DE10109649A1 - Kraftfahrzeug mit einem elektromechanisch betätigten Bauteil - Google Patents
Kraftfahrzeug mit einem elektromechanisch betätigten BauteilInfo
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Abstract
In Kraftfahrzeugen wie insbesondere einem Pkw werden in zunehmendem Maße Bauteile, die bislang manuell betätigt wurden, durch eine elektromechanische Steuerung betätigt. Beispiele dafür sind die den Tankeinfüllstutzen abdeckende Tankklappe oder die Heckklappe des Kraftfahrzeugs. In derartigen Fällen erfolgt die elektromechanische Betätigung mit einem Hubmotor, dessen Hubkolben über ein Gestänge auf das Bauteil einwirkt. Die Hubbewegung des Hubkolbens bewirkt unvermeidbare Reibungsverluste und einen Abrieb in den Dichtungen zwischen den bewegten und den festen Teilen und außerdem eine Geräuschbelästigung durch den Hubmotor selbst und die mechanischen Reibungen. DOLLAR A Aufgabe ist es, die genannte Reibung, den Verschleiß der Dichtungen sowie die Dauer des Störgeräusches zu verringern. DOLLAR A Auf den Hubkolben (2) des Hubmotors (1) ist nachträglich ein den Hub (H) des Hubkolbens (2) verringernder Anschlag (3) aufgesetzt. Der Anschlag besteht vorzugsweise aus einem Clip, der radial auf den Hubkolben (2) aufgesetzt und formschlüssig gegen Axialverschiebung auf dem Hubkolben (2) gesichert ist.
Description
Die Erfindung geht aus von einem Kraftfahrzeug mit einem elektromechanisch betätigten
Bauteil gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
In einem Kraftfahrzeug, wie insbesondere einem Pkw, werden in zunehmendem Maße
bisher manuell betätigte Bauteile über elektromechanische Steuereinrichtungen betätigt.
Das hat insbesondere die Vorteile, daß der Fahrer diese Bauteile unabhängig von ihrer
Lage an dem Kraftfahrzeug vom Fahrersitz betätigen kann und daß in der Regel die
manuelle Betätigung eines Druckknopfes, einer Taste oder eines Schalters weniger
Aufmerksamkeit und Zeit erfordert als eine direkte manuelle mechanische Betätigung
und dadurch die Ablenkung des Fahrers verringert. Beispiele für derartige Bauteile sind
die den Tankeinfüllstutzen abdeckende Tankklappe, die Heckklappe des Kraftfahrzeugs,
die Abdeckklappe des Handschuhfachs, eine Türklinke und dergleichen.
Bei einer elektromechanischen Betätigung eines Bauteils durch einen Hubmotor muß der
Hubkolben des Motors eine gewisse Axialbewegung, das heißt einen bestimmten Hub,
ausführen. Durch diesen Hub ergibt sich eine Reibung zwischen einerseits dem
Hubkolben und der Betätigungsstange und andererseits den diese Bauteile
aufnehmenden Führungen und Dichtungen und damit über einen längeren Zeitraum ein
nennenswerter Abrieb. Die Dichtungen sind zum Beispiel notwendig, um für Betätigung
der Tankklappe eine durch den Hubmotor gesteuerte Entriegelungsstange von dem
Innenraum in den Radkastenbereich zu führen. Außerdem erfolgt während der
Hubbewegung eine kurzzeitige Geräuschbelästigung durch das Geräusch des
Hubmotors und durch die Reibungsvorgänge.
In der Praxis kommt es vor, daß der durch einen verfügbaren Hubmotor vorgegebene,
nicht veränderbare Hub größer ist als der Hub, der für die einwandfreie Betätigung des
Bauteils tatsächlich benötigt wird. Dann wären die Dauer der Geräuschbelästigung und
der Abrieb von Dichtungsteilen größer, als es an sich notwendig ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine derartige elektromechanische Betätigung
eines Bauteils durch einen Hubmotor derart auszubilden, daß der durch den Hubmotor
durchgeführte Hub, die genannten Reibungsverluste während der Hubbewegung und die
Dauer der Geräuscherzeugung verringert werden.
Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung gelöst. Vorteilhafte
Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen
angegeben.
Bei der Erfindung ist somit auf den Hubkolben nachträglich ein den Hub des Hubkolbens
verringernder Anschlag aufgesetzt. Durch die Wahl der Axiallage des die Hubbewegung
begrenzenden Anschlags auf dem Hubkolben kann der jeweils gewünschte und an das
jeweilige Bauteil angepaßte Hub eingestellt werden.
Durch die Erfindung ergeben sich mehrere Vorteile. Zunächst wird erreicht, daß aufgrund
des geringeren Hubs die Dichtungen am Motor und an einem von dem Motor betätigten
Gestänge weniger schnell abgenutzt werden. Durch den räumlich und zeitlich
verringerten Hub entsteht das Störgeräusch durch den Motor oder durch sonstige
Reibungen der Anordnung über einen verkürzten Zeitraum, so daß die
Geräuschbelästigung beim Betätigen des Bauteils verringert wird. Ein weiterer Vorteil
besteht darin, daß für Bauteile, die einen unterschiedlichen Hub für ihre Betätigung
erfordern, unter Einhaltung des Minimalhubs der gleiche Hubmotor verwendet werden
kann. Dadurch kann die Stückzahl der verwendeten Hubmotoren erhöht, somit die
Kosten gesenkt und auch die Lagerhaltung für die Fertigung und das Ersatzteilwesen
vereinfacht werden.
Vorzugsweise ist der Anschlag durch einen radial auf den Hubkolben aufgesetzten,
sogenannten Clip gebildet. Zur Vermeidung einer Axialverschiebung des Clip auf dem
Hubkolben kann der Clip formschlüssig in den Hubkolben eingreifen, zum Beispiel über
einen Stift oder einen umlaufenden Steg an seiner Innenwand.
Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist der Anschlag durch eine auf den
Hubkolben aufgesetzte Hülse gebildet, die am Ende der Hubbewegung zwischen einem
Vorsprung am Hubkolben und dem Motorgehäuse eingeklemmt wird. Anstelle des Clip
oder der Hülse kann auch ein Stift radial in den Hubkolben eingesteckt sein. Bei einer
weiteren Ausführungsform der Erfindung ist der Anschlag im Inneren des Motorgehäuses
auf den Hubkolben aufgesetzt. Vorzugsweise besteht der Anschlag aus einem weichen,
elastischen, nachgiebigen Material, das das Auftreffgeräusch des Anschlags auf ein
Gegenlager am Ende der Hubbewegung dämpft. Zum Beispiel besteht der Anschlag aus
einem sogenannten Elastomerelement.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung an mehreren
Ausführungsbeispielen erläutert. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung für die elektromechanische Entriegelung
einer den Tankeinfüllstutzen abdeckenden Tankklappe,
Fig. 2 den Hubkolben mit einem aufgesetzten Clip und einem Formschluß zur
Verhinderung einer Axialverschiebung des Clip auf dem Hubkolben,
Fig. 3 eine Ausführungsform mit einer auf den Hubkolben aufgesetzten Hülse und
Fig. 4 eine Ausführungsform, bei der der Anschlag zur Hubbegrenzung innerhalb des
Motorgehäuses angeordnet ist.
Fig. 1 zeigt einen Hubmotor 1 mit einem einem axial bewegbaren Hubkolben 2, auf den
ein als Anschlag dienender Clip 3 in Radialrichtung 20 aufgesetzt ist. Am oberen Ende
enthält der Hubkolben 2 ein Lagerteil 6, in das das abgewinkelte Ende 5 einer
Betätigungsstange 4 schwenkbar und in Richtung A verschiebbar eingreift. Das obere
Ende der Betätigungsstange 4 ist über eine Druckfeder 7 in einem Stößel 8 gelagert, der
am oberen Ende durch einen sogenannten Schließkeil 9 mit einer schrägen Fläche
abgeschlossen ist. Der Stößel 8 ist mit Spiel in einer Radialführung 10 axial verschiebbar
gelagert. Eine Tankklappe 11 ist um ein symbolisch dargestelltes Gelenk 12 in den
Richtungen 13, 14 schwenkbar gelagert. Die Tankklappe 11 enthält einen Ausleger mit
einem hakenförmigen Ende 15, das durch eine ortsfest gelagerte Feder 16 in Richtung
17 gegen den Schließkeil 9 gedrückt wird. Die dargestellte Stellung der Tankklappe 11
stellt den geschlossenen Zustand der Tankklappe dar.
Im folgenden wird die Wirkungsweise der beschriebenen Anordnung erläutert. Dabei wird
angenommen, daß der dargestellte Clip 3 auf dem Hubkolben 2 zunächst nicht
vorhanden ist.
Zum Entriegeln und teilweisen Öffnen der Tankklappe 11 wird an eine Steuerklemme 18
des Hubmotors 1 eine manuell ausgelöste Schaltspannung S mit einer Dauer von etwa
1 s angelegt. Die Schaltspannung S bewirkt, daß der Hubkolben 2 in Richtung 19 in den
Hubmotor 1 hineingezogen wird. Dadurch wird der Stößel 8 ebenfalls nach unten
bewegt, bis das hakenförmige Ende 15 von dem Schließkeil 9 freikommt. Dadurch wird
die Tankklappe 11 entriegelt und durch die Wirkung der Feder 16 so weit in Richtung 14
geschwenkt, daß die Tankklappe 11 von Außen des Kraftfahrzeugs von Hand endgültig
geöffnet werden kann. Der Stößel 8 geht nach Beendigung der Schaltspannung S durch
eine Federwirkung innerhalb des Hubmotors 1 selbsttätig in die Stellung gemäß Fig. 1
zurück.
Es ist ersichtlich, daß der durch den Hubmotor 1 vorgegebene und an sich nicht
veränderbare Hub H1 größer ist als der Hub, der für das Freikommen des hakenförmigen
Endes 15 von dem Schließkeil 9 an sich benötigt wird. Das bedeutet, daß die Dauer der
Hubbewegung entsprechend der Dauer der Schaltspannung S und damit die
Geräuschbelästigung unnötig lang sind und auch der durch die Axialbewegung der
Betätigungsstange 4 bewirkte Verschleiß in der Führung der Betätigungsstange 4
unnötig groß ist.
Zur Verringerung des zu großen Hubes H1 und Anpassung an den wirklich benötigten
Hub ist auf den Hubkolben 2 der aus einem harten Kunststoff bestehende Clip 3 in
Radialrichtung 20 nachträglich axial unverschiebbar aufgesetzt. Dadurch wird der Hub
auf den kleineren Wert H2 begrenzt, der für die Entriegelung zwischen dem Schließkeil 9
und dem hakenförmigen Ende 15 ausreichend ist. Am Ende des verkleinerten Hubes H2
stößt somit der Clip 3 mit seiner Unterseite auf die Oberseite des Gehäuses oder des
Lagerflansches des Hubmotors 1 auf.
Bei einem praktisch erprobten Ausführungsbeispiel betrug der durch den Hubmotor 1
vorgegebene Hub H1 18 mm, während der an sich benötigte Hub H2 nur 7 mm betrug. In
diesem Fall wird also eine Verringerung in der Dauer des Störgeräusches bei Betätigung
des Hubmotors 1 sowie in dem Verschleiß der Führungen für die Betätigungsstange 4
und den Stößel 8 eine Verringerung von etwa 60% erreicht.
Zum Schließen der Tankklappe 11 wird diese von Außen des Kraftfahrzeugs manuell in
Richtung 13 zurückgeschwenkt. Dadurch gleitet die schräge Kante des hakenförmigen
Endes 15 auf dem schrägen Schließkeil 9 entlang und drückt den Stößel 8 unter
Zusammendrückung der Druckfeder 7 nach unten, bis das hakenförmige Ende 15 wieder
die in Fig. 1 dargestellte verriegelte Lage einnimmt. Während dieses Schließvorgangs
ist der Hubmotor 1 durch die Schaltspannung S nicht aktiviert.
Fig. 2 zeigt eine Ausbildung und Anordnung des Clip 3 an dem Hubkolben 2. Der
ringförmige, zum radialen Aufsetzen auf den Hubkolben 2 axial geschlitzte Clip 3 ist an
seiner Innenseite mit einem Vorsprung 21 versehen, der in eine entsprechende
Aussparung 22 des Hubkolbens 2 eingreift. Dadurch wird eine Axialverschiebung des
Clip 3 auf dem Hubkolben 2 verhindert. Der Vorsprung 21 kann stiftartig ausgebildet sein
oder auch in Form einer Rippe über den ganzen Umfang an der Innenseite des Clip 3
verlaufen.
In Fig. 3 ist anstelle des Clip 3 auf den Hubkolben 2 eine Hülse 23 ohne wesentliches
Spiel, jedoch axial verschiebbar, radial aufgesetzt. Bei der Hubbewegung des
Hubkolbens 2 stößt die Unterkante des Lagerteils 6 auf die Oberseite der Hülse 23 auf
und verringert dadurch den Hub auf den für die Entriegelung notwendigen Wert H2. Die
Hülse 23 kann auch axial unverschiebbar am oberen Ende des Hubkolbens 2 an das
Lagerteil 6 anstoßend angeordnet sein. Dann stößt am Ende der Hubbewegung die
Unterseite der Hülse 23 auf den oberen Lagerschild des Hubmotors 1 auf.
Fig. 4 zeigt eine Lösung, bei der der Clip 3 zur Verringerung und Anpassung des Hubes
innerhalb des Hubmotors 1 angeordnet ist. In dem Motorgehäuse 29 ist der eigentliche
Antriebsmotor 24 gelagert, der wieder wie in Fig. 1 an der Steuerklemme 18 durch die
Steuerspannung S gesteuert wird. Die Welle des Antriebsmotors 24 trägt ein Ritzel 25,
das in ein Zahnrad 26 eingreift, das mit einer Spindel 27 versehen ist. Die Spindel 27
greift über ein Gewinde in den Hubkolben 2 ein. Bei Betätigung des Antriebsmotors 24
durch die Schaltspannung S wird daher durch Drehung der Spindel 27 der Hubkolben 2
in Richtung 19 in das Motorgehäuse 29 hineingezogen. Ohne den Clip 3 würde der Hub
H1 betragen. Durch den auf die Spindel 27 aufgesetzten Clip 3 wird indessen der zu
große Hub H1 auf den verkleinerten und angepaßten Hub H2 begrenzt. Die
Hubbewegung wird somit beendet, wenn die Unterseite des Hubkolbens 2 auf die
Oberseite des Clip 3 auftrifft. Der Clip oder ein ähnlich ausgebildeter Anschlag könnte
auch am Motorgehäuse 29 selbst befestigt, zum Beispiel eingeschnappt oder
angespritzt, sein, um die Hubbewegung des Hubkolbens 2 in Richtung 19 zu begrenzen.
1
Hubmotor
2
Hubkolben
3
Clip
4
Betätigungsstange
5
abgewinkeltes Ende
6
Lagerteil
7
Druckfeder
8
Stößel
9
Schließkeil
10
Radialführung
11
Tankklappe
12
Gelenk
13
Richtung
14
Richtung
15
hakenförmiges Ende
16
Feder
17
Richtung
18
Steuerklemme
19
Richtung
20
Radialrichtung
21
Vorsprung
22
Aussparung
23
Hülse
24
Antriebsmotor
25
Ritzel
26
Zahnrad
27
Spindel
28
Lagerbock
29
Motorgehäuse
Claims (7)
1. Kraftfahrzeug mit einem elektromechanisch betätigten Bauteil (11) und einem
Hubmotor (1), dessen axial bewegbarer Hubkolben (2) durch einen Hub (H) über ein
Gestänge (4) die Betätigung des Bauteils auslöst,
dadurch gekennzeichnet, daß
auf den Hubkolben (2) nachträglich ein den Hub (H) des Hubkolbens (2)
verringernder Anschlag (3) aufgesetzt ist.
2. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag durch
einen radial auf den Hubkolben (2) aufgesetzten Clip (3) gebildet ist.
3. Kraftfahrzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Clip (3) zur
Vermeidung einer Axialverschiebung auf dem Hubkolben (2) formschlüssig in den
Hubkolben (2) eingreift.
4. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag durch
eine auf den Hubkolben (2) aufgesetzte Hülse (23) gebildet ist, die am Ende der
Hubbewegung zwischen einem Vorsprung (6) an dem Hubkolben (2) und dem
Motorgehäuse (1) eingeklemmt wird.
5. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (3) im
Inneren des Motorgehäuses (29) auf den Hubkolben (2) aufgesetzt ist.
6. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (3) im
Inneren des Motorgehäuses (29) auf das Motorgehäuse (29) aufgesetzt ist.
7. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (3)
aus einem weichen, nachgiebigen Material wie einem Elastomerelement besteht,
das das Auftreffgeräusch des Anschlags (3) auf ein Gegenlager dämpft.
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2001
- 2001-02-28 DE DE10109649.6A patent/DE10109649B4/de not_active Expired - Fee Related
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