüber der Kraftfahrzeug-Karosserie nicht oder nur mit erhöhtem Kraftaufwand geöffnet werden kann. Außerdem sind auch andere Überlastszenarien denkbar, und zwar dann, wenn der Türflügel bei einem Aufstellvorgang mithilfe der Aufstellvorrichtung beispielsweise gegen die einen Zutritt begehrende Person oder den Benutzer fährt und dadurch der Aufstellweg nicht komplett absolviert werden kann. Hier will die Erfindung insgesamt Abhilfe schaffen.
Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, eine derartige Aufstellvorrichtung für eine Kraftfahrzeug-Tür so weiterzuentwickeln, dass ein zuverlässiger Überlastschutz einfachen Aufbaus zur Verfügung gestellt wird.
Zur Lösung dieser technischen Problemstellung schlägt die Erfindung bei einer gattungsgemäßen Aufstellvorrichtung für eine Kraftfahrzeug-Tür vor, dass das Getriebe unter Zwischenschaltung eines Übertragungselementes zur lastabhängigen Drehmomentübertragung das Stellglied beaufschlagt.
Erfindungsgemäß wird also zunächst einmal so vorgegangen, dass der elektromotorische Antrieb wenigstens den Elektromotor und das daran angeschlossene Getriebe aufweist. Dadurch kann beispielsweise mit einem schnelllaufenden Elektromotor gearbeitet werden, dessen Drehbewegungen mithilfe des angeschlossenen Getriebes untersetzt werden. Dadurch steht ausgangsseitig des Getriebes ein ausreichendes Drehmoment bzw. eine hinreichende Kraft zur Beaufschlagung des Stellgliedes zur Verfügung. Für die mittelbare Kraft- bzw. Drehmomentübertragung vom Getriebe zum Stellglied sorgt nun erfindungsgemäß das speziell gestaltete zwischengeschaltete Übertragungselement. Dieses sorgt nämlich für eine lastabhängige Drehmomentübertragung vom Getriebe auf das Stellglied. Hierunter ist erfindungsgemäß eine Drehmomentübertragung mithilfe des Übertragungselementes vom Getriebe auf das Stellglied gemeint, welche lastabhängig erfolgt respektive unter Umständen unterbrochen wird.
Auf diese Weise lässt sich besonders einfach ein Überlastschutz realisieren. Denn wenn das für die Beaufschlagung des Stellgliedes erforderliche Drehmoment vom Getriebe nicht aufgebracht wird oder aufgebracht werden kann, also ein Überlastfall vorliegt, sorgt das Übertragungselement in der Regel für eine mechanische Trennung zwischen dem Getriebe und dem Stellglied. D. h., die Auslegung ist meistens so getroffen, dass das Übertragungselement in Abhängigkeit vom angreifenden Drehmoment (am Stellglied bzw. der Last am Stellglied) das Stellglied mit dem Getriebe koppelt oder entkoppelt. Die Entkopplung wird im Überlastfall beobachtet und stellt sicher, dass bei beispielsweise blockiertem Stellglied der Elektromotor mit dem daran angeschlossenen Getriebe nicht beschädigt wird. Denn durch die im Überlastfall vorgenommene Entkopplung seitens des Übertragungselementes kann bei beispielsweise blockiertem Stellglied der Elektromotor mit dem daran angeschlossenen Getriebe in einem solchen Fall „nachlaufen“ und lässt sich im Anschluss hieran beispielsweise sensorisch abschalten.
Dadurch werden von vornherein und prinzipbedingt insbesondere mechanische Beschädigungen des Elektromotors respektive des angeschlossenen Getriebes im Beispielfall für den Fall vermieden, dass das Stellglied blockiert wird und ohne zwischengeschaltetes erfindungsgemäßes Übertragungselement der Elektromotor und das Getriebe „auf Block“ fahren würden. Als Folge hiervon ist die Funktionsfähigkeit der erfindungsgemäßen Aufstellvorrichtung dauerhaft gesichert und werden Beschädigungen insbesondere im Überlastfall zuverlässig vermieden. Hierin sind die wesentlichen Vorteile zu sehen.
Es sollte betont werden, dass die Fähigkeit des Übertragungselementes zur lastabhängigen Drehmomentübertragung ausdrücklich nicht darauf beschränkt ist, das Stellglied mit dem Getriebe zu koppeln oder von diesem zu entkoppeln. Denn grundsätzlich kann die lastabhängige Drehmomentübertragung mithilfe des Übertragungselementes auch so gestaltet sein oder gestaltet werden, dass beispielsweise vor der Entkopplung des Getriebes vom Stellglied das jeweils übertragene Drehmoment reduziert wird. Das kann vergleichbar dem „Durchrutschen“ einer Kupplung umgesetzt werden. Hiermit einhergehend kann auch die den Elektromotor ansteuernde elektrische Leistung entsprechend reduziert werden. D. h., neben einer reinen „schwarz/weiß“ Kopplung zwischen Getriebe und Stellglied durch das Übertragungselement im Sinne von gekoppelt oder entkoppelt sind jegliche denkbaren „Grautöne“ denkbar, also Zwischenstellungen zwischen einer Kopplung und Entkopplung.
Diese lassen sich so realisieren, dass beispielsweise das Übertragungselement je nach Lastbeaufschlagung des Stellgliedes die Drehmomentübertragung nur noch teilweise vornimmt. Gleichzeitig oder vorgeschaltet kann auch die zur Beaufschlagung des Elektromotors erforderliche elektrische Antriebsleistung reduziert werden. Auch Kombinationen sind denkbar.
Daneben ist es mithilfe des Übertragungselementes grundsätzlich auch denkbar, die lastabhängige Drehmomentübertragung im Sinne einer Drehmomenterhöhung zu realisieren. In diesem Fall mag das Übertragungselement ergänzend zu beispielsweise einer elastischen Kupplung zwischen dem Getriebe und dem Stellglied eine Art Bypass-Getriebe aufweisen. Mithilfe dieses Bypass-Getriebes kann die elastische Kupplung gleichsam überbrückt werden, indem über das Bypass-Getriebe mit einem erhöhten Drehmoment auf das Stellglied gearbeitet wird.
Eine solche Vorgehensweise empfiehlt sich insbesondere für den Fall, dass das Stellglied dadurch blockiert wird, dass der hiervon beaufschlagbare Türflügel durch einen Eispanzer mit der ihn umgebenden Kraftfahrzeug-Karosserie verbunden ist. Um nun diesen Eispanzer zu durchbrechen, muss die elastische Kupplung im Beispielfall gleichsam überbrückt werden und stellt das Bypass-Getriebe die erforderliche Drehmomenterhöhung zur Verfügung, mit deren Hilfe das Stellglied im Beispielfall beaufschlagt wird, um den fraglichen Eispanzer zu durchbrechen. Das wird mit Bezug zum Ausführungsbeispiel noch näher erläutert werden. Jedenfalls bestehen vielfältige Möglichkeiten, das Übertragungselement zur lastabhängigen Drehmomentübertragung im Detail auszugestalten. Dabei sind auch mehrteilige Lösungen - wie beschrieben - mit einer elastischen Kupplung und dem Bypass-Getriebe denkbar. Hierin sind die wesentlichen Vorteile zu sehen.
In einer technisch vorteilhaften Ausführungsform der Aufstellvorrichtung ist das Übertragungselement im unbelasteten Zustand des Stellglieds mit einem Drehmoment beaufschlagt. Dadurch findet die Übertragung des Drehmomentes ohne Auslenkung des Übertragungselementes statt, solange das Vorspannmoment nicht überschritten wird. Die Fahrzeugtür kann mit definiertem Hub bewegt werden und das System aus Übertragungselement, Stellglied und Fahrzeugtür wird nicht in Schwingung versetzt.
In einer weiteren technisch vorteilhaften Ausführungsform der Aufstellvorrichtung ist ein Anschlag vorgesehen ist, wobei der Anschlag derart eingerichtet ist, bei einer Beaufschlagung des Übertragungselementes das Drehmoment vom Getriebe auf das Stellglied zu übertragen. Wird das Vorspannmoment des Übertragungselementes überschritten, so wird das Übertragungselement ausgelenkt bis der Anschlag eine weitere Auslenkung verhindert. In diesem Fall wird das Drehmoment über den Anschlag vom Antrieb auf das Stellglied übertragen. Somit wird das Übertragungselement vor übermäßiger Auslenkung geschützt und das Getriebe kann trotzdem das maximal mögliche Drehmoment an das Stellglied übertragen.
Es hat sich bewährt, wenn das Übertragungselement zwischen einem Antriebsrad bzw. Antriebszahnrad des Getriebes und einem Abtriebsrad bzw. Abtriebszahnrad für das Stellglied angeordnet ist. Meistens stellt das Antriebsrad bzw. Antriebszahnrad des Getriebes einen ohnehin notwendigen Bestandteil des Getriebes dar. Das Abtriebsrad bzw. Antriebszahnrad mag seinerseits in das Stellglied kämmend eingreifen. Eine solche Vorgehensweise empfiehlt sich besonders für den Fall, dass das Stellglied als Zahnstange ausgebildet ist oder eine solche Zahnstange beinhaltet.
Darüber hinaus hat es sich bewährt, wenn das Übertragungselement, das Antriebsrad und das Abtriebsrad achsgleich zueinander angeordnet sind. Denn dadurch lässt sich die erfindungsgemäße Aufstellvorrichtung besonders kompakt realisieren. Eine solche kompakte Ausführungsform ist vor dem Hintergrund beengter Einbauverhältnisse bedeutend.
Tatsächlich lässt sich die Aufstellvorrichtung beispielsweise separat von einem Kraftfahrzeug-Schloss im Innern des Türflügels platzieren und auslegen. Es ist aber auch möglich, die Aufstellvorrichtung in das besagte Kraftfahrzeug-Schloss zu integrieren. Jedenfalls sind die Einbauverhältnisse im Innern des Türflügels beengt, sodass einer kompakten Ausführungsform eine besondere Bedeutung zukommt.
In die gleiche Richtung zielen Erfindungsmaßnahmen, wonach das Übertragungselement zumindest teilweise in ein Gehäuse des Antriebsrades eingehaust ist. In diesem Fall weist das Abtriebsrad bzw. Antriebszahnrad also nicht nur eine Scheibe mit beispielsweise einer umfangseitigen Verzahnung auf, sondern ist an die betreffende Scheibe zusätzlich noch ein zylindrisches, meistens stirnseitig offenes Gehäuse angeschlossen. Dieses Gehäuse dient erfindungsgemäß ganz oder teilweise zur Aufnahme des Übertragungselementes, welches folglich zumindest teilweise in das betreffende Gehäuse des Antriebsrades eingehaust ist.
Das Übertragungselement ist meistens sowohl an das Antriebsrad als auch das Abtriebsrad angeschlossen. Außerdem verfügt das Antriebsrad als Bestandteil des Getriebes typischerweise über eine Welle, die zusätzlich für die drehbare Lagerung des Abtriebsrades dient. Das unterstützt den gewünschten kompakten Aufbau.
Eine besonders einfach zu montierende und kostengünstige Lösung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragungselement als Feder ausgebildet ist. An dieser Stelle haben sich ganz unterschiedliche Ausgestaltungen dieser Feder als günstig erwiesen. Beispielsweise kann es sich bei der Feder um eine Spiralfeder, eine Schenkelfeder oder eine Schraubenfeder sowie Kombinationen handeln. Die Spiralfeder mag dabei selbst als spiralförmig gewundene Blattfeder ausgebildet sein. Dabei ist die betreffende Feder im Regelfall mit einem Ende an das Antriebsrad und mit dem anderen Ende an das Abtriebsrad angeschlossen.
Aufgrund der Auslegung des Übertragungselementes als elastische Feder können je nach der von der Feder zur Verfügung gestellten Federkonstante Kräfte bzw. Drehmomente vorgegeben werden, die vom Antriebsrad auf das Abtriebsrad übertragen werden, und zwar ohne dass sich die fragliche Feder signifikant verformt. Wird jedoch im Überlastfall das Stellglied beispielsweise blockiert oder fährt gegen einen Widerstand, so sorgt die zwischengeschaltete Feder als Übertragungselement dafür, dass sie elastisch verformt wird.
Der Verformungsweg oder ganz generell die Verformung der Feder und damit des Übertragungselementes kann mithilfe eines Sensors erfasst werden. Zugehörige Signale des Sensors lassen sich mithilfe einer Steuereinheit auswerten, die ihrerseits bei einer solchen Verformung den Überlastfall sensiert und als Folge hiervon den Elektromotor abschaltet oder seine Antriebsleistung entsprechend reduziert, wie dies zuvor bereits erläutert wurde. Jedenfalls kann auf diese Weise der Überlastfall erfasst werden und lassen sich entsprechende Gegenmaßnahmen ergreifen, um Beschädigungen des Elektromotors und/oder des Getriebes sowie des Stellgliedes zu vermeiden.
Alternativ zu der Feder als Übertragungselement kann das Übertragungselement aber auch als form- und/oder reibschlüssige Kupplung ausgebildet sein. Im Fall einer formschlüssigen Kupplung empfiehlt es sich, dass die fragliche Kupplung im Überlastfall schlicht und ergreifend „ausrückt“, also die mechanische Verbindung zwischen dem Antriebsrad als Bestandteil des Getriebes und dem Abtriebsrad zur Beaufschlagung des Stellgliedes unterbricht. Im Falle einer reibschlüssigen Kupplung lassen sich auch Funktionszustände abbilden, bei welchen der Überlastfall zunächst zum Durchrutschen der reibschlüssigen Kupplung führt, weil der Reibschluss unterbrochen ist. Dieses Durchrutschen der Kupplung kann wiederum mithilfe eines Sensors erfasst und als Signal in der bereits angesprochenen Steuereinheit verarbeitet werden. Die Steuereinheit sorgt beim Durchrutschen der Kupplung dafür, dass der Elektromotor abgeschaltet wird oder seine Antriebsleistung beispielsweise schrittweise bis auf Null reduziert wird.
In einer technisch vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Aufstellvorrichtung derart eingerichtet, bei einem Schließvorgang einer Kraftfahrzeug-Tür das Übertragungselement mittels des Stellglieds zu beaufschlagen. Hierdurch wird der Vorteil realisiert, dass bei einem Schließvorgang der Kraftfahrzeug-Tür Energie an das Übertragungselement übertragen werden kann. Dadurch kann u.a. die Akustik während oder beim Schließvorgang der Kraftfahrzeug-Tür verbessert werden.
Selbstverständlich sind auch Kombinationen der unterschiedlich ausgebildeten Übertragungselemente, d. h. beispielsweise einer Feder und der reibschlüssigen Kupplung, denkbar. In jedem Fall wird die Funktionssicherheit der erfindungsgemäßen Aufstellvorrichtung gesteigert und lassen sich Beschädigungen praktisch ausschließen.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert; es zeigen:

1 die erfindungsgemäße Aufstellvorrichtung in einer ersten Ausführungsvariante,
2 eine Detailansicht des Gegenstandes nach der 1,
3 eine andere zweite Ausführungsform der Erfindung in unterschiedlichen Ansichten,
4 eine weitere dritte Variante und
5 ein ergänzendes viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung.

In den Figuren ist eine Aufstellvorrichtung für eine lediglich in der 2 angedeutete Kraftfahrzeug-Tür 1 dargestellt. Von der fraglichen Kraftfahrzeug-Tür 1 ist in der betreffenden 2 ein Türflügel 1 ausschnittsweise wiedergegeben. Mithilfe der erfindungsgemäßen Aufstellvorrichtung lässt sich der Türflügel 1 bis zu einem gewissen Grad aufschwenken. Hierdurch entsteht ein Spalt zwischen dem Türflügel 1 und einer zugehörigen und ebenfalls nur angedeuteten Kraftfahrzeug-Karosserie 2, wobei durch den Spalt hindurch der Türflügel 1 von einem Bediener oder Benutzer aufgeschwenkt werden kann. Dadurch kann der Türflügel 1 grifflos ausgebildet werden und beispielsweise den Bestandteil einer grifflosen Kraftfahrzeug-Seitentür darstellen.
Um die beschriebene Aufstellbewegung und die Öffnung bis zum Spalt zu erreichen, verfügt die dargestellte Aufstellvorrichtung über einen elektromotorischen Antrieb 3, 4, 5, 6, 7. Außerdem ist ein Stellglied 8 zur Beaufschlagung des Türflügels 1 realisiert. Der elektromotorische Antrieb 3 bis 7 weist zumindest einen Elektromotor 3 und ein daran angeschlossenes Getriebe 4, 5 auf. Das Getriebe 4, 5 arbeitet mittelbar auf das Stellglied 8, nämlich nach dem Ausführungsbeispiel und erfindungsgemäß unter Zwischenschaltung eines Übertragungselementes 6 auf ein Abtriebszahnrad 7 für das Stellglied 8.
Anhand des Ausführungsbeispiels erkennt man, dass das Stellglied 8 als Zahnstange ausgebildet ist respektive eine solche Zahnstange beinhaltet. Das Abtriebszahnrad 7 kämmt mit einer Verzahnung der Zahnstange 8 bzw. der Stellgliedes 8, um in der 1 und 2 angedeutete lineare Stellbewegungen des Stellgliedes 8 entlang des dort angedeuteten Doppelpfeiles zu erzeugen. Die Stellbewegungen des Stellgliedes 8 führen dazu, dass der Türflügel 1 wunschgemäß aufgestellt wird.
Wie bereits erläutert, ist das Getriebe 4, 5 unter Zwischenschaltung des Übertragungselementes 6 mit dem Stellglied 8 gekoppelt. Dazu ist nach dem Ausführungsbeispiel zusätzlich das Abtriebsrad bzw. Abtriebszahnrad 7 realisiert, welches kämmend in die Zahnstange bzw. das Stellglied 8 eingreift und die erforderliche Linearbewegung erzeugt. Nach dem Ausführungsbeispiel ist das Übertragungselement 6 zwischen einem Antriebszahnrad 5 und dem genannten Abtriebszahnrad 7 für das Stellglied 8 angeordnet. Das Antriebszahnrad 5 stellt dabei einen Bestandteil des Getriebes 4, 5 dar. Konkret ist die Auslegung so getroffen, dass der Elektromotor 3 mit seiner ausgangsseitigen Abtriebswelle und einem dort beispielsweise vorgesehenen Schneckenrad in ein eingangsseitiges Zahnrad 4 des Getriebes 4, 5 eingreift. Das eingangsseitige Zahnrad 4 des Getriebes 4, 5 kämmt seinerseits mit dem Antriebsrad bzw. Antriebszahnrad 5, mit dessen Hilfe letztendlich das Stellglied 8 unter Zwischenschaltung des Übertragungselementes 6 sowie des Abtriebszahnrades 7 beaufschlagt wird.
Im Rahmen des Ausführungsbeispiels und erfindungsgemäß ist das Übertragungselement 6 zur lastabhängigen Drehmomentübertragung vom Getriebe 4, 5 auf das Stellglied 8 in der Lage und ausgelegt. Das bedeutet, dass in Abhängigkeit von der am Stellglied 8 angreifenden Last das mithilfe des Übertragungselementes 6 vom Getriebe 4, 5 auf das Stellglied 8 übertragene Drehmoment geändert wird bzw. geändert werden kann, und zwar lastabhängig. Das bedeutet konkret und beispielsweise im Rahmen des Ausführungsbeispiels nach der 4 dass das Übertragungselement 6 in diesem Fall als formschlüssige Kupplung ausgebildet ist. Wenn im Beispielfall das Stellglied 8 blockiert ist und ein Überlastfall auftritt, sorgt das Übertragungselement 6 bzw. die formschlüssige Kupplung im Rahmen des Ausführungsbeispiels nach der 4 dafür, dass eine mechanische Verbindung zwischen dem Antriebszahnrad 5 und dem Abtriebszahnrad 7 unterbrochen wird. Das Übertragungselement 6 entkoppelt also das Getriebe 4, 5 vom Stellglied 8, und zwar in Abhängigkeit vom angreifenden Drehmoment am Stellglied 8 bzw. in Abhängigkeit von der am Stellglied 8 angreifenden Last. Dadurch werden etwaige Beschädigungen des Elektromotors 3 ebenso wie des Getriebes 4, 5 vermieden.
Generell ist es aber auch möglich, dass das Übertragungselement 6 im Zuge der lastabhängigen Drehmomentübertragung im Überlastfall zunächst das vom Getriebe 4, 5 auf das Stellglied 8 übertragene Drehmoment reduziert. Hiermit geht beispielsweise bei dem Ausführungsbeispiel nach der 5 und der dort realisierten reibschlüssigen Kupplung als Übertragungselement 6 ein „Durchrutschen“ des Übertragungselementes 6 respektive der in diesem Fall realisierten reibschlüssigen Kupplung einher. In den sämtlichen bisher und nachfolgend noch beschriebenen Fällen kann mithilfe eines das „Durchrutschen“ des Übertragungselementes 6 erfassenden Sensors 9 der Überlastfall erfasst werden. Dazu ist der genannte Sensor 9 beispielsweise an eine Steuereinheit 10 angeschlossen, wie dies die 2 andeutet. Sobald die Steuereinheit 10 den Überlastfall mit Hilfe des Sensors 9 ermittelt, sorgt die Steuereinheit 10 dafür, dass der Elektromotor 3 im Regelfall ausgeschaltet wird. Es ist aber auch möglich, dass die elektrische Antriebsleistung für den Elektromotor 3 bis auf Null reduziert wird, um für ein sanftes Abbremsen des elektromotorischen Antriebes 3 bis 7 insgesamt zu sorgen.
In der 3 ist eine weitere Variante des Übertragungselementes 6 wiedergegeben, die nach dem Ausführungsbeispiel als Schenkelfeder ausgelegt ist. Die weitere Variante nach den 1 und 2 arbeitet mit einer Spiralfeder als Übertragungselement 6. Tatsächlich handelt es sich um eine spiralförmig gewickelte Blattfeder.
Anhand der Ausführungsbeispiele erkennt man, dass das Übertragungselement 6 nicht nur zwischen dem Antriebsrad 5 des Getriebes 4, 5 und dem Abtriebsrad 7 für das Stellglied 8 angeordnet ist. Sondern das Übertragungselement 6, dass Antriebsrad 5 und das Abtriebsrad 7 sind achsgleich zueinander gelagert. Das gilt für sämtliche Ausführungsvarianten.
Bei der Aufstellvorrichtung nach den sämtlichen Beispielen ist darüber hinaus die Auslegung so getroffen, dass das Übertragungselement 6 zumindest teilweise in ein Gehäuse 5a des Antriebsrades 5 eingehaust ist. Tatsächlich ist in diesem Fall das Antriebsrad bzw. Antriebszahnrad 5 scheibenartig mit einer außenumfangsseitigen Verzahnung ausgerüstet. Außerdem erstreckt sich von der Scheibe ausgehend das zylindrische Gehäuse 5a, welches stirnseitig offen ausgebildet ist. Im Inneren des Gehäuses 5a des Antriebsrades 5 kann nun das Übertragungselement 6 zumindest teilweise angeordnet werden, wie man bei der in diesem Fall realisierten Spiralfeder nach den 1 und 2 ebenso wie bei der formschlüssigen Kupplung gemäß der 4 und auch der reibschlüssigen Kupplung im Rahmen der Ausführungsvariante nach der 5 nachvollziehen kann. Lediglich das Ausführungsbeispiel der 3 kommt an dieser Stelle ohne das fragliche Gehäuse 5a grundsätzlich aus, welches allerdings auch in diesem Fall realisiert werden kann, wie dies die 3 gestrichelt andeutet.
Das Übertragungselement 6 ist jeweils an das Antriebsrad bzw. Antriebszahnrad 5 und das Abtriebsrad bzw. Abtriebszahnrad 7 angeschlossen. Außerdem verfügt das Antriebsrad 5 über eine das Abtriebsrad 7 tragende Welle 5b, wie man insbesondere anhand der Darstellung in der 3 nachvollziehen kann. Die Welle 5b mag dabei an das Antriebsrad 5 angeschlossen bzw. drehfest mit diesem gekoppelt sein. Demgegenüber ist das Abtriebsrad 7 auf der betreffenden Welle 5b drehbar gelagert.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach den 1 und 2 ist zusätzlich noch ein Bypass-Getriebe 11, 12 realisiert. Dieses Bypass-Getriebe 11, 12 kann einen Bestandteil des Übertragungselementes 6 darstellen, sodass das Übertragungselement 6 nicht nur die einzelnen verschiedenen Federn im Beispielfall umfasst, sondern auch das Bypass-Getriebe 11, 12.
Die Funktionsweise ist wie folgt. Betrachtet man beispielsweise die Detailansicht nach der 2, so führt im Normalbetrieb eine hier angedeutete Gegenuhrzeigersinnbewegung des Antriebsrades 5 dazu, dass über das Übertragungselement 6 in Gestalt der Spiralfeder das Abtriebsrad 7 „mitgenommen“ wird. Da das Abtriebsrad 7 folglich ebenfalls Gegenuhrzeigersinn um die gemeinsame Welle bzw. Achse 5b rotiert, sorgt das kämmend in die Zahnstange bzw. das Stellglied 8 eingreifende Abtriebsrad 7 dafür, dass sich das Stellglied 8 im Beispielfall nach der 2 „nach rechts“ bewegt. Dadurch wird der Türflügel 1 aufgestellt.
Kommt es nun beispielsweise durch Eis oder anderweitig zu einer Blockade des Türflügels 1, so korrespondiert hierzu der Überlastfall. Der Elektromotor 3 sorgt in diesem Fall unverändert dafür, dass über das nachgeschaltete Getriebe 4, 5 das Antriebsrad 5 unverändert im Gegenuhrzeigersinn beaufschlagt wird. Da jetzt allerdings das Stellglied 8 und damit auch das Abtriebsrad 7 blockiert sind, wird bei diesem Vorgang das Übertragungselement 6 respektive die an dieser Stelle im Beispielfall realisierte Spiralfeder komprimiert. Das hat zur Folge, dass ein am Antriebsrad 5 vorgesehener Anschlag 11 als Bestandteil des Bypass-Getriebes 11, 12 in Richtung auf einen Gegenanschlag 12 am Abtriebsrad 7 zubewegt wird. Gleichzeitig erfasst der in diesem Fall dargestellte Sensor 9 den Überlastfall, weil hierfür der Anschlag 11 sorgt, welcher an dem Sensor 9 vorbei bewegt wird und diesen beaufschlagt.
In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das Übertragungselement 6 im unbelasteten Zustand des Stellglieds 8 mit einem Drehmoment beaufschlagt.
In 2 ist neben dem Anschlag 11 noch ein Anschlag 13 vorgesehen. Der Anschlag 13 ist dabei derart eingerichtet, bei einer Beaufschlagung des Übertragungselementes 6 das Drehmoment vom Getriebe 4, 5 auf das Stellglied 8 zu übertragen.
Sobald der Überlastfall registriert ist, kann bei einem mechanischen Kontakt des Anschlages 11 am Gegenanschlag 12 der Elektromotor 3 im Beispielfall mit einem erhöhten Drehmoment das Abtriebsrad 7 beaufschlagen und beispielsweise eine den Türflügel 1 blockierende Eisschicht durchbrechen. Anschließend wird der Elektromotor 3 mithilfe der Steuereinheit 10 abgeschaltet. In diesem Fall überbrückt folglich das Bypass-Getriebe 11, 12 das elastische Übertragungselement 6.
Im Regelfall und im Rahmen der übrigen Ausführungsbeispiele führt jedoch eine elastische Verformung der Schenkelfeder im Rahmen der Variante nach der 3 in Verbindung mit dem den Überlastfall detektierenden Sensor 9 dazu, dass der Elektromotor 3 abgeschaltet wird. Bei der Variante nach der 4 mit der dort vorgesehenen formschlüssigen Kupplung als Übertragungselement 6 werden das Antriebsrad 5 und das Abtriebsrad 7 im Überlastfall durch die formschlüssige Kupplung bzw. das Übertragungselement 6 voneinander getrennt oder entkoppelt. Gleichzeitig sorgt der den Überlastfall feststellende Sensor 9 in Verbindung mit der Steuereinheit 10 wiederum dafür, dass der Elektromotor 3 abgeschaltet wird oder schrittweise bis zum Abschalten in seiner Antriebsleistung eine Reduktion erfährt. Vergleichbares gilt für die reibschlüssig Kupplung als Übertragungselement 6 bei der Variante nach der 5.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Aufstellvorrichtung derart eingerichtet, bei einem Schließvorgang einer Kraftfahrzeug-Tür 1 das Übertragungselement 6 mittels des Stellglieds 8 zu beaufschlagen. Hierdurch wird der Vorteil realisiert, dass bei einem Schließvorgang der Kraftfahrzeug-Tür 1 Energie an das Übertragungselement 6 übertragen werden kann. Dadurch kann u.a. die Akustik während des Schließvorgangs oder bei einem Zuschlagen der Kraftfahrzeug-Tür 1 verbessert werden. Ist zum Beispiel das Stellglied 8 ausgefahren, kann bei einem Schließvorgang die Kraftfahrzeug-Tür 1 gegen das Stellglied 8 fahren. Mittels des Stellglieds 8 wird hierdurch das Übertragungselement 8 beaufschlagt, wodurch Energie an das Übertragungselement 8 abgegeben wird. Ist das Übertragungselement 8 beispielsweise eine Spiralfeder, wie in den 1 bis 3 gezeigt, nimmt die Spiralfeder die Energie auf, da sie nun zusammengedrückt wird. Hierdurch wird die Akustik während des Schließvorgangs der Kraftfahrzeug-Tür 1 insbesondere bei einem Zuschlagen der Kraftfahrzeug-Tür 1 gedämpft. Die Kraftfahrzeug-Tür 1 wird „weich“ gefangen. In einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung kann die Steuereinheit 10 die Aufstellvorrichtung insbesondere das Ausfahren des Stellglieds 8 einstellen und überwachen. Hierdurch kann die Aufstellvorrichtung an verschiedenste Gegebenheiten und Akustikprofile angepasst werden kann.
Bezugszeichenliste

1: Kraftfahrzeug-Tür
1: Türflügel
2: Kraftfahrzeug-Karosserie
3, 4, 5, 6, 7: Antrieb
3: Elektromotor
4: Zahnrad
4, 5: Getriebe
5: Antriebszahnrad
5a: Gehäuse
b: Welle, Achse
6: Übertragungselement
7: Abtriebszahnrad
8: Stellglied
8: Zahnstange
9: Sensor
10: Steuereinheit
11, 12: Bypass-Getriebe
11: Anschlag
12: Gegenanaschlag
13: Anschlag

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10 2015 103 826 A1 [0002]
FR 2 814 771 A1 [0004]
CN 215565284 U [0005]

Claims

Aufstellvorrichtung für eine Kraftfahrzeug-Tür, insbesondere eine grifflose Kraftfahrzeug-Seitentür, mit einem elektromotorischen Antrieb (3, 4, 5, 6,7), und mit einem zugehörigen Stellglied (8) zur Beaufschlagung eines Türflügels (1), wobei der elektromotorische Antrieb (3 bis 7) zumindest einen Elektromotor (3) und ein daran angeschlossenes Getriebe (4, 5) aufweist, welches mittelbar auf das Stellglied (8) arbeitet, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (4, 5) unter Zwischenschaltung eines Übertragungselementes (6) zur lastabhängigen Drehmomentübertragung das Stellglied (8) beaufschlagt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragungselement (6) im unbelasteten Zustand des Stellglieds (8) mit einem Drehmoment beaufschlagt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Anschlag (13) vorgesehen ist, wobei der Anschlag (13) derart eingerichtet ist, bei einer Beaufschlagung des Übertragungselementes (6) das Drehmoment vom Getriebe (4, 5) auf das Stellglied (8) zu übertragen.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragungselement (6) in Abhängigkeit vom angreifenden Drehmoment das Stellglied (8) mit dem Getriebe (4, 5) koppelt oder von diesem entkoppelt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragungselement (6) zwischen einem Antriebsrad (5) des Getriebes (4, 5) und einem Abtriebsrad (7) für das Stellglied (8) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragungselement (6), das Antriebsrad (5) und das Abtriebsrad (7) achsgleich zueinander angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragungselement (6) zumindest teilweise in ein Gehäuse (5a) des Antriebsrades (5) eingehaust ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragungselement (6) an das Antriebsrad (5) und das Abtriebsrad (7) angeschlossen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsrad (5) eine das Abtriebsrad (7) lagernde Welle (5b) aufweist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragungselement (6) als Feder ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Feder um eine Spiralfeder, eine Schenkelfeder oder eine Schraubenfeder sowie Kombinationen handelt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragungselement (6) als form- oder reibschlüssige Kupplung ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufstellvorrichtung derart eingerichtet ist, bei einem Schließvorgang des Türflügels (1), insbesondere einer grifflose Kraftfahrzeug-Seitentür, das Übertragungselement (6) mittels des Stellglieds (8) zu beaufschlagen.