WO2014023433A1 - Antriebsanordnung für die verstellung einer klappe eines kraftfahrzeugs - Google Patents

Description

Antriebsanordnung für die Verstellung

einer Klappe eines Kraftfahrzeugs

Die Erfindung betrifft eine Antriebsanordnung für die Verstellung einer Klappe eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 sowie ein Verfahren für den Betrieb einer solchen Antriebsanordnung gemäß Anspruch 15.

Der Begriff„Klappe" ist vorliegend weit zu verstehen. Beispiele hierfür sind eine Heckklappe, ein Heckdeckel, eine Motorhaube, eine Seitentür, eine Laderaumklappe, ein Hubdach o. dgl. eines Kraftfahrzeugs. Im Folgenden steht der Anwendungsfall einer motorischen Heckklappe im Vordergrund, was nicht beschränkend zu verstehen ist.

Im Zuge der fortschreitenden Komforterhöhung bei Kraftfahrzeugen kommt der motorischen Verstellung von Heckklappen zunehmende Bedeutung zu. Dabei spielt die optimale Ausnutzung des vorhandenen Bauraums eine wichtige Rolle.

Die bekannte Antriebsanordnung (US 5,531,498 A), von der die Erfindung ausgeht, ist mit einer Federanordnung aus zwei Gasdruckfedern ausgestattet, durch die ein selbsttätiges Öffnen der Heckklappe bewirkbar ist. Zusätzlich zu der Federanordnung ist eine Motoranordnung vorgesehen, die über einen Motor-Antriebsstrang, der ein flexibles Kraftübertragungselement, hier einen Seilzug um- fasst, in Schließrichtung, also gegen die Federanordnung, arbeitet.

Mit der bekannten Antriebsanordnung lässt sich zwar eine vergleichsweise gute Ausnutzung des vorhandenen Bauraums erreichen. Allerdings ist die manuelle Verstellbarkeit der Heckklappe problematisch. Ein Grund hierfür besteht darin, dass der Seilzug des Motor-Antriebsstrangs nicht rücktreibbar ist.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, die bekannte Antriebsanordnung derart auszugestalten und weiterzubilden, dass eine manuelle Verstellung der Klappe mit einfachen konstruktiven Mitteln gewährleistet ist.

Das obige Problem wird bei einer Antriebsanordnung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils von Anspruch 1 gelöst.

BESTÄTIGUNGSKOPIE Es wird vorgeschlagen, dass in den Motor-Antriebsstrang eine Ausgleichseinrichtung geschaltet ist, die bei einer entgegen der Zugrichtung des flexiblen Kraftübertragungselements in den Motor-Antriebsstrang eingeleiteten Bewegung das flexible Kraftübertragungselement insbesondere federgetrieben einzieht.

Eine entgegen der Zugrichtung des flexiblen Kraftübertragungselements in den Motor-Antriebsstrang eingeleitete Bewegung würde für sich genommen zu einer Reduzierung der Zugspannung im flexiblen Kraftübertragungselement und im weiteren Verlauf der Bewegung zu einem Erschlaffen und damit einer unkontrollierbaren Positionierung des flexiblen Kraftübertragungselements führen.

Um die obige Situation zu vermeiden, ist die vorschlagsgemäße Ausgleichseinrichtung vorgesehen, die ein entsprechendes Einziehen des flexiblen Kraftübertragungselements vorsieht. Eine obige Bewegung entgegen der Zugrichtung des flexiblen Kraftübertragungselements, die bei bevorzugter Auslegung auf eine manuelle Verstellung der Klappe in Schließrichtung zurückgeht, läuft mit der vorschlagsgemäßen Lösung erstmals reproduzierbar ab, da sich das Einziehen des flexiblen Kraftübertragungselements mittels der Ausgleichseinrichtung beliebig steuern lässt.

Vorzugsweise sorgt die Ausgleichseinrichtung stets für eine vorbestimmte Min- dest-Zugspannung des flexiblen Kraftübertragungselements. Damit lässt sich ein geordnetes Einziehen des flexiblen Kraftübertragungselements sicherstellen. Diese Mindest-Zugspannung ist vorzugsweise so gering, dass sie keinen spürbaren Einfluss auf die Verstellung der Klappe ausübt.

Das Einziehen des flexiblen Kraftübertragungselements kann beispielsweise durch ein Aufwickeln des flexiblen Kraftübertragungselements erfolgen, was weiter unten im Detail erläutert wird. Vorschlagsgemäß geht das Einziehen, das insbesondere auf ein manuelles Schließen der Klappe zurückgehen kann, zunächst mit einer Überführung der Ausgleichseinrichtung in einen Freilaufzustand einher. Anspruch 3 betrifft in diesem Sinne eine besonders benutzerfreundliche Ausgestaltung, bei der die Ausgleichseinrichtung nach dem Einziehen des Kraftübertragungselements durch den Antriebsmotor vom Freilaufzustand in den Antriebszustand überführbar ist, so dass die Antriebsanordnung für die motorische Verstellung betriebsbereit ist. Vorzugsweise ist eine Steuerungsanordnung vorgesehen, die dafür sorgt, dass diese "Rückstellung" der Ausgleichseinrichtung unmittelbar nach dem Einziehen, insbesondere unmittelbar nach einer manuellen Verstellung in die Schließstellung der Klappe, erfolgt.

Bei der weiter bevorzugten Ausgestaltung gemäß Anspruch 7 wird eine Wickelrolle doppelt genutzt, nämlich einerseits für die Übertragung von Antriebsbewegungen und andererseits für das aufwickelnde Einziehen des Kraftübertragungselements. Diese Doppelnutzung ist kostengünstig und führt zu einer besonders kompakten Bauform.

Bei den weiter bevorzugten Ausgestaltungen gemäß den Ansprüchen 8 und 9 ist der Ausgleichseinrichtung ein Spindel- Spindelmutter-Getriebe zugeordnet, mit dem eine oben angesprochene Rückstellung der Ausgleichseinrichtung durch den Antriebsmotor mit geringem konstruktivem Aufwand realisierbar ist.

Einfache Varianten für die Realisierung des Haltens der Klappe in Zwischenstellungen beinhaltet Anspruch 1 1, bei denen ein zumindest einseitig wirkender Klemmkörper-Freilauf in den Motor- Antriebsstrang geschaltet ist.

Die Ansprüche 12 bis 14 betreffen bevorzugte strukturelle Ausgestaltungen und Anordnungen der Federanordnung, wobei die Variante gemäß Anspruch 13 eine besonders leicht zu realisierende Ausgestaltung eines Endanschlags zwischen den beiden Gehäuseteilen der Federanordnung betrifft.

Nach einer weiteren Lehre gemäß Anspruch 15, der ebenfalls eigenständige Bedeutung zukommt, wird ein Verfahren für den Betrieb einer vorschlagsgemäßen Antriebsanordnung beansprucht.

Wesentlich nach der weiteren Lehre ist, dass die Ausgleichseinrichtung aus dem Freilaufzustand heraus und ohne Verstellung der Klappe in einen Antriebszustand gebracht wird, in dem sie eine Antriebsverbindung für die motorseitigen Antriebsbewegungen bereitstellt. Wie oben angesprochen kann dies steuerungstechnisch so vorgesehen sein, dass die Ausgleichseinrichtung unmittelbar nach einer manuellen Verstellung der Klappe, insbesondere nach einer manuellen Verstellung der Klappe in die Schließstellung, aus dem Freilaufzustand heraus in den Antriebszustand überführt wird, so dass die Antriebsanordnung stets für eine motorische Verstellung bereit ist.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 in einer schematischen Seitenansicht den Heckbereich eines Kraftfahrzeugs mit einer vorschlagsgemäßen Antriebsanordnung,

Fig. 2 das Kraftfahrzeug gemäß Fig. 1 in einer Rückansicht bei demontierter Klappe,

Fig. 3 eine in Fig. 2 gezeigte Federanordnung des Kraftfahrzeugs in einem

Längsschnitt,

Fig. 4 die Ausgleichseinrichtung der in Fig. 2 dargestellten Antriebsanordnung a) bei geschlossener Heckklappe, b) bei motorisch geöffneter Heckklappe und c) bei manuell geschlossener Heckklappe und

Fig. 5 eine Schnittansicht des Kraftfahrzeugs gemäß Fig. 2 entlang der

Schnittlinie III-III.

Die in der Zeichnung dargestellte Antriebsanordnung dient der Verstellung einer Klappe 1 eines Kraftfahrzeugs zwischen einer Schließstellung und einer Offenstellung. Der Begriff„Klappe" ist vorliegend weit zu verstehen. Insoweit darf auf die Ausführungen im einleitenden Teil der Beschreibung verwiesen werden.

Dem strukturellen Aufbau der Antriebsanordnung kommt vorliegend besondere Bedeutung zu. Die Antriebsanordnung weist neben zwei Federanordnungen 2 mit jeweils mindestens einem Federelement 2a, 2b außerdem eine Motoranordnung 3 mit mindestens einem Antriebsmotor 3 a und hier und vorzugsweise einem dem Antriebsmotor 3a nachgeschalteten Getriebe 3b auf. Im Folgenden ist im Sinne einer einfachen Darstellung fast durchweg von einer einzigen Federanordnung 2 die Rede. Alle diesbezüglichen Ausführungen gelten grundsätzlich für beide Federanordnungen 2. Die Motoranordnung 3 befindet sich hier und vorzugsweise in der Klappe 1. Grundsätzlich kann sich die Motoranordnung 3 aber auch in der Karosserie, insbesondere im hinteren Dachrahmen des Kraftfahrzeugs befinden.

Die Federanordnung 2 und die Motoranordnung 3 sind jeweils antriebstechnisch mit der Klappe 1 gekoppelt, wie sich am besten aus der Darstellung gemäß Fig. 2 entnehmen lässt.

Zur Verstellung der Klappe 1 arbeitet die Motoranordnung 3 über einen Motor- Antriebsstrang 4 gegen die Federanordnung 2 auf die Klappe 1. Im vorliegenden Fall bedeutet dies, dass die Federanordnung 2 die Klappe 1 grundsätzlich in die in Fig. 1 in durchgezogener Linie dargestellte Offenstellung treibt, während die Motoranordnung 3 der Federanordnung 2 entgegenwirkt. Durch die Motoranordnung 3 lässt sich die federgetriebene Verstellung in Richtung der Offenstellung verlangsamen oder die Klappe 1 gegen die Kraft der Federanordnung 2 in Richtung der Schließstellung verstellen. Bemerkenswert ist dabei die Tatsache, dass die Motoranordnung 3 lediglich in einer einzigen Antriebsrichtung arbeiten muss, hier und vorzugsweise in Schließrichtung der Klappe 1. Dadurch ergibt sich eine besonders kompakte Auslegung des Motor-Antriebsstrangs 4. Vorschlagsgemäß weist der Motor- Antriebsstrang 4 ein flexibles Kraftübertragungselement 5 zur Übertragung der für die motorische Verstellung der Klappe 1 erforderlichen Antriebsbewegungen auf. Bei dem flexiblen Kraftübertragungselement 5 kann es sich beispielsweise um ein Seil handeln, wie noch erläutert wird.

Wesentlich ist nun, dass in den Motor-Antriebsstrang 4 eine Ausgleichseinrichtung 6 geschaltet ist, die bei einer entgegen der Zugrichtung 7 des flexiblen Kraftübertragungselements 5 in den Motor-Antriebsstrang 4 eingeleiteten Bewegung das flexible Kraftübertragungselement 5 insbesondere federgetrieben einzieht. Mit„Zugrichtung" ist die auf das flexible Kraftübertragungselement 5 einwirkende Kraftrichtung gemeint, durch die eine Zugspannung im flexiblen Kraftübertragungselement 5 erzeugt wird.

Eine Zusammenschau der Fig. 1, 2 und 3 ergibt die grundsätzliche Funktionsweise der vorschlagsgemäßen Antriebsanordnung. Bei der in Fig. 1 dargestellten Offenstellung der Klappe 1 befindet sich die Federanordnung 2 in einem ausgefederten Zustand. Die Klappe 1 wird durch die Federkraft der Federanordnung 2 gegen die Gewichtskraft der Klappe 1 in der Offenstellung gehalten. Die motorische Verstellung der Klappe 1 in Richtung der Schließstellung wird durch eine entsprechende Ansteuerung der Motoranordnung 3 ausgelöst. Hierfür ist der Motoranordnung 3 eine entsprechende Steuerungsanordnung 3c zugeordnet. Dabei wird in noch zu erläuternder Weise das flexible Kraftübertragungselement 5 auf Zug belastet, was mit einem Einfedern der Federanordnung 2 einhergeht. Das Einfedern der Federanordnung 2 ist mit einer Verkürzung der in Fig. 3 dargestellten Anordnung verbunden.

Die Wirkung der Motoranordnung 3 überlagert sich mit der Wirkung der Federanordnung 2 derart, dass bei geeigneter Ansteuerung der Motoranordnung 3 eine Verstellung der Klappe 1 in Schließrichtung resultiert. Bei einer Reduzierung der Zugspannung im flexiblen Kraftübertragungselement 5, was durch eine entsprechende Ansteuerung der Motoranordnung 3 realisierbar ist, lässt sich die Klappe 1 wiederum federgetrieben in Öffnungsrichtung verstellen.

Von besonderer Bedeutung ist nun die manuelle Verstellbarkeit der Klappe 1 in Schließrichtung aus der in Fig. 1 in durchgezogener Linie dargestellten Klappenstellung heraus. Eine solche manuelle Verstellung führt zunächst zu einer Reduzierung der Zugspannung des flexiblen Kraftübertragungselements 5, so dass es sich hierbei um eine Bewegung entgegen der Zugrichtung des flexiblen Kraftübertragungselements 5 im oben definierten Sinne handelt. Grundsätzlich würde eine solche manuelle Verstellung der Klappe 1 aus der Offenstellung heraus zu einem im Wesentlichen kräftefreien Zustand des flexiblen Kraftübertragungselements 5 führen, so dass das flexible Kraftübertragungselement 5 weitgehend Undefiniert gelegen und ausgerichtet wäre.

Um stets eine definierte Lage und Ausrichtung des flexiblen Kraftübertragungs- elements 5 zu gewährleisten, ist es wie oben angedeutet vorschlagsgemäß so, dass das flexible Kraftübertragungselement 5 hier und vorzugsweise federgetrieben mittels einer Ausgleichseinrichtung 6 eingezogen wird. Eine mögliche Umsetzung des federgetriebenen Einziehens des flexiblen Kraftübertragungselements 5 wird weiter unten erläutert.

In besonders bevorzugter Ausgestaltung gewährleistet die Ausgleichseinrichtung 6 hier und vorzugsweise federgetrieben eine vorbestimmte Mindest-Zugspan- nung im flexiblen Kraftübertragungselement 5. Die Ausgleichseinrichtung 6 sorgt also dafür, dass das flexible Kraftübertragungselement 5 zu keinem Zeitpunkt schlaff im Bereich des Motor- Antriebsstrangs 4 "herumhängt".

Der Ausgleichseinrichtung 6 kommt vorliegend nicht nur die Funktion des Ein- ziehens des flexiblen Kraftübertragungselements 5 zu, sondern auch die Bereitstellung einer Antriebsverbindung für die oben angesprochenen, motorseitigen Antriebsbewegungen. Diese Antriebs Verbindung besteht jedenfalls im vollständig ausgezogenen Zustand der Ausgleichseinrichtung 6. Dieser Zustand stellt sich insbesondere ein, wenn das flexible Kraftübertragungselement 5 vollständig aus der Ausgleichseinrichtung 6 herausgezogen ist.

Bei dem dargestellten und insoweit bevorzugten Ausführungsbeispiel entspricht die manuelle Verstellung der Klappe 1 von der Offenstellung in die Schießstellung der Verstellung der Ausgleichseinrichtung 6 vom vollständig ausgezogenen Zustand in den vollständig eingezogenen Zustand. Das bedeutet, dass die für die motorische Verstellung der Klappe 1 erforderliche Antriebsverbindung jedenfalls in der Offenstellung der Klappe 1 besteht.

Durch das Einziehen des Kraftübertragungsmittels 5 erreicht die Ausgleichseinrichtung 6 zunächst in noch zu erläuternder Weise einen Freilaufzustand, in dem sie einen Freilauf für die motorseitigen Antriebsbewegungen bereitstellt. Der Freilauf kann entsprechend vorgespannt sein, sofern das Einziehen des Kraftübertragungselements 5 wie oben angedeutet federgetrieben ist. Dabei entspricht die Länge des Freilaufs der jeweiligen Einzuglänge des Kraftübertragungselements 5. Bis hierhin entspricht die Ausgleichseinrichtung 6 noch einer in den Antriebsstrang 4 geschalteten Wickelrollenanordnung für das Kraftübertragungselement 5, deren Wickelrolle gegenüber der zugeordneten Wickelrollenachse in Aufwickelrichtung vorgespannt ist. Bei einer solchen Anordnung erfolgt die Krafteinleitung einerseits über die Wickelrollenachse und andererseits über die Wickelrolle.

Besonders interessant bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist allerdings, dass die Ausgleichseinrichtung 6 aus dem Freilaufzustand heraus und ohne Verstellung der Klappe 1 und insbesondere ohne Bewegung des Kraftübertragungselements 5 in einen Antriebszustand bringbar ist, in dem sie eine Antriebsverbin- dung für die motorseitigen Antriebsbewegungen bereitstellt. In besonders bevorzugter Ausgestaltung ist dies motorisch durch den Antriebsmotor 3 a auslösbar, wie weiter unten erläutert wird.

Für die Ausgestaltung des flexiblen Kraftübertragungselements 5 sind zahlreiche vorteilhafte Varianten denkbar. Hier und vorzugsweise handelt es sich bei dem flexiblen Kraftübertragungsmoment 5 um ein Seil. Dabei ist der Begriff„Seil" weit zu verstehen. Er umfasst nicht nur biegeschlaffe Anordnungen, sondern auch bowdenzugartige Anordnungen. Denkbar ist auch, dass das flexible Kraftübertragungselement 5 als Band, insbesondere als flaches Band, das vorzugsweise aus einem Kunststoffmaterial besteht, ausgestaltet ist. In bestimmten Anwendungsfällen kann es auch vorteilhaft sein, das flexible Kraftübertragungselement 5 als Kette auszugestalten.

Insbesondere bei der Ausgestaltung des flexiblen Kraftübertragungselements 5 als Seil ist die Motoranordnung 3 zur Übertragung von Antriebsbewegungen mit einer Antriebsrolle, hier und vorzugsweise mit einer Wickelrolle 8, für das flexible Kraftübertragungselement 5 ausgestattet. Die Ausgestaltung der Wickelrolle 8 ergibt sich aus einer Zusammenschau der Fig. 2 und 4. Die Wickelrolle 8 ist hier und vorzugsweise mit einer Antriebswelle 9 eines dem Antriebsmotor 3 a nachgeschalteten Getriebes 3b gekoppelt. Grundsätzlich kann die Wickelrolle 8 aber auch mit der Antriebswelle des Antriebsmotors 3 a selbst gekoppelt bzw. koppelbar sein.

Hier und vorzugsweise geht das Einziehen des Kraftübertragungselements 5 auf ein Aufwickeln des Kraftübertragungselements 5 auf die Wickelrolle 8 zurück. Hierfür wird vorliegend die Wickelrolle 8 der Motoranordnung 3 genutzt, indem die Ausgleichseinrichtung 6 zum Einziehen des Kraftübertragungselements 5 zwischen der Wickelrolle 8 und der Antriebswelle 9 einen Freilauf bereitstellt, wobei zum federgetriebenen Einziehen eine auf die Wickelrolle 8 wirkende Federanordnung 10 vorgesehen ist.

Fig. 4 zeigt, dass mittels der Federanordnung 10 eine Federvorspannung der Wickelrolle 8 gegenüber der zugeordneten Antriebswelle 9 erzeugbar ist. Bei geeigneter Auslegung lässt sich damit erreichen, dass das flexible Kraftübertragungsmittel 5 beim Einziehen durch die Ausgleichseinrichtung 6 wie oben ange- sprochen federgetrieben auf die Wickelrolle 8 aufgewickelt wird. Ein solches federgetriebenes Aufwickeln ist konstruktiv einfach und damit kostengünstig realisierbar.

Hier und vorzugsweise ist es so, dass die Ausgleichseinrichtung 6 ein Spindel- Spindelmuttergetriebe 11 aufweist, wobei zum Einziehen des flexiblen Kraftübertragungsmittels 5 die Spindelmutter 13 federgetrieben auf der Spindel 12 läuft. Die Spindelmutter 13 ist dabei vorzugsweise zur Erzeugung einer Federvorspannung bezogen auf eine Drehung gegenüber der Spindel 12 durch die Federanordnung 10 federvorgespannt.

Der oben angesprochene Freilauf zwischen der Wickelrolle 8 und der Antriebswelle 9 lässt sich auf konstruktiv einfache Weise durch die mögliche Relativbewegung zwischen Spindel 12 und Spindelmutter 13 des Spindel- Spindelmuttergetriebes 11 bereitstellen.

Hier und vorzugsweise ist die Spindel 12 mit der Antriebswelle 9 gekoppelt und die Wickelrolle 8 mit der Spindelmutter 13 gekoppelt. Im Einzelnen wird bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel die Spindelmutter 13 von der Wickelrolle 8 selbst bereitstellt. Ferner handelt es sich hier bei der Spindel 12 um die Antriebswelle 9 des dem Antriebsmotor 3a nachgeschalteten Getriebes 3b.

Zur Bereitstellung einer Antriebsverbindung für die motorseitigen Antriebsbewegungen und damit den Antriebszustand der Ausgleichseinrichtung 6 ist ein das Laufen der Spindelmutter 13 auf der Spindel 12 begrenzender Anschlag 12a vorgesehen, der hier und vorzugweise auf der Spindel 12 angeordnet ist. Eine motorische Verstellung der Klappe 1 ist hier nur möglich, solange die Spindelmutter 13 bzw. die Wickelrolle 8 in Eingriff mit dem Anschlag 12a steht, so dass die Spindelmutter 13 von einer Antriebsbewegung der Spindel 12 mitgenommen wird.

Die Funktionsweise der mit einem Spindel- Spindelmuttergetriebe 11 ausgestatteten Ausgleichseinrichtung 6 ergibt sich aus der Darstellung gemäß Fig. 4. Fig. 4 zeigt zunächst, dass das der Wickelrolle 8 zugeordnete Federelement 10 sowohl mit der Antriebswelle 9 als auch mit der Wickelrolle 8 antriebstechnisch gekoppelt ist, so dass die Wickelrolle 8 wie oben angesprochen federvorgespannt wer- den kann. Ausgehend von der in Fig. 4a) dargestellten, geschlossenen Klappenstellung bewirkt eine motorische Verstellung der Wickelrolle 8 ein Öffnen der Klappe (Fig. 4b), indem die Zugspannung im flexiblen Kraftübertragungselement 5 reduziert wird. Aus dem in Fig. 4b) dargestellten Zustand lässt sich durch entsprechende Ansteuerung des Antriebsmotors 3 a wieder der Zustand 4a) erreichen, was einer Verstellung der Klappe 1 zurück in die Schließstellung entspricht.

Wird allerdings die Klappe 1 aus dem in Fig. 4b) dargestellten Zustand der geöffneten Klappe 1 manuell in die Schließstellung verstellt, so ergibt sich der in Fig. 4c) dargestellte Zustand. Diese manuelle Verstellung der Klappe 1 ist mit einem Einziehen des flexiblen Kraftübertragungselements 5, also mit dem Aufwickeln des flexiblen Kraftübertragungselements 5 auf die Wickelrolle 8, verbunden. Dieses Aufwickeln erfolgt federgetrieben durch die der Wickelrolle 8 zugeordnete Federanordnung 10. Entsprechend läuft die als Spindelmutter ausgestaltete Wickelrolle 8 entlang der Spindel 12, wie eine Zusammenschau der Fig. 4b) und 4c) ergibt. Beim Einziehen des flexiblen Kraftübertragungselements 5 entspannt sich das der Wickelrolle 8 zugeordnete Federelement 10 zumindest teilweise. Auch dies lässt sich einer Zusammenschau der Fig. 4b) und 4c) entnehmen.

Bei der in Fig. 4c) dargestellten Situation befindet sich die Ausgleichseinrichtung 6 im Freilaufzustand. Bei den in den Fig. 4a) und 4b) befindet sich die Ausgleichseinrichtung 6 im Antriebszustand, da die Wickelrolle 8 in Eingriff mit dem Anschlag 12a steht. Aus dem in Fig. 4c) dargestellten Freilaufzustand heraus f hrt eine motorseitige Antriebsbewegung lediglich zu einem Laufen der Wickelrolle 8 in Fig. 4 nach oben in Richtung des Anschlags 12a, ohne dass eine Verstellung der Klappe 1 erfolgt. Interessant dabei ist die Tatsache, dass genau dieser motorische Vorgang zu einer Überführung der Ausgleichseinrichtung 6 vom Freilaufzustand zurück in den Antriebszustand führt, ohne das es einer Verstellung der Klappe 1 oder einer Bewegung des flexiblen Kraftübertragungsele- ments 5 bedarf.

In besonders bevorzugter Ausgestaltung ist es nun vorgesehen, dass nach dem Einziehen des Kraftübertragungselements 5 die obige, motorische Überführung der Ausgleichseinrichtung 6 in den Antriebszustand ausgelöst wird. Dies wird vorzugsweise durch die Steuerungsanordnung 3c ausgelöst, wenn die Klappe 1 manuell in die Schließstellung verstellt worden ist. Hierfür kann beispielsweise ein Klappenstellungssensor vorgesehen sein, der von der Steuerungsanordnung 3 c ausgelesen wird.

Grundsätzlich kann es vorgesehen sein, dass der Antriebsmotor 3a zusammen mit einem hier und vorzugsweise nachgeschalteten Getriebe 3b selbsthemmend ausgestaltet ist. Fig. 4 zeigt, dass das manuelle Schließen der Klappe 1 genauso von Statten geht wie oben erläutert. Dem manuellen Öffnen der Klappe 1 muss hier stets die Überführung der Ausgleichseinrichtung 6 in den Freilaufzustand vorausgehen, da die Selbsthemmung der Motoranordnung 3 zu einer Blockierung der Klappenbewegung führen würde. Die Überführung in den Freilaufzustand ist wiederum mittels des Antriebsmotors 3 a durchführbar, ohne dass es einer Klappenbewegung oder einer Bewegung des Kraftübertragungselements 5 bedarf.

In besonders bevorzugter Ausgestaltung ist der Antriebsmotor 3 a zusammen mit einem hier und vorzugsweise nachgeschalteten Getriebe 3b nicht-selbsthemmend ausgestaltet. Während das manuelle Schließen der Klappe 1 hier wie bei dem selbsthemmenden Antrieb abläuft, stellt sich beim manuellen Öffnen der Klappe 1 ein interessanter Effekt ein. Beim manuellen Öffnen der Klappe 1 wird die gesamte Motoranordnung 3 rückgetrieben, ohne dass es zu einem Einziehen des flexiblen Krafrübertragungselements 5 kommt. Sofern die manuelle Verstellung der Klappe 1 in Richtung der Offenstellung unterbrochen wird, hält die Motoranordnung 3 die Klappe 1 bei geeigneter Auslegung in ihrer jeweiligen Zwischenstellung. Dies ist besonders vorteilhaft, da unerwartete Verstellbewegungen der Klappe 1 nach dem Loslassen der Klappe 1 durch den Benutzer vermieden werden.

Grundsätzlich ist es vor allem bei der letztgenannten Variante wünschenswert, die Selbsthemmung der Motoranordnung 3 möglichst genau einstellen zu können, ohne übermäßige Reibungsverluste während der motorischen Verstellung in Kauf nehmen zu müssen. Hierfür ist es vorzugsweise vorgesehen, dass in den Motor- Antriebsstrang 4 eine spezielle Kupplungsanordnung 14 mit einem An- triebsanschluss 15 und einem Abtriebsanschluss 16 geschaltet ist. Hier und vorzugsweise befindet sich die Kupplungsanordnung 14 zwischen dem Getriebe 3b und der Spindel 12. Den grundsätzlichen Aufbau einer solchen Kupplungsanordnung 14 zeigt Fig. 5.

Die Kupplungsanordnung 14 ist vorzugsweise so ausgestaltet, dass sie eine an- triebsseitig eingeleitete Bewegung, also eine motorseitig eingeleitete Antriebsbewegung, zu dem Abtriebsanschluss 16 durchleitet.

Die Kupplungsanordnung 14 ist hier ferner mit einer Bremsanordnung 17 ausgestattet, die dem Bremsen einer abtriebsseitig eingeleiteten Bewegung, beispielsweise einer manuellen Öffnungsbewegung der Klappe 1, dient.

Die Bremsanordnung 17 weist ein gegen eine Bremskraft verstellbares Bremselement 18 auf. Die Kupplungsanordnung 14 weist zwischen dem Abtriebsanschluss 16 und dem Bremselement 18 eine Freilaufanordnung 19 aus mindestens einem, hier genau einem, Klemmkörper-Freilauf 20 auf. Eine abtriebsseitig eingeleitete Bewegung, beispielsweise eine klappenseitig eingeleitete Bewegung, bewirkt stets das Sperren des Klemmkörper-Freilaufs 20, so dass diese Bewegung über die Bremsanordnung 17 gebremst wird. Eine antriebsseitig eingeleitete Bewegung bewirkt stets das Lösen des Klemmkörper-Freilaufs 20, so dass hier die motorseitige Bewegung ungebremst auf die Spindel 12 weitergeleitet wird.

Fig. 5 zeigt, dass bei einer antriebsseitig eingeleiteten Bewegung der Antriebsan- schluss 15 gegen den jeweiligen Klemmkörper-Freilauf 20 drückt und diesen außer Eingriff von dem aus Abtriebsanschluss 16 und Bremselement 18 gebildeten Trichter 21 drückt. Umgekehrt bewirkt eine abtriebsseitig eingeleitete Bewegung, in Fig. 5 links herum, das Festklemmen des Klemmkörper-Freilaufs 20 in den Trichter 21 hinein, so dass die abtriebsseitig eingeleitete Bewegung über das Bremselement 18 gebremst wird.

Mit der obigen Kupplungsanordnung 14 lässt sich die Selbsthemmung der Motoranordnung 3 insgesamt genau einstellen, so dass bei einem manuellen Offnen der Klappe 1 bei nicht- selbsthemmendem Antrieb ein Halten der Klappe 1 in jeder Zwischenstellung gewährleistet ist.

Fig. 3 zeigt den grundsätzlichen Aufbau der Federanordnung 2. Dieser Darstellung lässt sich entnehmen, dass die Federanordnung 2 zwei Federelemente 2a, 2b aufweist, wobei das Federelement 2a stets in Eingriff mit der Klappe 1 steht, während die Feder 2b erst bei einem vorbestimmten Einfedern der Federanordnung 2 in Eingriff mit der Klappe 1 kommt. Grundsätzlich kann es aber auch vorgesehen sein, dass die Federelemente 2a, 2b gleichzeitig in Eingriff mit der Klappe 1 stehen. Bei den Federelementen 2a, 2b handelt es sich hier und vorzugsweise um Schraubenfedern, insbesondere um Schraubendruckfedern. Andere Federarten können hier zur Anwendung kommen.

Interessant bei dem in Fig. 3 dargestellten und insoweit bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Tatsache, dass die Federanordnung 2 ein Federgehäuse 23 aufweist, das die beiden Federelemente 2a, 2b aufnimmt. In besonders bevorzugter Ausgestaltung weist das Federgehäuse 23 zum Einfedern 2 teleskopartig verstellbare Gehäuseteile 23a, 23b auf, wodurch auf besonders einfache Weise ein gekapselter Aufbau der Federanordnung 2 realisierbar ist.

Bei dem dargestellten und insoweit bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Federanordnung 2 ein Motor-Antriebsstrang 4 zugeordnet, wobei zumindest ein Teil des Motor- Antriebsstrangs 4, nämlich jedenfalls ein Abschnitt des Kraftübertragungselements 5, durch das Federgehäuse 23, hindurchläuft. Durch diese Verschachtelung von Federanordnung 2 und Motor- Antriebsstrang 4 ergibt sich ein besonders kompakter Aufbau.

Interessant bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist auch die konstruktiv einfache Realisierung eines Endanschlags. Hierfür ist es vorzugsweise vorgesehen, dass ein flexibles Endanschlag-Kraftübertragungselement 24 innerhalb des Federgehäuses 23 gelegen ist, das die beiden Gehäuseteile 23a, 23b derart miteinander verbindet, dass die Teleskopierbarkeit durch die Länge des flexiblen Endanschlag-Kraftübertragungselements 24 begrenzt ist. Dadurch, dass Fig. 3 einen eingefederten Zustand der Federanordnung 2 zeigt, hängt das Endanschlag-Kraftübertragungselement lediglich schlaff herunter.

Es lässt sich am besten der Darstellung gemäß Fig. 2 entnehmen, dass zwei Federanordnungen 2 mit jeweils einem Feder- Antriebsstrang 22 vorgesehen sind, die an zwei gegenüberliegenden Seiten der Klappe 1 auf die Klappe 1 wirken. In besonders bevorzugter Ausgestaltung befinden sich die beiden Feder- Antriebsstränge 22 bei geschlossener Klappe 1 in Regenrinnen, die sich in den Seitenbereichen der Klappe 1 befinden.

Der Darstellung gemäß Fig. 2 lässt sich auch entnehmen, dass den beiden Feder- Antriebssträngen 22 jeweils ein Motor- Antriebsstrang 4 zugeordnet ist, wobei die beiden Motor- Antriebsstränge 4 ebenfalls an zwei gegenüberliegenden Seiten der Klappe 1 auf die Klappe 1 wirken.

Nach einer weiteren Lehre, der ebenfalls eigenständige Bedeutung zukommt, wird ein Verfahren für den Betrieb einer vorschlagsgemäßen Antriebsanordnung beansprucht.

Wesentlich nach dem vorschlagsgemäßen Verfahren ist die Tatsache, dass die in einem eingezogenen Zustand befindliche Ausgleichsvorrichtung 6, vorzugsweise in Abhängigkeit von der Klappenstellung, und jedenfalls ohne eine Klappenbewegung, getrieben durch den Antriebsmotor 3 a in den Antriebszustand gebracht wird.

Das vorschlagsgemäße Verfahren trägt dem Umstand Rechnung, dass insbesondere nach einer manuellen Verstellung der Klappe 1 in die Schließstellung eine Überführung der Ausgleichsvorrichtung 6 aus dem Freilaufzustand in den Antriebszustand erforderlich ist, um sicherzustellen, dass eine anschließende motorische Verstellung der Klappe 1 verzögerungsfrei möglich ist.

Auf alle Ausführungen zu der vorschlagsgemäßen Antriebsanordnung, die geeignet sind, das vorschlagsgemäße Verfahren zu erläutern, darf verwiesen werden.

Claims

Patentansprüche :

1. Antriebsanordnung für die Verstellung einer Klappe (1) eines Kraftfahrzeugs zwischen einer Schließstellung und einer Offenstellung, wobei mindestens eine Federanordnung (2) mit mindestens einem Federelement (2a, 2b) und eine Motoranordnung (3) mit mindestens einem Antriebsmotor (3a) und ggf. einem dem Antriebsmotor (3a) nachgeschalteten Getriebe (3b) vorgesehen sind, wobei die Federanordnung (2) und die Motoranordnung (3) jeweils antriebstechnisch mit der Klappe (1) gekoppelt sind, wobei zur Verstellung der Klappe (1) die Mo- toranordnung (3) über einen Motor-Antriebsstrang (4) gegen die Federanordnung (2) auf die Klappe (1) arbeitet und wobei der Motor- Antriebsstrang (4) ein flexibles Kraftübertragungselement (5) zur unidirektionalen Übertragung von Antriebsbewegungen aufweist,

dadurch gekennzeichnet,

dass in den Motor- Antriebsstrang (4) eine Ausgleichseinrichtung (6) geschaltet ist, die bei einer entgegen der Zugrichtung (7) des flexiblen Kraftübertragungselements (5) in den Motor-Antriebsstrang (4) eingeleiteten Bewegung, insbesondere bei einer manuellen Verstellung der Klappe (1) in Schließrichtung, das flexible Kraftübertragungselement (5) insbesondere federgetrieben einzieht und dass die Ausgleichseinrichtung (6) durch das Einziehen zunächst einen Freilaufzustand erreicht, in dem sie einen Freilauf für die motorseitigen Antriebsbewegungen bereitstellt.

2. Antriebsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge des Freilaufs der Einzuglänge des Kraftübertragungselements (5) entspricht.

3. Antriebsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichseinrichtung (6) aus dem Freilaufzustand heraus und ohne Verstellung der Klappe (1) in einen Antriebszustand bringbar ist, in dem sie eine Antriebsverbindung für die motorseitigen Antriebsbewegungen bereitstellt.

4. Antriebsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die in dem Freilaufzustand befindliche Ausgleichseinrichtung (6) ohne eine Klappenbewegung, getrieben durch den Antriebsmotor (3a), in den Antriebszustand bringbar ist.

5. Antriebsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das flexible Kraftübertragungselement (5) als Seil, Band oder Kette ausgestaltet ist.

6. Antriebsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Motoranordnung (3) eine Antriebsrolle, insbesondere eine Wickelrolle (8), für das flexible Kraftübertragungselement (5) aufweist, die mit einer Antriebswelle (9) des Antriebsmotors (3 a) oder eines dem Antriebsmotor (3a) nachgeschalteten Getriebes (3b) antriebstechnisch gekoppelt oder koppelbar ist.

7. Antriebsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Einziehen des Kraftübertragungselements (5) auf ein Aufwickeln des Kraftübertragungselements (5) auf die Wickelrolle (8) zurückgeht, vorzugsweise, dass die Ausgleichseinrichtung (6) zum Einziehen des Kraftübertragungselements (5) zwischen der Wickelrolle (8) und der Antriebswelle (9) einen Freilauf bereitstellt, vorzugsweise, dass die Ausgleichseinrichtung (6) zum federgetriebenen Einziehen eine auf die Wickelrolle (8) wirkende Federanordnung (10) aufweist.

8. Antriebsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichseinrichtung (6) ein Spindel- Spindelmuttergetriebe (11) aufweist und dass der Freilauf zwischen der Wickelrolle (8) und der Antriebswelle (9) durch die Relativbewegung zwischen Spindel (12) und Spindelmutter (13) des Spindel- Spindelmuttergetriebes (11) bereitgestellt wird, vorzugsweise, dass die Spindel (12) mit der Antriebswelle (9) gekoppelt ist und dass die Wickelrolle (8) mit der Spindelmutter (13) gekoppelt ist, vorzugsweise, dass die Wickelrolle (8) selbst die Spindelmutter (13) bereitstellt.

9. Antriebsanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein das Laufen der Spindelmutter (13) auf der Spindel (12) begrenzender Anschlag (12a) vorgesehen ist, der eine Antriebsverbindung für die motorseitigen An- triebsbewegungen und damit den Antriebszustand der Ausgleichseinrichtung (6) bereitstellt.

10. Antriebsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsmotor (3 a) zusammen mit einem ggf. nachgeschalteten Getriebe (3b) selbsthemmend ausgestaltet ist, oder, dass der Antriebsmotor (3a) zusammen mit einem ggf. nachgeschalteten Getriebe (3b) nicht- selbsthemmend ausgestaltet ist.

11. Antriebsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in den Motor-Antriebsstrang (4) eine Kupplungsanordnung (14) mit einem Antriebsanschluss (15) und einem Abtriebsanschluss (16) geschaltet ist, die eine antriebsseitig eingeleitete Bewegung zu dem Abtriebsanschluss (16) durchleitet und eine Bremsanordnung (17) zum Bremsen einer ab- triebsseitig eingeleiteten Bewegung aufweist, vorzugsweise, dass die Bremsanordnung (17) ein gegen eine Bremskraft verstellbares Bremselement (18) aufweist, dass die Kupplungsanordnung (14) zwischen dem Abtriebsanschluss (16) und dem Bremselement (18) eine Freilaufanordnung (19) aus mindestens einem Klemmkörper-Freilauf (20) aufweist und dass eine abtriebsseitig eingeleitete Bewegung stets das Sperren des Klemmkörper-Freilaufs (20) bewirkt und entsprechend über die Bremsanordnung (17) gebremst wird und eine antriebsseitig eingeleitete Bewegung stets das Lösen des Klemmkörper-Freilaufs (20) bewirkt.

12. Antriebsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (2a, 2b) als Schraubenfeder, insbesondere als Schraubendruckfeder, ausgestaltet ist, vorzugsweise, dass die Federanordnung (2) mindestens zwei Federelemente (2a, 2b) aufweist, die im Zuge des Ein- federns der Federanordnung (2) gleichzeitig oder nacheinander kraftschlüssig in Eingriff mit der Klappe (1) kommen.

13. Antriebsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Federanordnung (2) ein Federgehäuse (23) aufweist, vorzugsweise, dass das Federgehäuse (23) zum Einfedern zwei teleskopartig verstellbare Gehäuseteile (23a, 23b) aufweist, vorzugsweise, dass ein flexibles Endanschlag-Kraftübertragungselement (24), insbesondere ein Seil, ein Band oder eine Kette vorgesehen ist, das die beiden Gehäuseteile (23a, 23b) derart mitei- nander verbindet, dass die Teleskopierbarkeit durch die Länge des flexiblen Endanschlag-Kraftübertragungselements (24) begrenzt ist.

14. Antriebsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Federanordnungen (2) vorgesehen sind, die an zwei gegenüberliegenden Seiten der Klappe (1) auf die Klappe (1) wirken, vorzugsweise, dass den beiden Federanordnungen (2) jeweils ein Motor- Antriebsstrang (4) zugeordnet ist und dass die beiden Motor-Antriebsstränge (4) an zwei gegenüberliegenden Seiten der Klappe (1) auf die Klappe (1) wirken.

15. Verfahren für den Betrieb einer Antriebsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Ausgleichseinrichtung (6) durch das Einziehen des flexiblen Kraftübertragungselements (5) zunächst einen Freilaufzustand erreicht, in dem sie einen Freilauf für die motorseitigen Antriebsbewegungen bereitstellt und dass nach dem Einziehen des flexiblen Kraftübertragungselements (5) die Ausgleichseinrichtung (6) aus dem Freilaufzustand heraus und ohne Verstellung der Klappe (1) in einen Antriebszustand gebracht wird, in dem sie eine Antriebsverbindung für die motorseitigen Antriebsbewegungen bereitstellt.