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Die
Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für eine Verstelleinrichtung
eines Kraftfahrzeugs nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Eine
derartige Antriebsvorrichtung umfasst eine Antriebsbaugruppe zum
Erzeugen eines Antriebsmomentes sowie eine Abtriebsbaugruppe zum Weiterleiten
des von der Antriebsbaugruppe erzeugten Antriebsmomentes zu einem
zu verstellenden Kraftfahrzeugteil der Verstelleinrichtung und ferner eine
Bremseinrichtung, mit der verhindert werden soll, dass das Verstellteil
durch das Aufbringen abtriebsseitiger Kräfte, die nicht über die
Antriebsbaugruppe in die Verstelleinrichtung eingeleitet werden, bewegt
werden kann.
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Die
Antriebsbaugruppe weist beispielsweise einen Antriebsmotor oder
ein manuell zu betätigendes
Antriebsmittel, wie eine Handkurbel oder ein Handrad, auf, womit
eine oder mehrere Getriebeelemente der Antriebsbaugruppe angetrieben
werden, wie zum Beispiel ein auf einer Motor- oder Kurbelwelle angeordnetes
Getriebeelement in Form einer Schnecke, das mit einem nachgeordneten
Getriebeelement, zum Beispiel in Form eines Schneckenrades, in Eingriff
steht.
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Die
ausgangsseitig an die Antriebsbaugruppe anschließende Abtriebsbaugruppe dient
zur Weiterleitung des in der Antriebsbaugruppe (durch einen Antriebsmotor,
eine Handkurbel oder ein Handrad) erzeugten Antriebs- bzw. Drehmomentes
zu einem zu verstellenden Kraftfahrzeugteil, wie zum Beispiel einer
höhenverstellbaren
Fensterscheibe oder eines in seiner Lage verstellbaren Sitzteiles
oder einer verstellbaren Armstütze.
Hierzu kann die Abtriebsbaugruppe eingerichtet sein zum Antreiben
einer drehbar gelagerten Seiltrommel, die von einem flexiblen Zugmittel
umschlungen ist, das der Kraftübertragung
zu einer zu verstellenden Fensterscheibe dient, welche mit dem flexiblen
Zugmittel in üblicher
Weise über
einen am flexiblen Zugmittel fixierten und die Fensterscheibe tragenden
Mitnehmer verbunden ist. Ferner kann die Abtriebsbaugruppe beispielsweise
zur Einleitung des in der Antriebsbaugruppe erzeugten Antriebs-
bzw. Drehmomentes in einen schwenkbar gelagerten Sitzhebel dienen,
mit dem ein Polsterträger eines
Kraftfahrzeugsitzes bezüglich
einer Bodenbaugruppe höhenverstellbar
ist. Aber auch andere verstellbare Sitzteile, wie zum Beispiel eine
Rückenlehne
oder eine Schenkelstütze,
oder auch eine an einer Kraftfahrzeugtür vorgesehene höhenverstellbare Armstütze können Ziel
der Weiterleitung eines Antriebsmomentes durch die Abriebsbaugruppe
der Antriebsvorrichtung sein.
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Bei
derartigen Kraftfahrzeugverstelleinrichtungen ist von großer Bedeutung,
dass eine durch Betätigung
der hierfür
vorgesehenen Komponente der Antriebsbaugruppe, wie zum Beispiel
eines Antriebsmotors, einer Handkurbel oder eines Handrades, eingestellte
Position des Verstellteiles auch dann erhalten bleibt, wenn auf
das Verstellteil externe Kräfte
wirken, zum Beispiel indem auf eine angehobene Fensterscheibe eine äußere Kraft
in Richtung auf ein Absenken der Fensterscheibe ausgeübt wird oder
indem auf einem in einer bestimmten Höhe positionierten Polsterträger eines
Kraftfahrzeugsitzes ein Fahrzeuginsasse Platz nimmt und hierdurch
den Polsterträger
in Richtung auf den Karosserieboden belastet. Mit anderen Worten
ausgedrückt,
muss die erwähnte
Bremsvorrichtung derart ausgeführt
sein, dass sie eine Änderung
der Position eines mittels der Versteileinrichtung einzustellenden
Kraftfahrzeugteiles unter der Wirkung abtriebsseitiger Kräfte, die nicht über die
Antriebsbaugruppe in die Versteileinrichtung eingeleitet werden,
verhindert.
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Hierzu
ist es beispielsweise bekannt, einen Antriebsmotor, zum Beispiel
in Form eines Elektromotors, unmittelbar selbsthemmend auszugestalten. Dies
führt jedoch
dazu, dass der Wirkungsgrad der Antriebsvorrichtung unter 50% liegt.
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Insbesondere
bei handbetriebenen Antriebsvorrichtungen, bei denen ein Antriebsmoment
beispielsweise über
eine Handkurbel oder über
ein Handrad eingeleitet wird, sind auch Bremseinrichtungen unter
Verwendung von Schlingfedern bekannt, die sich unter der Wirkung
abtriebsseitig aufgebrachter Kräfte
derart um mindestens eine zugeordnete Komponente der Antriebsvorrichtung
schlingen, dass diese für
eine weitere Bewegung gesperrt wird und abtriebsseitig eingeleitete
Momente nicht zu Bewegungen im System führen können, also insbesondere auch
keine Verstellbewegung eines mit der Antriebsvorrichtung gekoppelten
Verstellteiles zulassen.
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Der
Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Antriebsvorrichtung der
eingangs genannten Art mit einer Bremsvorrichtung zu schaffen, die
sich bei einfachem Aufbau durch eine zuverlässige Funktion auszeichnet.
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Dieses
Problem wird erfindungsgemäß durch
die Schaffung einer Antriebsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs
1 gelöst.
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Danach
umfasst die Bremsvorrichtung mindestens ein Bremselement, das an
einer Führung
einer Antriebsmoment-übertragenden
Komponente der Antriebsvorrichtung geführt ist und das sich entlang
dieser Führung
zwischen einer Eingriffsstellung und einer Lösestellung hin und her bewegen
lässt, wobei
das Bremselement in seiner Eingriffsstellung mit einer Bremsfläche in Eingriff
steht und in seiner Lösestellung
außer
Eingriff mit jener Bremsfläche
ist.
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Während des
Eingriffs des mindestens einen Bremselementes in die zugeordnete
Bremsfläche
ist eine Bewegung der besagten Antriebsmoment-übertragenden Komponente der
Antriebsvorrichtung gesperrt, so dass insbesondere keine abtriebsseitig
eingeleiteten Momente zu einer Verstellbewegung führen können. Umgekehrt
ist jene Antriebsmoment-übertragende
Komponente zur Antriebsmoment-Übertragung
bewegbar, insbesondere drehbar, wenn das mindestens eine Bremselement
außer
Eingriff mit der zugeordneten Bremsfläche steht, so dass die Übertragung
antriebsseitig eingeleiteter Momente ermöglicht wird.
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Der
Eingriff des mindestens einen Bremselementes in die zugeordnete
Bremsfläche
kann dabei formschlüssig,
zum Beispiel über
jeweils eine Verzahnung am Bremselement einerseits und der Bremsfläche andererseits,
oder kraft- bzw. reibschlüssig,
zum Beispiel über
jeweils eine Reibfläche am
Bremselement einerseits und der Bremsfläche andererseits, erfolgen.
Auch eine Kombination eines form- und reibschlüssigen Eingriffs ist möglich, zum Beispiel
indem das Bremselement und/oder die zugeordnete Bremsfläche zusätzlich zu
einer Ausgestaltung als Reibfläche
eine für
einen formschlüssigen
Eingriff geeignete räumliche
Struktur aufweisen.
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Bei
dem mindestens einen Bremselement handelt es sich vorteilhaft um
ein im Wesentlichen starres Element bzw. um ein Element, das zum
in- und außer-Eingriff-Bringen mit der zugeordneten Bremsfläche als
Ganzes bewegt werden muss – im Unterschied
etwa zu einer Schlingfeder, bei der die Bremswirkung durch Deformation
erzeugt wird. Diese Ausführungsform
der Erfindung schließt
jedoch nicht aus, dass das Bremselement auch elastische Bereiche
aufweist, die etwa zur Herstellung einer Reibwirkung beim Eingriff
mit der zugeordneten Bremsfläche
deformiert werden. Kennzeichnend für diese Ausführungsform
ist vielmehr, dass das in- und außer-Eingriff-Bringen des Bremselementes
mit der zugeordneten Bremsfläche über eine
gleichzeitige und ggf. gleichsinnige Bewegung des gesamten Bremselementes
eingeleitet wird und nicht in erster Linie über eine Deformation des Bremselementes, wie
es bei einer Schlingfeder der Fall ist.
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Für größtmögliche Sicherheit
der Bremseinrichtung ist das mindestens eine Bremselement mittels
eines zugeordneten elastischen Elementes, zum Beispiel in Form eines
Federelementes (Druckfeder) in seine Eingriffsstellung vorbelastet,
in der es mit der zugeordneten Bremsfläche in Eingriff befindlich
ist, so dass die Bremseinrichtung aktiviert ist.
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Die
Bremseinrichtung ist dabei bevorzugt derart ausgestaltet, dass ein
Lösen der
Bremseinrichtung, das heißt
ein außer-Eingriff-Bringen
des mindestens einen Bremselementes und der zugeordneten Bremsfläche durch
das im Betrieb der Antriebsbaugruppe wirkende Antriebsmoment und
somit ohne zusätzliche
krafterzeugende Mittel, wie zum Beispiel speziell zum Lösen der
Bremse vorgesehene Magnete oder dergleichen, erfolgt.
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So
kann etwa als Schaltmittel eine Kraftumlenkungseinrichtung vorgesehen
sein, die im Betrieb der Antriebsbaugruppe einen Teil des erzeugten
Antriebsmomentes bzw. der hiermit verbundenen Antriebskraft derart
umlenkt, dass sie zum Lösen
der Bremseinrichtung, also zum außer-Eingriff-Bringen des Bremselementes
mit der zugeordneten Bremsfläche
aufgewandt wird. Als Kraftumlenkungseinrichtung können Schaltmittel
dienen, die eine gekrümmte bzw.
geneigt verlaufende Führungskulisse
und ein hierin eingreifendes Führungselement
aufweisen, von denen die eine Baugruppe dem Bremselement und die
andere Baugruppe einer Drehmoment-übertragenden Komponente der
Antriebsvorrichtung zugeordnet ist, die verschieden von derjenigen
Komponente ist, an der das Bremselement beweglich geführt ist.
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Handelt
es sich bei der Komponente der Antriebsvorrichtung, an der das Bremselement
für ein in-
und außer-Eingriff-Bringen
mit der zugeordneten Bremsfläche
(längs)beweglich
geführt
ist, um eine Komponente der Abtriebsbaugruppe, insbesondere um ein
drehbares Getriebeelement jener Abtriebsbaugruppe, so kann das Bremselementes
zum Lösen
der Bremse (über
die obigen Schaltmittel) beispielsweise mit einer Komponente der
Antriebsbaugruppe zusammenwirken, mit welcher die vorgenannte Komponente
der Abtriebsbaugruppe drehmomentübertragend
in Verbindung steht. Dabei sind die die kanalartige Führung für das Bremselement
aufweisende Komponente der Abtriebsbaugruppe einerseits sowie die
zur Aktivierung einer Bewegung des Bremselementes mit diesem zusammenwirkende Komponente
der Antriebsbaugruppe andererseits derart drehmomentübertragend
miteinander verbunden, dass eine begrenzte Relativbewegung, insbesondere
geringfügige
relative Drehbewegung, zwischen den beiden Komponenten möglich ist
(Umkehrspiel), bis sie drehmomentübertragend fest miteinander
in Eingriff stehen, wobei während
jener geringfügigen
Relativbewegung die gewünschte
Kraftumlenkung über
die Schaltmittel erfolgt, mit der eine Bewegung des Bremselementes
entlang seiner zugeordneten (kanalartigen) Führung ausgelöst wird.
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Ist
die Bremseinrichtung so ausgelegt, dass das Bremselement an einer
drehbaren Komponente der Antriebsvorrichtung axial oder radial verschieblich
geführt
ist, um es mit einer zugeordneten Bremsfläche in und außer Eingriff
bringen zu können,
so kann die Führungskulisse
etwa derart gekrümmt
bzw. geneigt ausgeführt
sein, dass eine im Betrieb der Antriebsbaugruppe ausgelöste und
der Drehmomentübertragung
dienende Drehbewegung jener Komponente der Antriebsvorrichtung mittels
der Führungskulisse
und des hierin eingreifenden Führungselementes
in eine axiale bzw. radiale Bewegung des entsprechenden Bremselementes
umgesetzt wird.
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Für eine besondere
Stabilität
und Sicherheit der Bremswirkung umfasst die Bremseinrichtung mehr
als ein Bremselement, zum Beispiel paarweise vorgesehene Bremselemente,
die einander gegenüberliegend
angeordnet sind und die beim in- und außer-Eingriff-Bringen mit der
zugehörigen
Bremsfläche
jeweils in entgegengesetzter Richtung bewegt werden. Hierzu kann
etwa ein zwischen paarweise zusammengehörenden Bremselementen liegendes elastisches
Element (Federelement) dienen, welches die jeweils zu einem Bremselementenpaar
gehörenden
Bremselemente in entgegengesetzter Richtung in jeweils einen Bereich
der Bremsfläche
vorspannt (hineindrückt).
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Die
Bremsfläche
kann beispielsweise ringförmig
ausgeführt
sein und ist an einem räumlich
feststehenden, also im Betrieb der Antriebsvorrichtung nicht zur
Drehmomentübertragung
bewegten Bauteil angeordnet (und gegebenenfalls einstückig ausgebildet),
wie zum Beispiel an einem Gehäusebauteil
der Antriebsvorrichtung.
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Zur
Führung
des jeweiligen Bremselementes entlang der Richtung, entlang der
es mit der zugeordneten Bremsfläche
in und außer
Eingriff zu bringen ist, kann ein (im Querschnitt vollständig geschlossener
oder offener) Führungskanal
dienen, der an einer der Drehmomentübertragung dienenden Komponente
der Antriebsvorrichtung ausgebildet ist und in den das jeweilige
Bremselement mit einem Führungsabschnitt
beweglich (verschieblich) eingreift.
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Bei
Inbetriebnahme der Antriebsvorrichtung durch Aktivieren von deren
Antriebsbaugruppe erfolgt das Lösen
der Bremseinrichtung, d. h. das außer-Eingriff-Bringen des Bremselementes
von der zugeordneten Bremsfläche,
jeweils durch die Schaltmittel, mittels derer ein antriebsseitig
aufgebrachtes Moment bzw. eine hiermit verbundene Antriebskraft derart
umlenkbar ist, dass sie in zur Erzeugung einer Bewegung des Bremselementes
entlang seiner zugeordneten Führung
an der ersten Komponente der Antriebsvorrichtung umgesetzt wird.
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Um
nach Abschluss einer Verstellbewegung, also wenn die Antriebsvorrichtung
außer
Betrieb genommen werden soll, nachdem das entsprechende Verstellteil
seine gewünschte
Verstellposition erreicht hat, die Bremseinrichtung wieder in ihre
Sperrstellung zu überführen, in
der ein jeweiliges Bremselement mit der zugeordneten Bremsfläche in Eingriff steht,
kann einerseits ein kurzzeitiges Reversieren der Antriebsbaugruppe,
insbesondere durch kurzzeitigen Betrieb eines Antriebsmotors der
Antriebsbaugruppe in entgegengesetzter Richtung, vorgesehen sein.
Hierbei wirkt ein jeweiliges Bremselement über die hierfür vorgesehenen
Schaltmittel, z. B. über
ein Führungselement
und eine (geneigte bzw. gekrümmte)
Führungskulisse,
derart mit der zweiten Komponente der Antriebsvorrichtung zusammen,
dass das Bremselement von der zugeordneten Bremsfläche abgehoben
wird.
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Alternativ
oder ergänzend
können
auch zusätzliche
elastische Mittel, wie z. B. ein Federelement in Form einer Schenkelfeder
oder einer Spiralfeder, dazu genutzt werden, um diejenigen Kräfte bzw.
dasjenige Moment aufzubringen, das für ein Lösen der Bremseinrichtung erforderlich
ist. Hierzu kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die die (kanalartige)
Führung
aufweisende erste Komponente der Antriebvorrichtung und deren einen
Teil der Schaltmittel aufweisende zweite Komponente über ein
Federelement, z. B. in Form einer Schenkelfeder oder Spiralfeder,
zusammenwirken, wobei diese Feder vorgespannt wird, wenn im Betrieb
der Antriebsvorrichtung eine Drehmomentübertragung zwischen den beiden Komponenten
der Antriebsvorrichtung erfolgt und dieses Federelement sich wieder
entspannt, sobald die Drehmomentübertragung
abgeschlossen ist. Bei der Entspannung des Federelementes wird dann
ein Moment bzw. eine Kraft aufgebracht, die über die hierfür vorgesehenen
Schaltmittel zum Lösen
der Bremseinrichtung führt.
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Weitere
Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden bei der nachfolgenden
Beschreibung von Ausführungsbeispielen
anhand der Figuren deutlich werden.
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Es
zeigen:
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1a eine
perspektivische Explosionsdarstellung einer Antriebsvorrichtung
einer Kraftfahrzeugverstelleinrichtung mit einer Bremseinrichtung;
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1b eine
andere perspektivische Ansicht der Anordnung aus 1a;
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2 eine
schematische Darstellung der Anordnung aus den 1a und 1b in
zusammengebautem Zustand;
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3a eine
erste Abwandlung der Anordnung aus den 1a und 1b in
perspektivischer Explosionsdarstellung;
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3b eine
andere perspektivische Ansicht der Anordnung aus 3a;
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4a eine
schematische Darstellung der Anordnung aus den 3a und 3b in
zusammengebautem Zustand bei gelöster
Bremseinrichtung;
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4b eine
Darstellung gemäß 4a bei aktivierter
Bremseinrichtung;
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5a eine
zweite Abwandlung der Anordnung aus den 1a und 1b in
perspektivischer Explosionsdarstellung;
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5b eine
andere perspektivische Ansicht der Anordnung aus 5a;
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6a eine
schematische Darstellung der Anordnungen aus den 5a und 5b in
zusammengebautem Zustand;
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6b eine
Rückansicht
der Darstellung aus 6a;
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7 eine
Abwandlung der Anordnung aus 2 hinsichtlich
der Ausbildung der Bremseinrichtung;
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8 eine
weitere Abwandlung der Anordnung aus 2 hinsichtlich
der Ausbildung der Bremseinrichtung.
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In
den 1a, 1b und 2 ist eine
Antriebsvorrichtung für
eine Kraftfahrzeugverstelleinrichtung dargestellt, die eine Antriebsbaugruppe 1, 2, eine
Abtriebsbaugruppe 3 sowie eine Bremseinrichtung 4, 5, 14 umfasst.
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Von
der Antriebsbaugruppe 1, 2, die hier als ein elektromotorischer
Antrieb ausgestaltet ist, sind ein aus einem ersten Gehäuseteil 11 und
einem zweiten Gehäuseteil 12 zweites
Gehäuseteil 12 (mit
einem Achsstummel 13 zur Definition der Drehachse) bestehendes
Antriebsgehäuse
zu erkennen, das einen Aufnahmebereich 10 für einen
Antriebsmotor (Elektromotor) aufweist. Auf einer Motorwelle des
am Aufnahmebereich 10 anzuordnenden Antriebsmotors kann
in üblicher
Weise drehfest eine Schnecke als ein ausgangsseitiges Getriebeelement
des Antriebsmotors angeordnet sein, die mit einem in den 1a, 1b und 2 erkennbaren
und in dem Antriebsgehäuse 1 zu
lagernden Schneckenrad 2 als Antriebselement kämmt, vergl.
10 2005 009 116 A1, worauf hinsichtlich der Bildung einer Antriebsbaugruppe durch
einen Antriebsmotor, ein von der Motorwelle des Antriebsmotors angetriebenes
ausgangsseitiges Getriebeelement in Form einer Schnecke und einem hiermit
kämmenden
Schneckenrad zum Betätigen
eines Verstellteiles eines Kraftfahrzeugs voll inhaltlich Bezug
genommen wird. Das Antriebselement/Schneckenrad 2 steht über von
seinem Grundkörper
abstehende, der Drehmomentübertragung
dienende Fortsätze 27 in
Form von Klauen formschlüssig
mit einem die Abtriebsbaugruppe bildenden Abtriebselement 3 zusammen.
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Das
Abtriebselement 3 ist mit dem Antriebselement 2 in
Form eines Schneckenrades koaxial gelagert, so dass die beiden Getriebeelemente 2, 3 im Betrieb
der Antriebsvorrichtung um eine gemeinsame Drehachse gedreht werden
können.
Das Abtriebselement 3 weist hierzu Formschlussbereiche 37 in Form
von (zwei) Aussparungen auf, in die das Antriebselement 2 mit
seinen als Klauen ausgebildeten Fortsätzen 27 derart eingreifen
kann, dass das Abtriebselement 3 und das Antriebselement 2 formschlüssig miteinander
verbunden sind und bei einer Drehbewegung des Antriebselementes 2 das
Abtriebselement 3 mitgenommen wird.
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Dabei
weisen allerdings die beiden Aussparungen 37 des Abtriebselementes 3 ein
gewisses Übermaß (in Umfangsrichtung)
bezüglich
der beiden in je eine der beiden Aussparungen eingreifenden Fortsätze 27 des
Antriebselementes 2 auf, so dass am Anfang einer Drehbewegung
des Antriebselementes 2 in Form eines Schneckenrades zunächst ein
gewisses Spiel ("Umschaltspiel" in Umfangsrichtung
U bzw. der hiermit zusammenfallenden Drehrichtung D) überwunden
werden muss, bevor das Antriebselement 2 über mindestens
einen seiner Fortsätze 27 – je nach
Drehrichtung – mit
einer seitlichen Begrenzungswand der jeweils zugeordneten Aussparung 37 des
Abtriebselementes 3 in Eingriff tritt und sodann das Abtriebselement 3 bei
einer weiteren Drehbewegung mitnimmt, so dass die beiden Getriebeelemente 2, 3 dementsprechend
um eine gemeinsame Achse gedreht werden.
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Das
Abtriebselement 3 weist ferner einen Verzahnungsbereich 38 auf,
der ein Zahnritzel bildet und über
den das Abtriebselement 3 bei einer Drehbewegung, ausgelöst durch
die Erzeugung eines Antriebsmomentes im Betrieb der Antriebsbaugruppe 1, 2,
eine Verstellbewegung eines zugeordneten Verstellteiles herbeiführt.
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Handelt
es sich bei dem in seiner Position einzustellenden Verstellteil
beispielsweise um eine höhenverstellbare
Fensterscheibe einer Kraftfahrzeugtür, so kann das Abtriebselement 3 insbesondere
dazu dienen, über
seinen Verzahnungsbereich 38 eine drehbar gelagerte Seiltrommel
anzutreiben, die von einem flexiblen Zugmittel eines Fensterhebers umschlungen
ist, an welchem wiederum ein die Fensterscheibe tragender Mitnehmer
festgelegt ist, so dass über
die Seiltrommel, das flexible Zugmittel und den Mitnehmer ein am
Abtriebselement 3 anliegendes Antriebsmoment (Drehmoment)
auf eine zu verstellende Fensterscheibe übertragen werden kann und zu
einer gewünschten
Auf- oder Abbewegung der Fensterscheibe führt, je nach Drehrichtung D
des Abtriebselementes 3 und insbesondere des Verzahnungsbereiches 38 des
Abtriebselementes 3. Alternativ kann der Fensterheber auch
als ein so genannter Armfensterheber ausgebildet sein, bei dem das
Abtriebselement 3 und dessen Verzahnungsbereich 38 dazu
dienen, einen schwenkbar gelagerten Hebelarm des Fensterhebers anzutreiben.
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Weiterhin
kann die in den 1a, 1b und 2 dargestellte
Antriebsvorrichtung auch dazu dienen, die Lage eines Sitzteiles
eines Kraftfahrzeugsitzes einzustellen, z. B. indem das Abtriebselement 3 über seinen
Verzahnungsbereich 38 – und
gegebenenfalls weitere Getriebeelemente – auf einen schwenkbar gelagerten
Verstellhebel einwirkt, über
den ein Polsterträger
eines Kraftfahrzeugsitzes mit einer Bodenbaugruppe (Schienenlängsführung) des
Sitzes gelenkverbunden ist, wobei durch Verschwenken des Verstellhebels
der Abstand zwischen Polsterträger
und Bodenbaugruppe und damit die so genannte Sitzhöhe einstellbar
ist. Es können
aber auch andere Sitzteile, wie z. B. eine Rückenlehne, eine Kopfstütze, eine
Schenkelstütze
oder dergleichen mit einer Antriebsvorrichtung der in den 1a, 1b und 2 dargestellten
Art verstellt werden.
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Schließlich kann
die Antriebsvorrichtung auch zur Einstellung der Position sonstiger
verstellbarer Kraftfahrzeugteile, wie z. B. einer an der Innenseite
einer Kraftfahrzeugtür
vorgesehenen Armstütze oder
dergleichen, dienen.
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Wichtig
ist bei einer derartigen Antriebsvorrichtung, dass ein abtriebsseitig,
also insbesondere unter Umgehung der Antriebsbaugruppe 1, 2,
eingeleitetes Moment bzw. eine abtriebsseitig eingeleitete Kraft
nicht zu einer Rückstellbewegung
des mittels der Antriebsvorrichtung einzustellenden Kraftfahrzeugteiles
führen.
So soll etwa eine Krafteinwirkung auf eine höhenverstellbare Fensterscheibe
nicht dazu führen,
dass die Fensterscheibe aus einer zuvor eingestellten Position abgesenkt
wird (Diebstahlschutz). In entsprechender Weise soll ein Sitzteil
eines Kraftfahrzeugsitzes auch dann eine zuvor eingestellte Lage
beibehalten, wenn das entsprechende Sitzteil durch einen Fahrzeuginsassen
belastet wird.
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Hierfür ist es
einerseits bekannt, den Antriebsmotor selbst als so genannten selbsthemmenden
Motor auszulegen, so dass eine abtriebsseitig in die Antriebsvorrichtung
eingeleitete Kraft keine Verstellbewegung auslösen kann. Hiermit sind jedoch Verluste
im Wirkungsgrad des Antriebsmotors verbunden.
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Vorliegend
umfasst eine Bremseinrichtung 4, 5, 14,
mit der Verstellbewegungen bei abtriebsseitiger Einleitung eines
Momentes bzw. einer Kraft verhindert werden sollen, zwei Bremselemente 4a, 4b, die
jeweils in radialer Richtung – bezogen
auf die Drehachse des Antriebselementes 2 und des Abtriebselementes 3 – mit einem
Führungsbereich 45 beweglich
(längsverschieblich)
in einer zugeordneten Führung 35 (Längsführung) des
Abtriebselementes 3 gelagert sind. Die beiden Bremselemente 4a, 4b sind mittels
eines zwischen den beiden Bremselementen 4a, 4b angeordneten
vorgespannten elastischen Elementes 5 (Federelement in
Form einer als Schraubenfeder ausgebildeten Druckfeder) in radialer
Richtung nach außen
vorgespannt, wobei das elastische Element 5 mit seinen
beiden Stirnseiten (Federenden) jeweils in eine hierfür vorgesehene
Aufnahme 46 des jeweiligen Bremselementes 4a, 4b eingreift. Die
Bremselemente 4a, 4b haben somit die Tendenz, in
die Innenverzahnung 140 eines an einem Gehäuseteil 12 des
Antriebsgehäuses 1 ausgebildeten Bremsringes,
hier in Form eines Verzahnungsringes 14, einzugreifen,
und zwar mit je einem an der der Innenverzahnung 140 des
Verzahnungsringes 14 zugewandten Stirnseite des jeweiligen
Bremselementes 4a, 4b vorgesehenen Verzahnungsabschnitt 40.
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Bei
Eingriff der beiden einander gegenüberliegend angeordneten und
mittels des vorgespannten elastischen Elementes 5 in entgegengesetzter
Richtung radial nach außen
belasteten Bremselemente 4a, 4b mit ihrem jeweiligen
Verzahnungsabschnitt 40 in die Innenverzahnung 140 des
Verzahnungselementes 14, ist das Abtriebselement 3 gegenüber Drehbewegungen
zuverlässig
blockiert. Abtriebsseitig eingeleitete Kräfte bzw. Momente werden dann nämlich über die
(am Abtriebselement 3 angeordneten) Bremselemente 4a, 4b und
die Innenverzahnung 140 des Verzahnungsringes 14 unmittelbar
in das Antriebsgehäuse 1 weitergeleitet
und führen nicht
zu einer Verstellbewegung der Antriebsvorrichtung oder eines hiermit
einzustellenden Verstellteiles.
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Gemäß der in
den 1a, 1b und 2 dargestellten
Ausführungsform
können
dabei die Verzahnungsabschnitte 40 der Bremselemente 4a, 4b (und/oder
die Verzahnungselemente der Innenverzahnung 140 des Antriebsgehäuses 1)
asymmetrisch ausgebildet sein, z. B. nach Art einer Sägezahnverzahnung,
so dass die Bremswirkung der Bremseinrichtung für solche abtriebsseitig eingeleiteten Drehmomente
besonders groß ist,
die mit besonders großen
Kräften
verbunden sein können.
Im Fall einer höhenverstellbaren
Fensterscheibe gilt dies beispielsweise für abtriebsseitig aufgebrachte
Momente, die auf einem Druck auf die Scheibenoberkante beruhen,
mit dem ein Absenken der Fensterscheibe herbeigeführt werden
soll. Bei einem höhenverstellbaren
Polsterträger
eines Kraftfahrzeugsitzes gilt dies in entsprechender Weise für solche
abtriebsseitigen Kräfte,
die durch das Gewicht eines Fahrzeuginsassen auf den Polsterträger erzeugt
werden.
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Um
im Betrieb der Antriebsbaugruppe 1, 2, also bei
antriebsseitiger Einleitung eines Antriebsmomentes in die Antriebsvorrichtung,
die Bremseinrichtung zu entriegeln, indem die Bremselemente 4a, 4b aus
ihrer vorstehend beschriebenen Sperrstellung (charakterisiert durch
einen Eingriff in die Innenverzahnung 140 des Verzahnungsringes 14)
in eine Lösestellung überführt werden,
in der die Bremselemente 4a, 4b außer Eingriff
mit dem Verzahnungsring 14 stehen und dementsprechend die
Bremseinrichtung nicht mehr aktiv ist, sind Schaltmittel 21, 41 vorgesehen.
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Die
Schaltmittel 21, 41 umfassen jeweils ein als Schaltklaue
dienendes Führungselement 41 in Form
eines Führungszapfens,
das von jedem der beiden Bremselemente 4a, 4b (in
axialer Richtung) absteht und dem je eine Führungskulisse 21 an
einer von dem Abtriebselement 3 verschiedenen Komponente
der Antriebsvorrichtung, nämlich
am Antriebselement 2, zugeordnet ist. Die jeweilige Führungskulisse 21 erstreckt
sich in Umfangsrichtung – bezogen
auf die Drehachse des Antriebselementes 2 und des Abtriebselementes 3 – und weist
dabei an einem Führungsrand 210 einen
derart bezüglich
der Umfangsrichtung geneigten Verlauf auf, dass bei einer Bewegung
eines jeweiligen in die Führungskulisse 21 eingreifenden
Führungselementes 41 relativ
zu der zugeordneten Führungskulisse 21 in
Umfangsrichtung (aus der in 6b erkennbaren
Mittellage heraus) eine Radialbewegung des Führungselementes 41 und
damit auch des jeweiligen Bremselementes 4a, 4b ausgelöst wird.
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Diese
Relativbewegung eines jeweiligen Führungselementes 41 bezüglich der
zugeordneten Führungskulisse 21 bei
Inbetriebnahme der Antriebsvorrichtung (durch Aktivierung des zugehörigen Antriebsmotors)
wird ermöglicht
wegen des vorstehend erläuterten
Umschaltspieles s (vergl. 2) zwischen
dem Abtriebselement 3, an dem die Bremselemente 4a, 4b mit
ihren Führungselementen 41 gelagert
sind, einerseits und dem Antriebselement 2, an dem die
Führungskulissen 21 ausgebildet
sind, andererseits. Wegen dieses Umschaltspieles wird bei einer
Drehbewegung des Antriebselementes 2 (Schneckenrad), ausgelöst durch
eine Inbetriebnahme des zugehörigen
Antriebsmotors, das nachgeordnete Abtriebselement 3 nicht
unmittelbar sofort mitgenommen, sondern es erfolgt zunächst – bis zum Ausgleich
des Umschaltspieles s – eine
begrenzte Relativbewegung des Antriebselementes 2 bezüglich des
Abtriebselementes 3 (in Form einer Drehbewegung um die
gemeinsame Drehachse), wobei es gleichzeitig zu einer Relativbewegung
der bremselementseitigen Führungselemente 41 bezüglich der antriebselementseitigen
Führungskulissen 21 entlang
der besagten Drehrichtung D (Umfangsrichtung U der Getriebeelemente 2, 3)
kommt. Diese Drehbewegung wird wegen des geneigten Verlaufs der
Führungsränder 210 der
Führungskulissen 21 bezüglich einer
Tangentialen auf die Dreh- bzw. Umfangsrichtung umgesetzt in eine
radiale Bewegung der Bremselemente 4a, 4b entlang
einer Richtung weg von der Innenverzahnung 140 des Verzahnungsringes 14, wobei
die Führungsbereiche 45 der
Bremselemente 4a, 4b weiter in die jeweils zugeordnete
kanalartige Führung
des Abtriebselementes 3 hineingedrückt werden, und zwar unter
Zusammendrücken
des elastischen Elementes 5 in Form einer Druckfeder.
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Hierdurch
sind die Bremselemente 4a, 4b in ihre jeweilige
Lösestellung überführt, in
der sie nicht mehr mit der Innenverzahnung 140 in Eingriff
stehen und dementsprechend die Bremseinrichtung gelöst ist.
Dies ermöglicht
im Weiteren eine freie, gemeinsame Drehbewegung der Getriebeelement 2, 3 um
ihre gemeinsame Drehachse, so dass ein mit dem Verzahnungsbereich 38 (Außenverzahnung)
des Abtriebselementes 3 gekoppeltes Verstellteil in der
gewünschten
Weise eingestellt werden kann.
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Um
am Ende einer Verstellbewegung, also bei Deaktivierung des Antriebsmotors
der Antriebsvorrichtung zu erreichen, dass die Bremseinrichtung wieder
aktiviert wird, also deren Bremselemente 4a, 4b in
ihre Sperrstellung übergehen,
in der sie jeweils mit ihrem Verzahnungsabschnitt 40 in
die Innenverzahnung 140 des Verzahnungsringes 14 eingreifen, kann
ein kurzzeitiges Reversieren des Antriebsmotors am Ende einer jeweiligen
Verstellbewegung vorgesehen sein.
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D.
h., wird der Antriebsmotor zunächst
für einen
gewissen Zeitraum derart bestromt, dass dessen Motorwelle und die
hierdurch angetriebenen Getriebeelemente 2, 3 entlang
einer bestimmten Richtung gedreht werden, um eine vorgegebene Verstellbewegung
eines Verstellteiles zu erzeugen, so erfolgt am Ende dieser Verstellbewegung
kurzzeitig eine derartige Bestromung des Antriebsmotors, dass sich
das Antriebselement 2 in Form eines Schneckenrades kurzzeitig
entlang der entgegengesetzten Richtung dreht.
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Dieses
Reversieren des Antriebsmotors erfolgt z. B. für einen so kurzen Zeitraum,
dass das Abtriebselement 3 – wegen des vorstehend beschriebenen
Umschaltspieles – von
dem Antriebselement 2 möglichst überhaupt
nicht mitgenommen wird, sondern lediglich die beiden Getriebeelemente 2, 3 wieder
in ihre relative Ruhelage zurückkehren,
in der die abtriebselementseitigen, an den Bremselementen 4a, 4b vorgesehenen
Führungselemente 41 ihre – in Umfangsrichtung
betrachtet – Mittelstellung
in der jeweils zugeordneten Führungskulisse 21 des
Antriebselementes 2 einnehmen. (Das Reversieren sollte dabei
aber zumindest so weit gehen, dass die Führungselemente 41 ihre
jeweilige – in
Umfangsrichtung betrachtet – Mittelstellung
in der zugeordneten Führungskulisse 21 erreichen
oder überstreichen.) Ein
solches gezieltes Reversieren eines Antriebsmotors ist mit den üblichen
elektronisch gesteuerten bzw. geregelten Motoren ohne weiteres möglich.
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In
dieser Relativlage (Mittellage) der beiden Getriebeelemente 2, 3 zueinander
werden die Bremselemente 4a, 4b unter der Vorspannung
des hierfür vorgesehenen
elastischen Elementes 5 automatisch wieder in ihre jeweilige
Sperrstellung überführt, in
der sie mit ihrem jeweiligen Verzahnungsabschnitt 40 in die
Innenverzahnung 140 des gehäuseseitigen Verzahnungsringes 14 eingreifen.
Die Bremseinrichtung ist dann wieder aktiviert, so dass sie die Übertragung abtriebsseitig
eingeleiteter Drehmomente sperrt.
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Zusammenfassend
zeigt die in den 1a, 1b und 2 dargestellte
Anordnung eine elektronisch-mechanische Lösung, bei der der Antriebsmotor
zusammen mit den hierfür
vorgesehenen Getriebeelementen 2, 3 in Form eines
Antriebselementes 2 und eines Abtriebselementes 3 sowie
mit den zugeordneten Schaltmitteln 21, 41 bei
Inbetriebnahme ein Lösen
der Bremseinrichtung – durch Überführung der
Bremselemente 4a, 4b in ihre Lösestellung – herbeiführt und am Ende einer Verstellbewegung durch
kurzzeitiges Reversieren ein erneutes Aktivieren der Bremseinrichtung – durch Überführen der Bremselemente 4a, 4b in
ihre Bremsstellung – bewirkt.
Das kurzzeitige Reversieren des Antriebsmotors ermöglicht dabei
eine Überführung der
Bremselemente 4a, 4b in ihre Bremsstellung unter
der Wirkung eines hierfür
vorgesehenen elastischen Elementes 5, das zwischen den
beiden Bremselementen 4a, 4b angeordnet ist und
diese jeweils in Richtung auf ihre Sperrstellung belastet. Das Reversieren dient
also in erster Linie einer kurzzeitigen Abkopplung des Abtriebselementes 3 vom
Antriebselement 2, um eine Überführung der Bremselemente 4a, 4b in ihre
Sperrstellung unter der Wirkung des elastischen Elementes 5 zuzulassen.
Für dieses
Reversieren ist das Zusammenwirken eines Antriebsmotors mit seiner
zugeordneten Steuer- bzw. Regelelektronik von Bedeutung.
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Der
Antriebsmotor selbst muss bei einer solchen Anordnung nicht selbsthemmend
ausgestaltet sein, da die Sperrung abtriebsseitig eingeleiteter
Momente durch die am Abtriebselement 3 wirkende Bremseinrichtung 4, 5, 14 erreicht
wird. Dies ermöglicht
eine Verbesserung des Wirkungsgrades des Antriebsmotors, der nun
ohne Selbsthemmung ausgeführt
sein kann.
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Gemäß einer
Weiterbildung der in den 1a, 1b und 2 dargestellten
Anordnung können
die Führungskulissen 21 so
ausgeführt
sein, dass die bremselementseitigen Führungselemente 41 in
ihren jeweiligen Endlagen in der zugeordneten Führungskulisse 21,
die der Löse-
oder Sperrstellung des zugeordneten Bremselementes entsprechen, einrastbar
sind. Die geometrische Ausbildung der Verrastungsbereiche, z. B.
auch über
die Steigung des Führungsrandes 210 der
Führungskulissen 21, beeinflusst
den erforderlichen Drehmomentbedarf für ein Ein- oder Ausrasten der
Führungselemente
und verhindert ein versehentliches Ausrasten bei schwankendem Gegenmoment
an der Abtriebsseite. Weiterhin können auch Vorrastelemente ausgebildet sein,
bis zu denen hin eine negative Kurvensteigung vorgesehen sein kann.
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In
den 3a und 3b ist
eine Abwandlung der Anordnung aus den 1a und 1b dargestellt,
gemäß der das
Antriebselement 2 und das Abtriebselement 3 über elastische
Rückstellmittel, hier
in Form zweier Schenkelfedern 6a, 6b, die in zugeordnete,
in Umfangsrichtung erstreckte Aufnahmeschlitze 26, 36 der
besagten Getriebeelemente 2, 3 eingreifen, miteinander
gekoppelt sind.
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Die
Anordnung und Ausbildung der Rückstellmittel 6a, 6b in
Form von Schenkelfedern ist derart, dass die beiden Getriebeelemente 2, 3 die
Tendenz haben, eine definierte Ruhelage einzunehmen, in der die
von den Bremselemente 4a, 4b abstehenden Führungselemente 41 in
der jeweils zugeordneten Führungskulisse 21 des
Antriebselementes 2 eine Mittellage einnehmen, in der die
beiden Bremselemente 4a, 4b unter der Wirkung
des hierfür
vorgesehenen elastischen Elementes 5 in Form einer Druckfeder
(Schraubenfeder) in ihre jeweilige Sperrstellung gedrückt werden,
in der sie mit ihrem hierfür vorgesehenen
Verzahnungsabschnitt 40 in die zugeordnete Innenverzahnung 140 am
Antriebsgehäuse 1 eingreifen.
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Hierzu
sind die Schenkelfedern 6a, 6b definiert auf Lagerzapfen 36a, 36b des
Abtriebselementes 3 gelagert und greifen von hier ausgehend
mit ihren freien Schenkeln in die jeweils zugeordneten, in Umfangsrichtung
verlaufenden Längsschlitze 26, 36 des
Antriebselementes 2 und des Abtriebselementes 3 ein.
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Wird
auf das Antriebselement 2 in Form eines Schneckenrades
durch Inbetriebnahme des Antriebsmotors ein Drehmoment aufgebracht,
so werden die Rückstellmittel 6a, 6b unter Überwindung
eines Umschaltspieles zwischen Antriebselement 2 und Abtriebselement 3 deformiert,
wobei es zu einer Relativbewegung von Antriebselement 2 und
Abtriebselement 3 entlang der gemeinsamen Drehrichtung
D (Umfangsrichtung U) kommt, wie bereits vorstehend anhand der 1a und 1b beschrieben,
so dass die als Schaltmittel dienenden, an den Bremselementen 4a, 4b vorgesehenen
Führungselemente 41 eine
Relativbewegung in Umfangsrichtung bezüglich der antriebselementseitigen
Führungskulissen 21 durchführen. Durch
den geneigten Verlauf der Führungsränder 210 der
Führungskulissen 21 bezüglich der
Umfangs- bzw. Drehrichtung U, D kommt es dabei wiederum zu einer
radialen Bewegung der Bremselemente 4a, 4b nach
innen, und zwar entgegen der Wirkung des zwischen den beiden Bremselementen 4a, 4b vorgesehenen
elastischen Elementes 5, so dass die Bremselemente 4a, 4b in ihre
Lösestellung überführt werden,
in der sie nicht mehr mit der gehäuseseitigen Innenverzahnung 140 in
Eingriff stehen. Die Bremseinrichtung ist dann deaktiviert und die
beiden Getriebeelemente 2, 3 können sich gemeinsam frei um
ihre gemeinsame Achse drehen, um eine gewünschte Einstellbewegung eines
zugeordneten Verstellteiles herbeizuführen.
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Am
Ende der Verstellbewegung, also bei Außerbetriebnahme des Antriebsmotors,
werden die beiden Getriebeelemente 2, 3 unter
der Wirkung der Rückstellmittel 6a, 6b,
hier in Form von Dreh- bzw. Schenkelfedern, automatisch wieder in
ihre Ruhelage zurückgeführt, in
der das jeweilige bremselementseitige Führungselement 41 – entlang
der Dreh- bzw. Umfangsrichtung betrachtet – mittig in der zugeordneten
antriebselementseitigen Führungskulisse 21 liegt
(wie z. B. in 6b für ein anderes Ausführungsbeispiel
explizit erkennbar). In diesem Zustand werden die Bremselemente 4a, 4b unter
der Wirkung des zwischen den beiden Bremselementen 4a, 4b liegenden
elastischen Elementes 5 wieder in ihre Bremsstellung überführt, in
der sie mit ihrem jeweiligen Verzahnungsabschnitt 40 in
die zugeordnete antriebsgehäuseseitige
Innenverzahnung 140 eingreifen.
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Ein
weiterer Unterschied zu der in den 1a und 1b gezeigten
Anordnung besteht gemäß den 3a und 3b darin,
dass die am Abtriebselement 3 vorgesehenen Führungen 35 für die Bremselemente 4a, 4b je
einen im Querschnitt im Wesentlichen kreisförmigen Führungskanal bilden, während gemäß den 1a und 1b im
Querschnitt im Wesentlichen rechteckförmige Führungskanäle vorgesehen waren. Um unter
diesen Umständen
ein Verkippen der Bremselemente 4a, 4b in den zugeordneten
Führungen 35 des
Abtriebselementes 3 zu verhindern, sind an den Führungsbereichen 45 der
Bremselemente 4a, 4b längserstreckte Federn 45a vorgesehen,
die in zugeordnete längserstreckten Nuten 35a der
Führungen 35 eingreifen.
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In
den 4a und 4b ist
die anhand der Explosionsdarstellungen der 3a und 3b beschriebene
Anordnung nochmals schematisch in zusammengebautem Zustand gezeigt,
wobei 4a einen Zustand zeigt, in dem
die Bremselemente 4a, 4b mit ihren Verzahnungsabschnitten 40 aus
der zugeordneten Innenverzahnung 140 ausgehoben sind (Lösestellung
der Bremselemente, entsprechend einer deaktivierten Bremseinrichtung
und einer ausgelenkten Stellung der Führungselemente 41 in
den Führungskulissen 21),
während
in dem in 4b gezeigten Zustand die Bremselemente 4a, 4b mit
ihrem jeweiligen Verzahnungsabschnitt 40 in Eingriff mit
der zugeordneten antriebsgehäuseseitigen
Innenverzahnung 140 stehen (Sperrstellung der Bremselemente 4a, 4b,
entsprechend einer aktivierten Bremseinrichtung und einer Mittelstellung
der Führungselemente 41 in
den Führungskulissen 21).
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In
den 5a und 5b sowie 6a und 6b ist
eine Abwandlung der Anordnung aus den 3a und 3b sowie 4a und 4b dargestellt,
bei der als elastische Rückstellmittel 7a, 7b,
die die Tendenz haben, das Abtriebselement 3 und das Antriebselement 2 in
eine Ruhelage zu bringen, in der die bremselementseitigen Führungselemente 41 jeweils – entlang
der Dreh- bzw. Umfangsrichtung betrachtet – mittig in den zugeordneten
antriebselementseitigen Führungskulissen 21 liegen – Schlingfedern
(Druckfedern in Form von Schraubenfedern) verwendet werden. Diese
greifen derart an den antriebselementseitigen Fortsätzen 27 in
Form von Klauen sowie jeweils einer seitlichen Begrenzungswand der
zugeordneten abtriebselementseitigen Aussparungen 37 an,
dass sie die Tendenz haben, die Fortsätze 27 in der jeweils
zugeordneten Aussparung 37 mittig zu halten; hiermit geht
die vorstehend besprochene mittige Lage der Führungselemente 41 in
den Führungskulissen 21 einher.
In dieser Relativlage der Fortsätze 27 und
Aussparungen 37 sowie der Führungselemente 41 und
Führungskulissen 21 erfolgt
jeweils eine automatische Überführung der Bremselemente 4a, 4b in
ihre jeweilige Sperrstellung unter der Wirkung des zwischen den
beiden Bremselementen 4a, 4b liegenden elastischen
Elementes 5. Das heißt,
die Bremselemente 4a, 4b greifen dann jeweils
in die zugeordnete antriebsgehäuseseitige
Innenverzahnung 140 ein.
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Bei
Inbetriebnahme des Antriebsmotors der Antriebsvorrichtung und der
hierbei zunächst
erfolgenden Überwindung
des Umschaltspieles zwischen Antriebselement 2 und Abtriebselement 3 wird – je nach
Drehrichtung D – jeweils
eine der beiden Schlingfedern 7a, 7b komprimiert,
die sodann nach Beendigung eines Verstellvorganges, das heißt nach Abschalten
des Antriebsmotors, wieder für
eine Überführung der
beiden Getriebeelemente 2, 3 in ihre relative
Ruhelage und damit auch der Führungselemente 41 in
ihre Mittellage in der jeweils zugeordneten Führungskulisse 21 sorgt.
Dementsprechend sind im Betrieb des Antriebsmotors die Bremselemente 4a, 4b mit
ihren Verzahnungsabschnitten 40 aus der zugeordneten Innenverzahnung 140 abgehoben
und werden nach einem Verstellvorgang unter der Wirkung des elastischen
Elementes 5 wieder mit jener Innenverzahnung 140 in
Eingriff gebracht.
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Im
Unterschied zu den vorstehend erläuterten Ausführungsbeispielen
ist dabei vorliegend der Führungsbereich 45 eines
jeweiligen Bremselementes 4a, 4b – ebenso
wie die zugeordnete Führung 35 am
Abtriebselement 3 – im
Querschnitt oval ausgebildet.
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Bei
dem in 7 schematisch dargestellten Ausführungsbeispiel
weisen die Bremselemente 4a, 4b anstelle eines
Verzahnungsabschnittes (wie im Fall der bisher dargestellten Ausführungsbeispiele) jeweils
ein mit einer gekrümmten
Oberfläche
versehenes elastisches Reibelement 42 auf, das am jeweiligen
Bremselement 4a, 4b angeordnet, zum Beispiel angespritzt
oder formschlüssig
fixiert ist und das, wie anhand 7 erkennbar,
mit einer wellenartig geformten inneren Oberfläche 160 eines am Antriebsgehäuse 1 vorgesehenen
Reibringes 16 in Eingriff bringbar ist. Bei dieser Konfiguration
dominiert beim Eingriff der Bremselemente 4a, 4b mit
ihren Reibelementen 42 in die innere Oberfläche 160 des
Reibringes 16 der Kraft- bzw. Reibschluss gegenüber dem Formschluss.
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Entsprechendes
gilt für
die in 8 schematisch dargestellte Anordnung, gemäß der die
Bremselemente 4a, 4b an ihrer einer gewellten
inneren Reibfläche 180 eines
antriebsgehäuseseitigen
Reibringes 18 zugewandten Oberfläche 44 ebenfalls wellenförmig ausgebildet
sind, so dass hier ein kombinierter Kraft-, Reib- und Formschluss
beim Zusammenwirken der Bremselemente 4a, 4b mit
ihren wellenartig ausgebildeten Oberflächen 44 in die ebenfalls
wellenartig ausgebildete innere Oberfläche 180 des Reibringes 18 bewirkt
wird. Die innere Reibfläche 180 des
Reibringes 18 kann auch aus einem elastischen Material
bestehen, das beispielsweise auf die Innenseite des Reibringes 18 aufgespritzt
oder in sonstiger Weise dort fixiert ist.
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Die
in den 3a bis 8 dargestellten Antriebsvorrichtungen
mit Bremseinrichtung stimmen hinsichtlich der Ausbildung der jeweiligen
Bremseinrichtung insofern mit der Anordnung aus den 1a, 1b und 2 überein,
als das am Antriebsmotor (oder gegebenenfalls an einer Handkurbel
oder einem Handrad) erzeugte Antriebsmoment benutzt wird, um die
jeweilige Bremseinrichtung zu deaktivieren, also deren Bremselemente
in eine Lösestellung zu
bewegen, wenn die Antriebsbaugruppe zur Erzeugung eines Drehmomentes
in Betrieb genommen ist.
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Zur
Umsetzung eines an der Antriebsbaugruppe erzeugten Antriebsmomentes
in eine Bewegung der Bremselemente in ihre jeweilige Lösestellung
dienen dabei Schaltmittel, die zwischen den an einem Abtriebselement 3 der
Antriebsvorrichtung geführten
Bremselementen 4a, 4b und einem Antriebselement 2 der
Antriebsvorrichtung wirken. Hierzu greifen jeweils bremselementseitige
Führungselemente 41 in
eine zugeordnete Führungskulisse 21 ein,
die zur Führung
eines jeweiligen Führungselementes 41 einen
Führungsrand 210 aufweist.
Dieser kann als Innen- oder Außenrand
ausgebildet sein und dessen Steigungswinkel – bezogen auf die Umfangsrichtung
um die Drehachse der Anordnung – kann
abschnittsweise positiv, negativ oder Null sein. Die Wahl des Steigungswinkels
beeinflusst dabei die Hemmwirkung der Bremseinrichtung.
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Die
einzelnen Bremselemente 4a, 4b können an
ihrer aktiven Oberfläche,
die zum Eingriff mit einer zugeordneten gehäuseseitigen Bremsfläche vorgesehen
ist, Formschlussbereiche, insbesondere in Form eines Verzahnungsabschnittes,
oder Reibschlussbereiche, zum Beispiel in Form einer Reibfläche, aufweisen.
Auf Formschluss basierende Bremselemente erlauben einen stufigen
Eingriff in eine zugeordnete Bremsfläche, während kraft- und reibschlüssig arbeitende
Bremselemente einen stufenlosen Eingriff ermöglichen.
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Bei
momentfreiem Antrieb, also ausgeschaltetem Motor bzw. nicht betätigter Handkurbel,
werden die Bremselemente 4a, 4b durch ein zugeordnetes
elastisches Element 5 nach außen in Eingriff mit einer zugeordneten
Bremsfläche
am Antriebsgehäuse
gebracht.
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Im
Unterschied zu der anhand der 1a, 1b und 2 dargestellten
Anordnung werden bei den in den 3a bis 8 gezeigten
Ausführungsbeispielen
die Bremselemente 4a, 4b jeweils dadurch außer Eingriff
mit einer zugeordneten (ringförmig
umlaufenden) Bremsfläche
gebracht, dass bei momentfreiem Antrieb eine Relativbewegung zwischen
dem die Bremselemente lagernden Abtriebselement 3 und dem über Schaltmittel
mit den Bremselementen 4a, 4b zusammenwirkenden
Antriebselement 2 durch Rückstellmittel 6a, 6b; 7a, 7b,
zum Beispiel in Form einer Drehfeder (Schenkelfeder) oder in Form
einer Spiralfeder (Schraubendruckfeder), erzeugt wird. Hierfür ist der
Antriebsmotor selbst nicht selbsthemmend ausgebildet, um überhaupt
eine Relativbewegung von Abtriebselement 3 und Antriebselement 2 unter
der Wirkung der Rückstellmittel 6a, 6b; 7a, 7b zu
ermöglichen.
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Als
weitere Möglichkeit
zum Überführen der relativen
Lage des Abtriebselementes 3 bezüglich des Antriebselementes 2 in
eine neutrale Lage, in der die bremselementseitigen Schaltklauen
in Form von Führungselementen 41 mittig
in zugeordneten antriebselementseitigen Führungskulissen 41 angeordnet
sind, kann die Neigung bzw. Steigung der Führungsränder 210 der abtriebselementseitigen
Führungskulissen 21,
als Bestandteile der Schaltmittel, abschnittsweise nicht selbsthemmend
ausgelegt werden. Ferner können
eine Rastposition und/oder eine Vorrastposition vorgesehen sein.
Wird nach einer Verstellbewegung der Antriebsmotor ausgeschaltet
bzw. die Betätigung
einer Handkurbel oder eines Handrades beendet, so sorgt eine abschnittsweise fehlende
Selbsthemmung der Führungskulissen 21 mit
Unterstützung
der Schaltmittel 21, 41 für eine begrenzte, minimale
Relativbewegung von Abtriebselement 3 und Antriebselement 2,
so dass die Führungselemente 41 entlang
der Drehrichtung D der Getriebeelemente 2, 3 bzw.
der Umfangsrichtung U des Antriebselementes 2 ihre jeweilige
Mittelposition in der zugeordneten Führungskulisse 21 einnehmen.
Hierdurch wird ein Eingriff der Bremselemente 4a, 4b in die
zugeordnete Bremsfläche 140 bzw. 160 bzw. 180 ermöglicht.
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Eine
zusätzliche
Möglichkeit,
das in- und außer-Eingriff-Bringen
der Bremselemente 4a, 4b mit der zugeordneten
Bremsfläche 140, 160, 180 funktionell
zu beeinflussen, liegt in der Ausbildung der miteinander in Eingriff
zu bringenden Oberflächen
der Bremselemente 4a, 4b einerseits und des zugeordneten
Bremsringes 14, 16, 18 andererseits,
zum Beispiel in der Geometrie (Symmetrie) von Verzahnungselementen
und den Reibwerten der Oberflächen.
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Eine
asymmetrische Zahnform ineinander greifender Verzahnungen am Reibelement 4a, 4b einerseits
und am Bremsring 14 andererseits kann dabei auch dazu genutzt
werden, um die Bremswirkung der Bremseinrichtung für solche
Situationen zu maximieren, in denen besonders große externe,
abtriebsseitige Kräfte
wirken können,
also zum Beispiel bei Druckausübung
auf die Oberkante einer Fensterscheibe einer Kraftfahrzeugtür. Die Geometrie
der Zahnelemente ist derart zu wählen,
dass die Bremseinrichtung einer Bewegung der Getriebeelemente 2, 3 entlang
einer Drehrichtung, die durch Druckausübung auf die Oberkante einer
Fensterscheibe als Verstellteil hervorgerufen wird, eine besonders
große Bremswirkung
(Sperr- bzw. Hemmwirkung) entgegensetzen kann.
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Die
beschriebene Bremseinrichtung ist nicht nur bei motorgetriebenen
sondern auch bei manuell angetriebenen Antriebsvorrichtungen für Kraftfahrzeugverstelleinrichtungen
anwendbar und kann hier insbesondere die bisher üblichen Schlingfedersysteme
ergänzen
oder ersetzen.
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Die
Grundreibung im Betrieb der Antriebsvorrichtung sollte so hoch sein,
dass ein ungewolltes in- und außer-Eingriff-Bringen
der Bremselemente mit dem zugeordneten Bremsring durch Drehmomentschwankungen,
Erschütterungen
oder dergleichen verhindert wird.