DE60217894T2

DE60217894T2 - Antrieb und steuerung zum schliessen einer motorgetriebenen klappe

Info

Publication number: DE60217894T2
Application number: DE60217894T
Authority: DE
Inventors: Clarke G. Troy OBERHEIDE
Original assignee: Magna Closures Inc
Current assignee: Magna Closures Inc
Priority date: 2001-11-06
Filing date: 2002-11-06
Publication date: 2007-11-15
Anticipated expiration: 2022-11-07
Also published as: CA2464754C; CA2464754A1; WO2003040503A1; JP2005508467A; EP1442190A1; JP4516750B2; US7059653B2; US20040244292A1; WO2003040503A8; EP1442190B1; DE60217894D1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Diese Erfindung betrifft einen Antrieb und eine Steuerung für eine motorgetriebene Heckklappe.
Hintergrund der Erfindung
Es ist bekannt, den Kofferraum oder die Heckklappe eines Fahrzeugs mit einer automatischen Entriegelung zu versehen. Die Heckklappe wird über eine Ansteuerung der motorgetriebenen Entriegelung entriegelt. In den Gelenken befindliche Federn sorgen dafür, dass sich die Heckklappe vollständig öffnet.
Es sind Systeme vorgeschlagen worden, die einen Mechanismus bereitstellen, bei welchem die Heckklappe automatisch bis auf eine zweite geschlossene Position geschlossen wird, woraufhin ein Riegel die Heckklappe automatisch in die erste geschlossene und definierte Position bringt. Derartige Systeme sind beispielsweise in den US-Patenten Nr. 4,739,585 und 4,823,059 offenbart.
Das US-Patent Nr. 4,823,059 offenbart ein kabelgebundenes System, bei dem ein Kabel um eine Trommel gewickelt und mit dem entfernten Ende mit dem Gelenk der Heckklappe verbunden ist. Ein Antrieb treibt die Trommel derart an, dass sie das Kabel aufwickelt und die Heckklappe zum Einrasten mit dem Riegel schließt. Der Motorstrom wird überwacht, um den Zeitpunkt zu bestimmen, an welchem die Heckklappe den zweiten und den ersten Schließzustand erreicht. Ferner können über den Motorstrom Hindernisse auf dem Weg der sich schließenden Heckklappe erfasst werden.
Die herkömmlichen Systeme sehen eine direkte Antriebsverbindung zwischen dem Antrieb und der Heckklappe vor. Folglich muss der Bediener dann, wenn die Heckklappe manuell geschlossen wird, gegen den Motor arbeiten, was die Handhabung für ihn erschwert.
Es besteht folglich der Bedarf an einem einfachen Mechanismus, der eine manuelle Bewegung der Heckklappe zwischen dem offenen und dem geschlossenen Zustand ermöglicht, ohne gegen den Motor arbeiten zu müssen.
Die US 6,185,868 B offenbart eine Antriebseinheit zum Bewegen einer Fahrzeugverschlussklappe zwischen einem offenen und einem geschlossenen Zustand nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Nachteile im Stand der Technik können überwunden werden, indem ein einfachen Mechanismus zum Schließen einer Fahrzeugverschlussklappe bereitgestellt wird.
Gemäß Anspruch 1 der Erfindung wird eine Antriebseinheit bereitgestellt, die eine Fahrzeugverschlussklappe zwischen einem offenen und einem geschlossenen Zustand bewegt. Die Antriebseinheit weist ein Gehäuse und einen an dem Gehäuse befestigten Motor auf. Eine Trommel-Zahnrad-Einheit ist drehbar an dem Gehäuse befestigt. Die Trommel-Zahnrad-Einheit weist eine Trommel mit einer Wendelnut und ein Zahnrad in Antriebseingriff mit dem Motor auf. Die Trommel und das Zahnrad weisen ferner eine zwischen beiden definierte Totgangverbindung auf, um eine manuelle Bewegung der Trommel relativ zu dem Zahnrad in der Wickelrichtung zu ermöglichen. Ein Seil ist mit dem einen Enden fest an der Verschlussklappe und mit dem gegenüberliegenden Ende fest an der Trommel befestigt, so dass das Seil während der Bewegung der Trommel in der Wickelrichtung zum Bewegen der Verschlussklappe zwischen dem offenen und dem geschlossenen Zustand um die Wendelnut gewickelt wird.
Beschreibung der Zeichnung
In der Zeichnung, welche die bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht, zeigt:
1 eine Perspektivansicht des Antriebs der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 eine Explosivdarstellung der in der 1 gezeigten Ausführungsform;
3 eine Seitenansicht der in der 1 gezeigten Ausführungsform;
4 eine Perspektivansicht der in der 1 gezeigten Ausführungsform, bei welcher die Seitenwände ausgelassen sind;
5 eine Perspektivansicht der in der 3 gezeigten Ausführungsform aus einer anderen Perspektive;
6 eine schematische Ansicht der Trommel-Zahnrad-Einheit der in der 1 gezeigten Ausführungsform; und
7 eine schematische Ansicht der Federverbindung zwischen der Trommel und dem Zahnrad der 5.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
Ein Antrieb 10 der vorliegenden Erfindung ist gewöhnlich, wie in 1 gezeigt, innerhalb eines Kofferraums eines Fahrzeugs befestigt. Ein Seil 12 ist mit einem Ende an dem Antrieb 10 und mit einem anderen Ende an einem Schwanenhalsgelenk 14 befestigt. Das Gelenk 14 verbindet eine Heckklappe mit dem Fahrzeug derart, dass sich die Heckklappe öffnen und schließen lässt. Drehstäbe 16, 18 übertragen eine Spannung auf die Heckklappe, die dafür sorgt, dass sich die Heckklappe nach einer Entriegelung eines Riegel in den geöffneten Zustand bewegt.
Der Antrieb weist gewöhnlich, wie in den 2 bis 5 gezeigt, ein Gehäuse mit einer Basisplatte 20 und gegenüberliegenden Seitenplatten 22, 24, Distanzstücke 26, einen Motor 28, eine Trommel-Zahnrad-Einheit 30, ein Abtriebszahnrad 32 und ein Antriebszahnrad 34 auf. Die Seitenplatten 22, 24 werden mit einer Mehrzahl von Schrauben 25 auf der Basisplatte 20 befestigt. Die Abstandsstücke 26 dienen dazu, die Seitenplatten beabstandet und gewöhnlich parallel zueinander zu halten. Der Motor 28 ist über eine in der Seitenplatte 22 gebildete Öffnung 36 an der Seitenplatte 22 befestigt. Die Trommel-Zahnrad-Einheit 30 und das Zahnrad 32 sind gemeinsam auf einer Achse 31 befestigt. Das Antriebszahnrad 34 ist drehbar an den Seitenplatten 22, 24 befestigt. Ein Antriebsritzel 34' ist gleichachsig an dem Antriebszahnrad 34 befestigt und derart angeordnet, dass es in Antriebseingriff mit einem Zahnradabschnitt 40 der Trommel-Zahnrad-Einheit 30 steht. Genauer gesagt, ein erster Riemen 35 ist um ein erstes Ritzel 28' auf einer Abtriebswelle des Motors 28 und um das Abtriebszahnrad 32 gespannt. Ein zweiter Riemen 37 ist um das Antriebszahnrad 34 und um ein zweiten Ritzel 33, das gleichachsig an dem Abtriebszahnrad 32 befestigt ist, gespannt. Auf diese Weise wird eine Antriebskraftvervielfachungsverbindung zwischen dem Motor 28 und der Trommel-Zahnrad-Einheit 30 vorgesehen. Alternativ können dann, wenn das Geräusch der Zähne nicht unerwünscht ist, Zahnräder zur Kraftvervielfachung verwendet werden.
Nachstehend wird die Trommel-Zahnrad-Einheit 30 unter Bezugnahme auf die 6 und 7 beschrieben. Die Trommel-Zahnrad-Einheit 30 weist eine Trommel 38 und ein Zahnrad 40 auf. Eine in der 7 gezeigte Schnecke oder Wickelfeder 42 erstreckt sich zwischen der Trommel 38 und dem Zahnrad 40, um die Trommel 38 gegenüber der Kabelverbindung zu dem Türgelenk 14 vorzuspannen. Das Zahnrad 40 weist eine Nase 44 auf, die sich axial erstreckt, um eine Nase 46 an der Trommel 38 zu erfassen. Die Nase 46 ist an dem Ende einer Wendelnut bzw. Rampe 48 befestigt. Die Anordnung der Trommel-Zahnrad-Einheit 30 sieht eine Totgangverbindung zwischen der Trommel 38 und dem Zahnrad 40 vor, die es der Trommel ermöglicht, sich in einer Richtung und entsprechend der Heckklappenposition relativ zu dem Zahnrad 40 zu bewegen. Die Feder 42 treibt die Trommel 38 an, sich in entgegengesetzter Richtung zu drehen und hält eine Nennspannung in einem Bereich zwischen ungefähr 20 und 40 N auf dem Seil 12.
Die Trommel 38 ist derart gewählt, dass sie eine Größe aufweist, die auf weniger als eine Umdrehung beschränkt ist, d.h. eine Umdrehung der Trommel sieht eine volle Bewegung zum Schließen der Heckklappe von dem vollständig geöffneten Zustand zu dem geschlossenen Zustand vor. Vorzugsweise dreht sich die Trommel zwischen 270° und 360°, möglichst ca. 340°, und weist einen Radius von 25 mm auf, um dadurch eine Kraft von ca. 500 N auf einem Weg von 175 mm bereitzustellen.
In Betrieb ermöglicht der Antrieb 10 der vorliegenden Erfindung sowohl eine manuelle als auch eine motorgetriebene Bedienung. In dem vollständig geöffneten Zustand grenzen die Nasen 44, 46 gewöhnlich in einer Startposition für einen sofortigen Eingriff aneinander. Wenn ein Bediener die Heckklappe manuell schließt, treibt die Wickelfeder 42 die Trommel 38 an, sich in Wickelrichtung zu drehen, um ein resultierendes Durchhängen des Seils 12 zu verhindern, während das Zahnrad 40 ortsfest verbleibt, so dass die Nasen 44, 46 bis zu einer Umdrehung getrennt werden. Auf ein Öffnen der Heckklappe hin weist das Kabel eine Zugspannung auf und veranlasst die Trommel 38, sich in entgegengesetzter Abwickelrichtung zu drehen. Wenn der Bediener den Motor 28 entweder ferngesteuert oder durch Drücken eines Aktivierungsschalters aktiviert, bewirkt der Motor 28, dass sich das Zahnrad 40 dreht, und dass sich die Trommel 38 durch den Eingriff der Nasen 44, 46 in der Wickelrichtung dreht. Wenn die Heckklappe verriegelt ist, wird der Motor 28 um eine Umdrehung gedreht, so dass das Zahnrad 40 und die Trommel 38 auf die Startposition zurückgesetzt werden. An dem Antrieb 10 kann ein einfacher Stopp- oder Begrenzungsschalter vorgesehen werden, um den Rücklauf zu begrenzen.
Der Antrieb 10 kann in einem übergreifenden System zum Öffnen und Schließen einer Heckklappe eingegliedert werden. Dabei wird ein zentrales Steuergerät vorgesehen, um den Betrieb des Antriebs 10 sowie den Betrieb eines motorgetriebenen Riegels mit einer Verriegelungs- und Entriegelungsfunktion zu steuern. Der Bediener bewirkt, dass sich der motorgetriebene Riegel entriegelt und die Heckklappe unter dem Einfluss der Drehfedern 16, 18 öffnet. Anschließend aktiviert der Bediener die Schließfunktion, welche den Antrieb 10 betätigt, bis sich die Heckklappe in der zweiten Position mit dem Riegel in Eingriff befindet. Das Steuergerät deaktiviert den Antrieb 10 und aktiviert die Cinch-Funktion des Riegels, um den Riegel in den ersten geschlossenen Zustand zu bringen. Gleichzeitig setzt das Steuergerät den Antrieb 10 in die offene Position zurück.
Die vorliegende Erfindung ist durch die beigefügten Ansprüche definiert, wobei die vorstehende Beschreibung eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht. Fachleuten werden verschiedene Änderungen der beschriebenen Ausführungsform ersichtlich sein, die, obgleich sie hierin nicht explizit offenbart worden sind, nicht den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung verlassen, so wie er in dem beigefügten Ansprüchen dargelegt ist.

Claims

Antriebseinheit (10) zum Bewegen einer Fahrzeugverschlussklappe zwischen einem offenen und einem geschlossenen Zustand, wobei die Antriebseinheit (10) aufweist: ein Gehäuse (20, 22, 24), einen an dem Gehäuse (20, 22, 24) befestigten Motor (28), eine Trommel-Zahnrad-Einheit (30), die zur Bewegung in einer Wickelrichtung drehbar an dem Gehäuse (20, 22, 24) befestigt ist, wobei die Trommel-Zahnrad-Einheit (30) eine Trommel (38) mit einer Wendelnut und ein Zahnrad (40) in Antriebseingriff mit dem Motor (28) aufweist, und ein Seil (12), das nach seiner Anbringung mit dem einen Ende fest an der Verschlussklappe und mit dem gegenüberliegenden Ende fest an der Trommel (38) befestigt ist, so dass das Seil (12) während der Bewegung der Trommel (38) in der Wickelrichtung zum Bewegen der Verschlussklappe zwischen dem offenen und dem geschlossenen Zustand um die Wendelnut gewickelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Trommel (38) und das Zahnrad (40) eine zwischen ihnen definierte Totgangverbindung aufweisen, um eine manuelle Bewegung der Trommel (38) relativ zu dem Zahnrad (40) in der Wickelrichtung zu ermöglichen, und die Totgangverbindung zwischen dem Zahnrad (40) und der Trommel (38) eine erste Nase (44), die sich axial auf dem Zahnrad (40) erstreckt, und beabstandet eine erste und eine zweite Antriebsoberfläche aufweist, und eine zweite Nase (46) aufweist, die sich axial auf der Trommel (38) erstreckt, so dass sie die erste Nase (44) erfasst, um die Trommel (38) in der Wickelrichtung zu drehen, wenn der Motor (28) mit Strom versorgt wird, wobei sich die Trommel (38) frei zwischen der ersten und der zweiten Antriebsoberfläche der ersten Nase (44) drehen kann, wenn der Motor (28) nicht mit Strom versorgt wird.
Antriebseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Feder (42) aufweist, die sich zwischen der Trommel (38) und dem Zahnrad (40) erstreckt, um die Trommel (38) in der Wickelrichtung relativ zu dem Zahnrad (40) vorzuspannen.
Antriebseinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Trommel (38) in der Wickelrichtung relativ zu dem Zahnrad (40) dreht, um ein Durchhängen des Seils (12), das aus einer manuellen Bewegung der Verschlussklappe zwischen dem offenen und dem geschlossen Zustand resultiert, zu verhindern.
Antriebseinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Trommel (38) und das Zahnrad (40) auf eine Stromversorgung des Motors (28) hin zusammen in der Wickelrichtung drehen, um eine motorgetriebene Bewegung der Verschlussklappe in den geschlossenen Zustand zu bewirken.
Antriebseinheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Trommel (38) so dimensioniert ist, dass sie sich weniger als eine Umdrehung dreht, um die motorgetriebene Bewegung der Verschlussklappe von dem geöffneten in den geschlossenen Zustand zu bewirken.
Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor (28) in entgegengesetzter Richtung mit Strom versorgt wird, um einen Gegenlauf des Zahnrads (40) relativ zu der Trommel (38) zurück zu einer Startposition zu bewirken, an welcher die zweite Nase (46) der Trommel (38) gegen die erste Antriebsoberfläche der ersten Nase (44) auf dem Zahnrad (40) stößt.
Antriebseinheit nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass sie beabstandete Seitenplatten (22, 24) aufweist, um die Trommel-Zahnrad-Einheit (30) dazwischen drehbar zu lagern.
Antriebseinheit nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Achse (31) aufweist, um die Trommel-Zahnrad-Einheit (30) drehbar zwischen den Seitenplatten (22, 24) zu lagern.
Antriebseinheit nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenplatten (22, 24) eine Öffnung (36) aufweisen, um den Motor (28) darin zu befestigen.
Antriebseinheit nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Antriebskraftvervielfachungsverbindung aufweist, welche den Antriebseingriff zwischen dem Motor (28) und der Trommel-Zahnrad-Einheit (30) definiert, um die Umdrehungen des Zahnrads (40) relativ zu dem Motor (28) mit einer vorgewählten Übersetzung zu vervielfachen.
Antriebseinheit nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebskraftvervielfachungsverbindung ein erstes Ritzel (28') aufweist, das an einer Abtriebswelle des Motors (28) befestigt ist, um den Antriebseingriff zwischen dem Motor (28) und der Trommel-Zahnrad-Einheit (30) herbeizuführen.
Antriebseinheit nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebskraftverviel fachungsverbindung ein Antriebszahnrad (32) aufweist, das auf der Achse (31) befestigt ist, um den Antriebseingriff zwischen dem Motor (28) und der Trommel-Zahnrad-Einheit (30) herbeizuführen.
Antriebseinheit nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebskraftvervielfachungsverbindung ein zweites Ritzel (33) aufweist, das gleichachsig an dem Abtriebszahnrad (32) befestigt ist, um den Antriebseingriff zwischen dem Motor (28) und der Trommel-Zahnrad-Einheit (30) herbeizuführen.
Antriebseinheit nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebskraftvervielfachungsverbindung ein Antriebszahnrad (34) aufweist, das drehbar mit den Seitenplatten (22, 24) verbunden ist, um den Antriebseingriff zwischen dem Motor (28) und der Trommel-Zahnrad-Einheit (30) herbeizuführen.
Antriebseinheit nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebskraftvervielfachungsverbindung ein Antriebsritzel (34') aufweist, das gleichachsig an dem Antriebszahnrad (34) befestigt ist und mit dem Zahnrad (40) in Eingriff steht, um den Antriebseingriff zwischen dem Motor (28) und der Trommel-Zahnrad-Einheit (30) herbeizuführen.
Antriebseinheit nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebskraftvervielfachungsverbindung einen ersten Riemen (35), der um das erste Ritzel (28') und das Abtriebszahnrad (32) gespannt ist, und einen zweiten Riemen (37) aufweist, der um das Antriebszahnrad (34) und das zweite Ritzel (33) gespannt ist, um den Antriebseingriff zwischen dem Motor (28) und der Trommel-Zahnrad-Einheit (30) herbeizuführen.