DE102018111067A1

DE102018111067A1 - Antriebsanordnung für eine Klappe eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102018111067A1
Application number: DE102018111067.7A
Authority: DE
Inventors: Matthias Fischer
Original assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Current assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Priority date: 2018-05-08
Filing date: 2018-05-08
Publication date: 2019-11-14

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Antriebsanordnung für eine Klappe (3, 4) eines Kraftfahrzeugs mit einem Antrieb (6) zur Erzeugung von Antriebsbewegungen und mit einer damit gekoppelten Übertragungsanordnung (7) für die Übertragung der Antriebsbewegungen, wobei die Übertragungsanordnung (7) eine Ausgleichanordnung aufweist, die zwei Antriebselemente (9, 10) miteinander antriebstechnisch koppelt, und wobei die Ausgleichsanordnung (8) bei Überschreiten einer Grenzlast zwischen den beiden Antriebselementen (9, 10) eine geführte Ausgleichsbewegung zwischen den beiden Antriebselementen (9, 10) erlaubt. Es wird vorgeschlagen, dass die Ausgleichsanordnung (8) von einer Koppelstange (11) der Übertragungsanordnung (7) gebildet wird und dass sich der Abstand zwischen einem antriebsseitigen Koppelstangenanschluss (11a) und einem abtriebsseitigen Koppelstangenanschluss (11b) bei Überschreiten der Grenzlast verändert, insbesondere verringert.

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebsanordnung für eine Klappe eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 sowie eine Klappenanordnung eines Kraftfahrzeugs gemäß Anspruch 15.
Die in Rede stehende Antriebsanordnung findet Anwendung im Rahmen der motorischen Verstellung jedweder Klappen eines Kraftfahrzeugs, die zwischen einer Offenstellung und einer Schließstellung verstellt werden können. Bei solchen Klappen kann es sich beispielsweise um Heckklappen, Heckdeckel, Motorhauben, Türen, insbesondere Seitentüren, eines Kraftfahrzeugs handeln. Insoweit ist der Begriff „Klappe“ vorliegend weit zu verstehen.
Die bekannte Antriebsanordnung ( DE 10 2016 103 759 A1 ), von der die Erfindung ausgeht, dient der Verstellung einer Heckklappe eines Kraftfahrzeugs. Die Heckklappenanordnung ist hier zweigeteilt, weist also eine untere Klappe und eine obere Klappe auf. Die Antriebsanordnung soll dabei insbesondere die untere der beiden Klappen verstehen. Dazu weist sie einen Antrieb, hier einen als Spindelantrieb ausgestalteten Linearantrieb, zur Erzeugung von Antriebsbewegungen und eine damit gekoppelte Übertragungsanordnung für die Übertragung der Antriebsbewegungen auf, die beide in einem Hohlraum der unteren Klappe angeordnet sind und der Klappenbewegung um eine horizontale Schwenkachse folgen. Der Spindelantrieb ist über die Übertragungsanordnung mit der Heckklappe einerseits und der Kraftfahrzeugkarosserie anderseits gekoppelt, sodass die Antriebsbewegungen auf die Klappe zu deren Verstellung übertragen werden. Der Spindelantrieb weist einen Antriebsmotor sowie ein dem Antriebsmotor nachgeschaltetes Spindel-Spindelmutter-Getriebe auf.
Die Übertragungsanordnung weist eine Ausgleichsanordnung auf, die zwei Antriebselemente der Antriebsanordnung miteinander antriebstechnisch koppelt, nämlich den Spindelantrieb mit einer Koppelstange, die wiederum mit einem mit der Fahrzeugkarosserie fest verbundenen Gegenlager gekoppelt ist. Die Ausgleichsanordnung erlaubt im Überlastfall oder bei Überschreiten einer Grenzlast zwischen den beiden Antriebselementen eine geführte Ausgleichsbewegung zwischen den Antriebselementen, sodass eine Beschädigung von Antriebskomponenten vermieden wird. Die Ausgleichsanordnung weist dazu eine Umlenkeinheit mit einem zweigeteilten Umlenkhebel auf, der zwei zueinander verschwenkbare Umlenkhebelelemente aufweist. Die beiden Umlenkhebelelemente sind über eine Schenkelfeder miteinander so gekoppelt, dass unterhalb der Grenzlast eine Schwenkbewegung des einen Umlenkhebelelements auf das andere Umlenkhebelelement übertragen wird, ohne dass sich dabei der Winkel zwischen den Umlenkhebelelementen ändert. Wird dagegen die Grenzlast überschritten, federt die Ausgleichsanordnung ein, das heißt, das eine Umlenkhebelelement wird gegen die Federkraft der Schenkelfeder zu dem anderen Umlenkhebelelement hin geschwenkt, wodurch sich der Winkel zwischen den beiden Umlenkhebelelementen kontinuierlich verringert. Insoweit zeigt die bekannte Antriebsanordnung eine hohe Betriebssicherheit selbst im Überlastfall. Allerdings ist die mechanische Realisierung der Ausgleichsanordnung relativ aufwendig.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, die bekannte Antriebsanordnung derart auszugestalten und weiterzubilden, dass eine hohe Betriebssicherheit bei einfachem konstruktivem Aufwand 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.
Wesentlich ist die grundsätzliche Überlegung, dass eine Koppelstange der Übertragungsanordnung, welche Übertragungsanordnung der Übertragung von Antriebsbewegungen zwischen Kraftfahrzeugkarosserie und Klappe dient, die Ausgleichsanordnung bildet. Die Koppelstange dient zunächst einmal der antriebstechnischen Kopplung zweier außerhalb des Antriebs angeordneter Antriebselemente der Antriebsanordnung. Im Grenzlastfall, also bei Überschreiten einer vorbestimmten Grenzlast zwischen den beiden Antriebselementen, erlaubt die Koppelstange aber eine geführte Ausgleichsbewegung zwischen den beiden Antriebselementen. Dabei sorgt die Koppelstange, die zu diesem Zweck geteilt ist, dafür, dass die Kraftwirkung zwischen den beiden Antriebselementen während der Ausgleichsbewegung begrenzt ist, sodass wiederum die Beschädigung von Antriebselementen im Überlastfall vermieden wird.
Im Einzelnen wird ganz allgemein vorgeschlagen, dass die Ausgleichsanordnung von einer Koppelstange der Übertragungsanordnung gebildet wird und dass sich der Abstand zwischen einem antriebsseitigen Koppelstangenanschluss und einem abtriebsseitigen Koppelstangenanschluss bei Überschreiten der Grenzlast verändert, insbesondere verringert. Mit dem antriebsseitigen Koppelstangenanschluss ist derjenige Anschluss gemeint, auf den der Antrieb über die Übertragungsanordnung im Übrigen wirkt. Der abtriebsseitige Koppelstangenanschluss ist mit der Kraftfahrzeugkarosserie, insbesondere über ein mit der Kraftfahrzeugkarosserie fest verbundenes Gegenlager, gekoppelt und bildet insoweit den karosserieseitigen Koppelstangenanschluss. Die Koppelstange weist also zwei relativ zueinander bewegbare Koppelstangenanschlüsse auf, deren Abstand sich im Überlastfall ändert, insbesondere verringert, was die Ausgleichsbewegung bewirkt. Die Ausgleichsbewegung wird also durch eine Längenänderung, insbesondere eine Verkürzung, der Koppelstange hervorgerufen.
Bei der besonders bevorzugten Ausgestaltung gemäß Anspruch 2 bleibt der Abstand zwischen dem antriebsseitigen Koppelstangenanschluss und dem abtriebsseitigen Koppelstangenanschluss und insbesondere die Länge der Koppelstange bei einer Last unterhalb der Grenzlast zumindest im Wesentlichen konstant oder verändert sich zumindest weniger stark als bei Überschreiten der Grenzlast.
Nach der bevorzugten Ausgestaltung gemäß Anspruch 3 kann eine Veränderung des Abstands zwischen den Koppelstangenanschlüssen, die durch ein Überschreiten der definierten Grenzlast hervorgerufen wurde, wieder rückgängig gemacht werden, das heißt, der Abstand zwischen den Koppelstangenanschlüssen kann wieder in den ursprünglichen Abstand vor Überschreiten der Grenzlast geändert werden.
Bei der bevorzugten Ausgestaltung gemäß Anspruch 4 bewegen sich die beiden Koppelstangenanschlüsse bei dem Überschreiten der Grenzlast linear zueinander entlang einer Koppelstangenachse.
Die Ansprüche 5 bis 8 definieren bevorzugte Ausgestaltungen, bei denen die Koppelstange von einer Zylinder-Kolben-Einheit gebildet wird. Eine solche Zylinder-Kolben-Einheit weist einen Zylinder mit einer darin geführten Kolbenanordnung auf, wobei dem Zylinder der eine Koppelstangenanschluss und der Kolbenanordnung der andere Koppelstangenanschluss zugeordnet ist. In dem Zylinder ist eine Druckkammer ausgebildet, die, insbesondere vollständig, mit einem Fluid, insbesondere einer Flüssigkeit, gefüllt ist. Eine Flüssigkeit hat den Vorteil, dass diese zumindest im Wesentlichen inkompressibel ist, wodurch die Koppelstange unterhalb der Grenzlast wie eine einstückige Koppelstange wirkt. Um bei Überschreiten der Grenzlast Relativbewegungen zwischen den Koppelstangenanschlüssen zu ermöglichen, ist die Druckkammer in zwei Teildruckkammern unterteilt, wobei eine Ventilanordnung bei Überschreiten der Grenzlast eine ausgleichende Fluidströmung zwischen den beiden Teildruckkammern ermöglicht. Bevorzugte Ausgestaltungen der Ventilanordnung sind in den Ansprüchen 9 bis 12 definiert.
Nach der Ausgestaltung gemäß Anspruch 13 ist der Antrieb als Linearantrieb, insbesondere als Spindelantrieb, ausgebildet und weist einen Antriebsmotor und vorzugsweise ein diesem nachgeschaltetes Getriebe, insbesondere Spindel-Spindelmutter-Getriebe, auf.
Anspruch 14 definiert eine Ausgestaltung, bei der die Übertragungsanordnung eine Umlenkeinheit aufweist. Mit einer solchen Umlenkeinheit können Linearbewegungen entlang der in einer ersten Richtung verlaufenden Linearantriebsachse in Linearbewegungen umgewandelt werden, die sich in einer anderen Richtung erstrecken, insbesondere entlang der Koppelstangenachse.
Nach einer weiteren Lehre gemäß Anspruch 15, der eigenständige Bedeutung zukommt, wird eine Klappenanordnung eines Kraftfahrzeugs mit einer Klappe und mindestens einer Antriebsanordnung gemäß der zuvor beschriebenen Lehre beansprucht. Auf alle Ausführungen zu der vorschlagsgemäßen Antriebsanordnung darf verwiesen werden.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

1 den Heckbereich eines Kraftfahrzeugs mit einer vorschlagsgemäßen Klappenanordnung, die mit einer vorschlagsgemäßen Antriebsanordnung ausgestattet ist,
2 die Übertragungsanordnung der Antriebsanordnung gemäß 1 a) bei geschlossener Klappe, b) bei geöffneter Klappe, c) im Grenzlastfall,
3 die Ausgleichsanordnung der Übertragungsanordnung aus 2 a) bei geschlossener oder geöffneter Klappe, b) im Grenzlastfall,
4 die Ventilanordnung der Ausgleichsanordnung gemäß 3 zu Beginn des Grenzlastfalls und
5 die Ventilanordnung der Ausgleichsanordnung gemäß 3 beim Zurückführen der Ausgleichsanordnung nach einem Grenzlastfall in den Ursprungszustand.

Die in der Zeichnung dargestellte Klappenanordnung 1 weist eine Antriebsanordnung 2 und eine Klappe 3 eines Kraftfahrzeugs auf. Die Antriebsanordnung 2 dient der motorischen Verstellung der Klappe 3 zwischen der in 1 in durchgezogener Linie dargestellten Schließstellung und der in 1 in gestrichelter Linie dargestellten Offenstellung.
Bei dem in 1 dargestellten und insoweit bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Klappenanordnung 1 zweigeteilt. Dabei ist die bereits angesprochene Klappe 3 die untere Klappe und eine weitere Klappe 4 die obere Klappe, bezogen auf die Vertikale. Beide Klappen 3, 4 sind jeweils um eine im Wesentlichen horizontale Klappenachse 3a, 4a schwenkbar. Die beiden Klappen 3, 4 verschließen eine Klappenöffnung 5 der Klappenanordnung 1, sofern sich beide Klappen 3, 4 im Schließzustand befinden. In 1 ist die obere Klappe 4 ausschließlich in der Offenstellung gezeigt.
Vorliegend steht die untere Klappe 3 im Vordergrund, der die vorschlagsgemäße Antriebsanordnung 2 zugeordnet ist. Alle diesbezüglichen Ausführungen lassen sich für die obere Klappe 4 grundsätzlich entsprechend anwenden.
Die vorschlagsgemäße Antriebsanordnung 2 ist mit einem Antrieb 6, hier in Form eines Linearantriebs, zur Erzeugung linearer Antriebsbewegungen ausgestattet. Mit dem Antrieb 6 ist eine Übertragungsanordnung für die Übertragung der Antriebsbewegungen gekoppelt. Bei der Übertragungsanordnung 7 kann es sich um ein einzelnes Übertragungselement oder, wie hier, um einen noch zu erläuternden Übertragungsmechanismus handeln.
Um insbesondere im Überlastfall eine Beschädigung von Antriebskomponenten der Antriebsanordnung 2 zu vermeiden, ist eine Ausgleichsanordnung 8 vorgesehen, die zwei Antriebselemente 9, 10 der Antriebsanordnung 2 antriebstechnisch miteinander koppelt. Unter einem „Antriebselement“ der Antriebsanordnung 2 ist ein solches Element zu verstehen, das in der für die Erzeugung der Antriebsbewegungen erforderlichen Kraftwirkungskette angeordnet ist, das also der Übertragung von Antriebskräften dient.
Bei Überschreiten einer Grenzlast zwischen den beiden Antriebselementen 9, 10 erlaubt die Ausgleichsanordnung 8 eine geführte Ausgleichsbewegung zwischen den beiden Antriebselementen 9, 10. Hierbei handelt es sich um einen Grenzlastfall, bei dem es sich je nach Definition der Grenzlast auch um einen Überlastfall handeln kann. Mit einer „geführten Ausgleichsbewegung“ ist gemeint, dass die Kopplung der beiden Antriebselemente 9, 10 zwar, jedenfalls zum Teil, aufgehoben ist, dass eine Führung der Bewegungen der Antriebselemente 9, 10 aber bestehen bleibt.
Die Ausgleichsanordnung 8, die Bestandteil der Übertragungsanordnung 7 ist, ist vorzugsweise so getroffen, dass die zwischen den Antriebselementen 9, 10 übertragbare Antriebskraft während der Ausgleichsbewegung beschränkt ist. Durch diese Beschränkung lässt sich die Beschädigung von Antriebselementen der Antriebsanordnung 2 wirksam vermeiden, auch wenn, beispielsweise durch eine Fehlbedienung, eine hohe Last von der Klappe 3 auf die Antriebsanordnung 2 wirkt. Eine solche Ausgleichsanordnung 8 ist in 2 in einer Ausführungsform gezeigt.
Wesentlich bei der in 2 dargestellten Ausführungsform ist, dass die Ausgleichsanordnung 8 von einer Koppelstange 11 der Übertragungsanordnung 7 gebildet wird, wobei sich der Abstand zwischen einem antriebsseitigen Koppelstangenanschluss 11a und einem abtriebsseitigen bzw. karosserieseitigen Koppelstangenanschluss 11b bei Überschreiten einer Grenzlast verändert hier und vorzugsweise verringert. Entsprechend ändert bzw. verringert sich auch die axiale Länge der Koppelstange 11, was die Ausgleichsbewegung zwischen den Antriebselementen 9, 10 verursacht. Die Ausgleichsanordnung 8 ist bei der vorschlagsgemäßen Antriebsanordnung 2 nicht dem Antrieb 6, sondern der Übertragungsanordnung 7 zugeordnet.
Eine solche Ausgleichsanordnung 8 in Form der Koppelstange 11 der Übertragungsanordnung 7 ist vergleichsweise einfach aufgebaut und nimmt keinen zusätzlichen Bauraum ein, da sie in ein ohnehin vorhandenes Übertragungselement, nämlich die Koppelstange 11, integriert ist bzw. von diesem gebildet ist.
Der Antrieb 6 ist hier und vorzugsweise als Spindelantrieb 12 ausgestaltet und weist einen Antriebsmotor 13 und ein dem Antriebsmotor 13 nachgeschaltetes Spindel-Spindelmutter-Getriebe 14 auf. Es lässt sich der Darstellung gemäß 1 entnehmen, dass die Antriebsanordnung 2 insgesamt im montierten Zustand der Klappe 3 zugeordnet ist und einer Klappenbewegung folgt. Entsprechend ist die Antriebsanordnung 2 hier und vorzugsweise in einem Hohlraum der Klappe 3 angeordnet. Alternativ könnte auch vorgesehen sein, dass die Antriebsanordnung 2 seitlich neben der Klappe 3 angeordnet ist. Dies ist beispielhaft für die Antriebsanordnungen 15, 16 in 1 dargestellt, die der oberen Klappe 4 zugeordnet sind. Weiter alternativ kann es vorgesehen sein, dass die Antriebsanordnung 2 in der Karosserie, insbesondere unterhalb der Ladefläche (für die untere Klappe 3) oder in einem hinteren Dachrahmen (für die obere Klappe 4), angeordnet ist.
Dem Antrieb 6 bzw. Spindelantrieb 12 antriebstechnisch nachgeschaltet ist eine Umlenkeinheit 17 mit einem einstückigen Umlenkhebel 18, die Bestandteil der Übertragungsanordnung 7 ist. Dabei ist es vorzugsweise so, dass die Umlenkeinheit 17 eingangsseitig mit dem Antrieb 6 und ausgangsseitig mit der Koppelstange 11, insbesondere dem antriebsseitigen Koppelstangenanschluss 11a, gekoppelt ist. In erster Näherung wird durch die Umlenkeinheit 17 eine seitliche Antriebsbewegung, die im Wesentlichen entlang der Erstreckung des hinteren Stoßfängers 19 des Kraftfahrzeugs und somit im Wesentlichen horizontal verläuft, in eine im Wesentlichen nach unten oder nach oben gerichtete Bewegung, also im Wesentlichen vertikale Bewegung, umgelenkt. Vorzugsweise erzeugt die Umlenkeinheit 17 eine Umlenkung der Antriebsbewegung um mindestens 45°, weiter vorzugsweise um einen Winkel in einem Bereich zwischen 70° und 110°. Damit lässt sich eine außerordentliche Kompaktheit der Antriebsanordnung 2 erreichen, wie 1 zeigt.
Der Umlenkhebel 18 weist hier zwei Umlenkhebelelemente 20, 21 in Form von Hebelarmen auf, die einstückig miteinander ausgeführt sind. Am radialen Ende des jeweiligen Umlenkhebelelements 20, 21 weist der Umlenkhebel 18 jeweils einen Anschluss auf, nämlich am Umlenkhebelelement 20 einen eingangsseitigen Anschluss 18a, der mit dem Antrieb 6 gekoppelt ist, und am Umlenkhebelelement 21 einen ausgangsseitigen Anschluss 18b, der mit der Ausgleichsanordnung 8 in Form der Koppelstange 11, hier dem antriebsseitigen Koppelstangenanschluss 11a, gekoppelt ist.
Unabhängig von seiner Ausgestaltung ist der Umlenkhebel 18 vorzugsweise an der Klappe 3 um eine Umlenkhebelachse 22 schwenkbar gelagert. Bei dem dargestellten und insoweit bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Umlenkhebel 18 an einem Trägerelement 23 schwenkbar angelenkt, wobei das Trägerelement 23 an der Klappe 3 befestigt ist.
Der Umlenkeinheit 17 antriebstechnisch nachgeschaltet ist die Koppelstange 11, die hier als Ausgleichsanordnung 8 ausgebildet ist. Im Normalbetrieb ( 2a, b), in dem sich die Last zwischen den der Ausgleichsanordnung 8 zugeordneten Antriebselementen 9, 10 unterhalb der Grenzlast bewegt, stehen die Antriebselemente 9, 10 zueinander in einer Normallage. Das der Ausgleichsanordnung 8 antriebstechnisch vorgelagerte Antriebselement 9 wird hier von der Umlenkeinheit 17, insbesondere dem Umlenkhebel 18 der Umlenkeinheit 17, gebildet. Das der Ausgleichsanordnung 8 antriebstechnisch nachgelagerte Antriebselement 10 wird hier von einem Gegenlager 24 gebildet, mit dem die Koppelstange 11 hier schwenkbar gekoppelt ist und das mit der Karosserie des Kraftfahrzeugs verbunden ist, um eine Druckkraft, die über die Koppelstange 11 eingeleitet wird, aufzunehmen. Das Gegenlager 24 ist aus Gründen der Übersichtlichkeit in 2 nicht dargestellt.
2a zeigt die Umlenkeinheit 17 im Normalbetrieb bei in der Schließstellung befindlicher Klappe 3. Der Übergang von 2a auf 2b zeigt das motorische Öffnen der Klappe 3 mittels des Antriebs 6. Dabei wird eine Druckkraft über die Koppelstange 11 auf die Karosserie des Kraftfahrzeugs, hier auf das Gegenlager 24 geleitet, wodurch sich ein Antriebsmoment um die Klappenachse 3a der Klappe 3 in Öffnungsrichtung ergibt. Das motorische Schließen der Klappe 3 erfolgt dagegen durch die Übertragung einer Zugkraft über die Koppelstange 11. Das Öffnen der Klappe 3 geht damit auf ein Auseinanderfahren des hier als Spindelantrieb 12 ausgestalteten Antriebs 6 zurück, während das Schließen der Klappe 3 auf ein Zusammenfahren des Antriebs 6 zurückgeht.
2c zeigt den Grenzlastfall, in dem die Last, hier das Drehmoment zwischen den beiden Antriebselementen 9, 10, eine Grenzlast, also ein Grenzmoment, überschreitet. Dieser Grenzlastfall kann beispielsweise dadurch hervorgerufen werden, dass die Klappe 3 während des motorischen Öffnens in der Schließstellung gehalten wird. Dies ergibt sich aus einer Zusammenschau aus 2a und 2c. Die beiden Koppelstangenanschlüsse 11a, 11b bewegen sich bei Überschreiten der Grenzlast linear zueinander entlang der Koppelstangenachse 25, und zwar hier aufeinander zu. Bei Wegfall oder Unterschreiten der Grenzlast zwischen den beiden Antriebselementen 9, 10 lassen sich die Antriebselemente 9, 10 wieder zueinander in ihre Normallage zurückstellen. Eine Veränderung, hier eine Verringerung, des Abstands zwischen den Koppelstangenanschlüssen 11a, 11b ist also reversibel. Dazu lassen sich die beiden Koppelstangenanschlüsse 11a, 11b in die entgegengesetzte Richtung, hier voneinander weg, bewegen. Bei dem in 2 dargestellten und insoweit bevorzugten Ausführungsbeispiel ist es so, dass sich die Antriebselemente 9, 10 bei Wegfall oder Unterschreiten der Grenzlast über den Antrieb 6, hierdurch ein Zusammenfahren des Antriebs 6, in die Normallage zurückstellen lassen. Zusätzlich oder alternativ kann auch eine Rückstellfederanordnung vorgesehen sein, über die sich die Antriebselemente 9, 10 federgetrieben in die Normallage rückstellen.
Im Normalfall, also bei einer Last unterhalb der Grenzlast, bleibt der Abstand zwischen den Koppelstangenanschlüssen 11a, 11b hier und vorzugsweise zumindest im Wesentlichen konstant. Grundsätzlich ist es aber auch denkbar, dass sich bei einer Last unterhalb der Grenzlast der Abstand zumindest weniger stark verändert, insbesondere weniger stark verringert, als bei Überschreiten der Grenzlast. Wie sich die Koppelstange 11 als Ausgleichsanordnung 8 im Normalfall verhält, hängt von ihrem Aufbau ab, der nun im Folgenden näher erläutert wird.
So ist gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung die Koppelstange 11 von einer Zylinder-Kolben-Einheit 26 gebildet, die einen Zylinder 27, in dem eine Druckkammer 28 ausgebildet ist, und eine durch die Druckkammer 28 entlang der Kolbenstangenachse 25, insbesondere rein translatorisch, geführte Kolbenanordnung 29 aufweist. Der Zylinder 27 ist hier mit dem antriebsseitigen Koppelstangenanschluss 11a, insbesondere axialfest, verbunden. Die Kolbenanordnung 29 ist, über ein Verbindungselement 30, mit dem abtriebsseitigen Koppelstangenanschluss 11b, insbesondere axialfest, verbunden. Bei dem Verbindungselement handelt es sich hier um eine Kolbenstange. Die Druckkammer ist hier und vorzugsweise mit einem Fluid, insbesondere vollständig, gefüllt. Bei dem Fluid handelt es sich bevorzugt um eine Flüssigkeit, beispielsweise ein Öl, was den Vorteil hat, dass dieses zumindest im Wesentlichen inkompressibel ist. In diesem Fall bleibt der Abstand zwischen den Koppelstangenanschlüssen 11a, 11b bei einer Last unterhalb der Grenzlast zumindest im Wesentlichen konstant. Die Koppelstange 11 verhält sich in diesem Fall also zumindest annähernd wie eine einteilige Koppelstange 11. Grundsätzlich ist es aber auch denkbar, als Fluid ein Gas vorzusehen.
Mit einem „Zylinder“ ist hier ganz allgemein ein Bauteil gemeint, welches für eine verschiebliche Aufnahme einer Kolbenanordnung geeignet ist. Der Querschnitt quer zur Bewegungsrichtung der Kolbenanordnung 29 innerhalb des Zylinders 27 ist dabei bevorzugt, aber nicht zwingend, kreisförmig.
Hier ist es so, dass eine translatorische Verstellung der Zylinder-Kolben-Einheit 26 bei einer in einer ersten Richtung auf die Zylinder-Kolben-Einheit 26 wirkenden Last, hier Druckbelastung, die unterhalb der Grenzlast liegt, verhindert wird, wohingegen eine translatorische Verstellung bei einer in die erste Richtung auf die Zylinder-Kolben-Einheit 26 wirkenden Last, insbesondere Druckbelastung, die Grenzlast überschreitet, ermöglicht wird. Die Kolbenanordnung 29, die in dem Zylinder 27 geführt ist, weist neben dem Verbindungselement 30 in Form der Kolbenstange einen Kolbenteller 31 auf, der an einer Lauffläche 32 der Druckkammer 28 läuft und die Druckkammer 31 in eine erste Teildruckkammer 28a und eine zweite Teildruckkammer 28b teilt. Der Kolbenteller 31 ist hier endseitig des Verbindungselements 30 bzw. der Kolbenstange angeordnet. Der Kolbenteller 31 ist so ausgebildet, dass er die erste Teildruckkammer 28a gegenüber der zweiten Teildruckkammer 28b abdichtet und zwar derart, dass eine Fluidströmung des Fluids, hier der Flüssigkeit, zwischen den Teildruckkammern 28a, 28b bei einer in der ersten Richtung auf die Zylinder-Kolben-Einheit 26 wirkenden Last, insbesondere Druckbelastung, die unterhalb der Grenzlast liegt, verhindert wird, wohingegen bei einer in die erste Richtung auf die Zylinder-Kolben-Einheit 26 wirkenden Last, insbesondere Druckbelastung, die die Grenzlast überschreitet, eine Fluidströmung zwischen den Teildruckkammern 28a, 28b ermöglicht wird.
Um die besagte Fluidströmung bei Überschreiten der Grenzlast zu ermöglichen und im Normalfall zu verhindern, ist eine Ventilanordnung 33 vorgesehen. Diese weist mindestens ein Ventil, hier und vorzugsweise zwei Ventile 34, 35, auf, um die Fluidströmung des Fluids zwischen den Teildruckkammem in der beschriebenen Weise zu beeinflussen. Hier und vorzugsweise stellt der Kolbenteller 31 die Ventilanordnung 33 bereit.
Die Ventilanordnung 33 ist dabei so konfiguriert, dass die besagte Fluidströmung zwischen den beiden Teildruckkammern 28a, 28b bei einer in der ersten Richtung auf die Zylinder-Kolben-Einheit 26 wirkenden Last, insbesondere Druckbelastung, die unterhalb der Grenzlast liegt, verhindert wird, wohingegen besagte Fluidströmung bei einer in die erste Richtung auf die Zylinder-Kolben-Einheit 26 wirkenden Last, insbesondere Druckbelastung, die die Grenzlast überschreitet, ermöglich wird. Dies ist in 3a und im Detail in 4 dargestellt. Dazu ist das Ventil 34 so ausgebildet, dass es erst bei Überschreiten der ersten Grenzlast eine zugeordnete Ventilöffnung 36 öffnet, ansonsten aber geschlossen hält.
Wie bereits zuvor angedeutet, ist die vorschlagsgemäß vorgesehene Ausgleichsanordnung 8 in Form der Kolbenstange 11 auch so ausgebildet, dass bei Wegfall oder Unterschreiten der Grenzlast wieder der ursprüngliche Abstand zwischen den beiden Koppelstangenanschlüssen 11a, 11b eingestellt werden kann. Dies erlaubt, wie die 3b und 5 zeigen, das weitere Ventil 35 der Ventilanordnung 33. Dieses ist so ausgebildet, dass die Ventilanordnung auch eine entgegengesetzte Fluidströmung des Fluids zwischen den beiden Teildruckkammern 28a, 28b bei einer in einer zur ersten Richtung entgegengesetzten Richtung auf die Zylinder-Kolben-Einheit 26 wirkenden Last, insbesondere Zugbelastung, ermöglicht, wenn eine zweite Grenzlast überschritten wird. Das Ventil 35 ist dabei so ausgelegt, dass es eine zugeordnete Ventilöffnung 37 nur bei Überschreiten der zweiten Grenzlast öffnet, ansonsten aber geschlossen hält.
Bei beiden Ventilen 34, 35 handelt es sich hier und vorzugsweise jeweils um ein Rückschlagventil. Der Begriff „Rückschlagventil“ ist dabei weit zu verstehen und umfasst Ventile mit jedweder Ventilkörperform und Ventilkörperlagerung. Beispielsweise kann der Ventilkörper des Ventils eine schwenkbare Klappe oder eine translatorisch bewegbare Kugel sein.
Die Ventilanordnung 33 ist so konfiguriert, dass das erste Ventil 34 öffnet, das heißt die zugeordnete Ventilöffnung 36 wird geöffnet, wenn die in der ersten Richtung auf die Zylinder-Kolben-Einheit 26 wirkende Last, insbesondere Druckbelastung, die Grenzlast überschreitet, während das zweite Ventil 35 bzw. die zugeordnete Ventilöffnung 34 geschlossen ist. Umgekehrt öffnet das zweite Ventil 35 bzw. wird die zugeordnete Ventilöffnung 37 geöffnet, wenn die in der zweiten Richtung auf die Zylinder-Kolben-Einheit 26 wirkende Last, insbesondere Zugbelastung, die zweite Grenzlast überschreitet, während das erste Ventil 34 bzw. die zugeordnete Ventilöffnung 36 geschlossen ist. Dabei sind das erste und zweite Ventil 34, 35 hier und vorzugsweise so ausgebildet, dass das erste Ventil bei einem höheren Fluiddruck als das zweite Ventil öffnet. Mit anderen Worten ist die erste Grenzlast höher als die zweite Grenzlast eingestellt.
Nach einer weiteren Lehre, der eigenständige Bedeutung zukommt, wird die Klappenanordnung 1 eines Kraftfahrzeugs mit einer Klappe 3 und mindestens einer vorschlagsgemäßen Antriebsanordnung 2 zur Verstellung der Klappe als solche beansprucht. Dabei sind besonders bevorzugt zwei vorschlagsgemäße Antriebsanordnungen 2 zur Verstellung der Klappe 3 vorgesehen, die beide die beschriebene Ausgleichsanordnung 8 in Form der Koppelstange 11 aufweisen. Grundsätzlich kann aber auch nur eine einzelne solche Antriebsanordnung 2 vorgesehen sein, wobei gegebenenfalls als weitere Antriebsanordnung eine anders aufgebaute Antriebsanordnung vorgesehen ist, die insbesondere keine Ausgleichsanordnung oder zumindest keine wie zuvor definierte Ausgleichsanordnung aufweist. Im Falle des Vorhandenseins zweier Antriebsanordnungen sind diese bevorzugt zu beiden Seiten der Klappe 3, insbesondere in der Klappe 3, angeordnet. Grundsätzlich ist es aber auch denkbar, die Klappe ausschließlich mit nur einer einzigen Antriebsanordnung 2 der zuvor beschriebenen Art auszustatten.
In besonders bevorzugter Ausgestaltung ist es so, dass die Antriebsanordnung 2 als solche der Klappe 3 zugeordnet ist und einer Klappenbewegung folgt, wie ebenfalls weiter oben beschrieben wurde. Die Unterbringung der Antriebsanordnung 2 und gegebenenfalls einer weiteren Antriebsanordnung in der Klappe 3 lässt sich insbesondere durch die Ausgleichsanordnung 8, die von besagter Koppelstange 11 gebildet wird, in konstruktiv besonders einfacher und gleichzeitig robuster Weise realisieren.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102016103759 A1 [0003]

Claims

Antriebsanordnung für eine Klappe (3, 4) eines Kraftfahrzeugs mit einem Antrieb (6) zur Erzeugung von Antriebsbewegungen und mit einer damit gekoppelten Übertragungsanordnung (7) für die Übertragung der Antriebsbewegungen, wobei die Übertragungsanordnung (7) eine Ausgleichsanordnung (8) aufweist, die zwei Antriebselemente (9, 10) miteinander antriebstechnisch koppelt, und wobei die Ausgleichsanordnung (8) bei Überschreiten einer Grenzlast zwischen den beiden Antriebselementen (9, 10) eine geführte Ausgleichsbewegung zwischen den beiden Antriebselementen (9, 10) erlaubt, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichsanordnung (8) von einer Koppelstange (11) der Übertragungsanordnung (7) gebildet wird und dass sich der Abstand zwischen einem antriebsseitigen Koppelstangenanschluss (11a) und einem abtriebsseitigen Koppelstangenanschluss (11b) bei Überschreiten der Grenzlast verändert, insbesondere verringert.
Antriebsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen dem antriebsseitigen Koppelstangenanschluss (11a) und dem abtriebsseitigen Koppelstangenanschluss (11b) bei einer Last unterhalb der Grenzlast zumindest im Wesentlichen konstant bleibt oder sich weniger stark verändert, insbesondere verringert, als bei Überschreiten der Grenzlast.
Antriebsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Veränderung, insbesondere Verringerung, des Abstands zwischen dem antriebsseitigen Koppelstangenanschluss (11a) und dem abtriebsseitigen Koppelstangenanschluss (11b) bei Wegfall oder Unterschreiten der Grenzlast reversibel ist.
Antriebsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die beiden Koppelstangenanschlüsse (11a, 11b) bei Überschreiten der Grenzlast linear zueinander entlang einer Koppelstangenachse (25) bewegen, insbesondere aufeinander zu bewegen, vorzugsweise, dass sich bei Wegfall oder Unterschreiten der Grenzlast die beiden Koppelstangenanschlüsse (11a, 11b) in die entgegengesetzte Richtung, insbesondere voneinander weg, bewegen oder bewegen lassen.
Antriebsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Koppelstange (11) von einer Zylinder-Kolben-Einheit (26) gebildet wird, die einen Zylinder (27), in dem eine Druckkammer (28) ausgebildet ist, und eine durch die Druckkammer (28) entlang der Koppelstangenachse (25), insbesondere rein translatorisch, geführte Kolbenanordnung (29) aufweist, wobei der Zylinder (27) mit dem einen Koppelstangenanschluss (11a) und die Kolbenanordnung (29) mit dem anderen Koppelstangenanschluss (11b) über ein Verbindungselement (30), insbesondere eine Kolbenstange, axialfest verbunden ist, vorzugsweise, dass die Druckkammer (28) vollständig mit einem Fluid, insbesondere einer Flüssigkeit, gefüllt ist.
Antriebsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine translatorische Verstellung der Zylinder-Kolben-Einheit (26) bei einer in einer ersten Richtung auf die Zylinder-Kolben-Einheit (26) wirkenden Last, insbesondere Druckbelastung, die unterhalb der Grenzlast liegt, verhindert wird und bei einer in die erste Richtung auf die Zylinder-Kolben-Einheit (26) wirkenden Last, insbesondere Druckbelastung, die die Grenzlast überschreitet, ermöglicht wird.
Antriebsanordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenanordnung (29) einen Kolbenteller (31) aufweist, der an einer Lauffläche (32) der Druckkammer (28) läuft und die Druckkammer (28) in eine erste Teildruckkammer (28a) und eine zweite Teildruckkammer (28b) teilt, vorzugsweise, dass der Kolbenteller (31) endseitig des Verbindungselements (30), insbesondere der Kolbenstange, angeordnet ist.
Antriebsanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolbenteller (31) die erste Teildruckkammer (28a) gegenüber der zweiten Teildruckkammer (28b) derart abdichtet, dass eine Fluidströmung des Fluids zwischen den Teildruckkammern (28a, 28b) bei einer in einer ersten Richtung auf die Zylinder-Kolben-Einheit (26) wirkenden Last, insbesondere Druckbelastung, die unterhalb der Grenzlast liegt, verhindert wird und bei einer in die erste Richtung auf die Zylinder-Kolben-Einheit (26) wirkenden Last, insbesondere Druckbelastung, die die Grenzlast überschreitet, ermöglicht wird.
Antriebsanordnung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ventilanordnung (33) mit mindesten einem Ventil (34, 35) für die Beeinflussung einer Fluidströmung des Fluids zwischen den beiden Teildruckkammern (28a, 28b) vorgesehen ist, vorzugsweise, dass der Kolbenteller (31) die Ventilanordnung (33) bereitstellt.
Antriebsanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilanordnung (33) eine Fluidströmung des Fluids zwischen den beiden Teildruckkammern (28a, 28b) bei einer in einer ersten Richtung auf die Zylinder-Kolben-Einheit (26) wirkenden Last, insbesondere Druckbelastung, die unterhalb der Grenzlast liegt, verhindert und bei einer in die erste Richtung auf die Zylinder-Kolben-Einheit (26) wirkenden Last, insbesondere Druckbelastung, die die Grenzlast überschreitet, ermöglicht, vorzugsweise, dass die Ventilanordnung (33) auch eine entgegengesetzte Fluidströmung des Fluids zwischen den beiden Teildruckkammern (28a, 28b) bei einer in einer zur ersten Richtung entgegengesetzten Richtung auf die Zylinder-Kolben-Einheit (26) wirkenden Last, insbesondere Zugbelastung, ermöglicht, wenn eine zweite Grenzlast überschritten wird.
Antriebsanordnung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Ventil (34, 35) der Ventilanordnung (33) ein Rückschlagventil ist.
Antriebsanordnung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Ventil (34) der Ventilanordnung (33) öffnet, wenn die in der ersten Richtung auf die Zylinder-Kolben-Einheit (26) wirkende Last, insbesondere Druckbelastung, die Grenzlast überschreitet, während ein zweites Ventil (35) der Ventilanordnung (33) geschlossen ist, und dass das zweite Ventil (35) der Ventilanordnung (33) öffnet, wenn die in der zweiten Richtung auf die Zylinder-Kolben-Einheit (26) wirkende Last, insbesondere Zugbelastung, die zweite Grenzlast überschreitet, während das erste Ventil (34) der Ventilanordnung (33) geschlossen ist, vorzugsweise, dass das erste Ventil (34) bei einem höheren Fluiddruck als das zweite Ventil (35) öffnet.
Antriebsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb (6) ein Linearantrieb ist, der insbesondere als Spindelantrieb (12) ausgestaltet ist, wobei der Antrieb (6) mit einem Antriebsmotor (13) und vorzugsweise einem diesem antriebstechnisch nachgeschalteten Getriebe, insbesondere Spindel-Spindelmutter-Getriebe (14), ausgestaltet ist, und/oder, dass die Antriebsanordnung (2) im montierten Zustand der Klappe (3, 4) zugeordnet ist und einer Klappenbewegung folgt.
Antriebsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragungsanordnung (7) eine Umlenkeinheit (17) mit einem, insbesondere einstückigen, Umlenkhebel (18) aufweist, vorzugsweise, dass die Umlenkeinheit (17) eingangsseitig mit dem Antrieb (6) und ausgangsseitig mit dem antriebsseitigen Koppelstangenanschluss (11a) gekoppelt ist, weiter vorzugsweise, dass die Umlenkeinheit (17) eine Umlenkung der Antriebsbewegungen um mindesten 45°, vorzugsweise um einen Winkel in einem Bereich zwischen 70° und 110°, erzeugt.
Klappenanordnung eines Kraftfahrzeugs mit einer Klappe (3, 4) und mindestens einer Antriebsanordnung (2) zur Verstellung der Klappe (3, 4) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.