DE102018117419A1

DE102018117419A1 - Feststeller für ein Verstellteil eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102018117419A1
Application number: DE102018117419.5A
Authority: DE
Inventors: Ralf Schalyo; Markus Wunder
Original assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Current assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Priority date: 2018-07-18
Filing date: 2018-07-18
Publication date: 2020-01-23

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Feststeller für ein Verstellteil (3) eines Kraftfahrzeugs, wobei der Feststeller (2) einen um eine geometrische Rotorachse (5) drehbaren Rotor (6) und einen bezogen auf eine Drehung um die geometrische Rotorachse (5) feststehenden Stator (7) aufweist, wobei eine Feststellwirkung erzeugbar ist, die einer Drehung des Rotors (6) mit einem Feststellmoment entgegenwirkt, wobei im montierten Zustand der Feststeller (2) mit dem Verstellteil (3) zur Einleitung der Feststellwirkung in das Verstellteil (3) gekoppelt ist, wobei der Feststeller (2) eine Magnetanordnung (8) aufweist und wobei die Feststellwirkung auf eine magnetische Wechselwirkung über einen Magnetspalt (9) zwischen dem Rotor (6) und dem Stator (7) zurückgeht. Es wird vorgeschlagen, dass der Rotor (6) und der Stator (7) bezogen auf die Rotorachse (5) axial relativ zueinander und quer zu einer Spaltweitenrichtung (10) des Magnetspalts (9) zwischen einer Feststell-Relativposition und einer Löse-Relativposition verstellbar sind und dass durch die axiale Verstellung die magnetische Wechselwirkung zwischen dem Rotor (6) und dem Stator (7) und damit die Feststellwirkung einstellbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Feststeller für ein Verstellteil eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1, eine Verstellteil-Antriebsanordnung für die motorische Verstellung eines Verstellteils mit einem solchen Feststeller gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 14, eine Verstellteilanordnung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 16 sowie ein Verfahren zum Verstellen eines Verstellteils eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 17.
Heutige Kraftfahrzeuge sind zunehmend mit motorisch verstellbaren Verstellteilen ausgestattet, die über einen vorbestimmten Verstellbereich ihre jeweilige Stellung selbsttätig halten sollen. Bei solchen Verstellteilen handelt es sich beispielsweise um Kraftfahrzeugtüren o. dgl. Für das Halten des Verstellteils ist ein Türfeststeller vorgesehen, welcher der Erzeugung einer Feststellwirkung dient, die in das Verstellteil eingeleitet wird.
Der bekannte Feststeller ( DE 20 2011 105 322 U1 ), von dem die Erfindung ausgeht, basiert auf der magnetischen Anziehungskraft zwischen zwei Permanentmagnetanordnungen. In einer ersten Variante ist eine hülsenförmige Permanentmagnetanordnung vorgesehen, welche die andere Permanentmagnetanordnung aufnimmt. In einer anderen Variante sind die Permanentmagnetanordnungen scheibenförmig ausgestaltet und koaxial angeordnet, so dass die Feststellwirkung durch eine axiale Relativverstellung zwischen den beiden Scheiben einstellbar ist.
Nachteilig bei dem bekannten Feststeller ist die Tatsache, dass die Einstellbarkeit der Feststellwirkung nur begrenzt möglich ist. Beispielsweise ist eine komplette Aufhebung der Feststellwirkung in der Praxis kaum möglich, da die beiden, scheibenförmigen Permanentmagnetanordnungen sehr weit auseinander bewegt werden müssten, um die magnetische Wechselwirkung zwischen den beiden Permanentmagnetanordnungen aufzuheben. Eine Aufhebung der Feststellwirkung ist mit dem bekannten Feststeller kaum möglich.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, den bekannten Feststeller derart auszugestalten und weiterzubilden, dass die Feststellwirkung mit geringem Aufwand in einem weiten Bereich einstellbar ist.
Das obige Problem wird bei einem Feststeller gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils von Anspruch 1 gelöst.
Wesentlich ist die grundsätzliche Überlegung, dass eine bezogen auf die Rotorachse axiale Relativverstellung zwischen Stator und Rotor mit einfachen Mitteln die Einstellung der Feststellwirkung bis hin zur Aufhebung der Feststellwirkung ermöglicht, sofern die Relativverstellung quer zu einer Spaltweitenrichtung des Magnetspalts erfolgt. Das liegt daran, dass die Einstellung der Feststellwirkung nicht auf eine Vergrößerung der Magnetspaltweite, sondern auf eine einstellbare axiale Erstreckung des Magnetspalts und damit auf eine einstellbare magnetische Entkopplung zwischen Rotor und Stator zurückgeht.
Der Begriff „Spaltweite“ bedeutet ganz allgemein die Strecke, die von den Magnetfeldlinien im Magnetspalt durchlaufen werden. Mit dem Begriff „Spaltweitenrichtung“ ist entsprechend die Richtung dieser Strecke gemeint.
Im Einzelnen wird vorgeschlagen, dass der Rotor und der Stator bezogen auf die Rotorachse axial relativ zueinander und quer zu einer Spaltweitenrichtung des Magnetspalts zwischen einer Feststell-Relativposition und einer Löse-Relativposition verstellbar sind und dass durch die axiale Verstellung die magnetische Wechselwirkung zwischen dem Rotor und dem Stator und damit die Feststellwirkung einstellbar ist.
Mit der vorschlagsgemäßen Lösung lässt sich die Einstellung der Feststellwirkung auf konstruktiv besonders einfache Weise bis hin zur Aufhebung der Feststellwirkung einstellen, indem die axiale Erstreckung des Magnetspalts eingestellt wird.
Die Anordnung ist gemäß Anspruch 2 vorzugsweise so ausgelegt, dass die Feststellwirkung zwischen der Feststell-Relativposition und der Löse-Relativposition, hier und vorzugsweise stetig, abnimmt. Damit lässt sich die Feststellwirkung stufenlos einstellen. Bei der weiter bevorzugten Ausgestaltung gemäß Anspruch 3 bedeutet dies, dass sich die Feststellwirkung bis hin zur Aufhebung der Feststellwirkung einstellen lässt.
Bei der besonders bevorzugten Ausgestaltung gemäß Anspruch 4 ist für die axiale Relativverstellung zwischen Stator und Rotor eine elektrische Stellantriebsanordnung vorgesehen. Vorzugsweise ermöglicht die elektrische Stellantriebsanordnung eine stufenlose axiale Relativverstellung zwischen Stator und Rotor, so dass die Feststellwirkung entsprechend stufenlos einstellbar ist.
Bei den weiter bevorzugten Ausgestaltungen gemäß den Ansprüchen 5 bis 14 weist die Magnetanordnung eine dem Stator zugeordnete Stator-Permanentmagnetanordnung und eine dem Rotor zugeordnete Rotor-Permanentmagnetanordnung auf, wobei die Feststellwirkung auf die magnetische Anziehung bzw. Abstoßung zwischen den beiden Permanentmagnetanordnungen zurückgeht. Hiermit lässt sich eine besonders hohe Feststellwirkung in kompakter Bauweise realisieren. Grundsätzlich ist es aber auch denkbar, dass eine solche Permanentmagnetanordnung nur auf Statorseite oder nur auf Rotorseite vorgesehen ist, wobei die jeweils andere Komponente von Stator und Rotor ferromagnetisch ausgestaltet ist.
Interessant bei der besonders bevorzugten Ausgestaltung gemäß Anspruch 6 ist die Tatsache, dass dort mit der axialen Relativverstellung zwischen Stator und Rotor eingestellt werden kann, welcher Anteil des von den Permanentmagnetanordnungen erzeugten Magnetflusses über die jeweils andere Permanentmagnetanordnung geschlossen wird. Damit kann die Feststellwirkung in Abhängigkeit von der axialen Relativverstellung zwischen Stator und Rotor nach unterschiedlichen Funktionen realisieren. Die weiter bevorzugten Ausgestaltungen gemäß den Ansprüchen 7 und 8 betreffen die Magnetisierungsrichtungen der Permanentmagnetanordnungen einerseits und die Ausrichtung der Magnetfeldlinien im Magnetspalt. Die Ausrichtung zumindest eines Teils der Magnetfeldlinien des Magnetfelds im Magnetspalt quer zu der Rotorachse ermöglicht eine besonders einfache Einstellung der Feststellwirkung, dadurch, dass wie oben angesprochen ein Teil des Magnetflusses nicht über beide Permanentmagnetanordnungen geschlossen wird.
Die weiter bevorzugten Ausgestaltungen gemäß den Ansprüchen 9 bis 11 betreffen bevorzugte konstruktive Ausgestaltungen zur Umsetzung der Einstellbarkeit der Feststellwirkung. Speziell die Ausgestaltung des Stators als Statorhülse, die mit dem Rotor je nach axialer Relativverstellung zwischen Stator und Rotor verschachtelt ist, führt gemäß Anspruch 11 zu einer besonders kompakten Anordnung.
Die bevorzugte Auslegung gemäß Anspruch 12 ermöglicht eine besonders schwache und damit kostengünstige Realisierung der Stellantriebsanordnung, da die axiale Relativverstellung zumindest über einen Verstellbereich keine auf die magnetische Wechselwirkung zwischen Stator und Rotor zurückgehende, axiale Kraft erzeugt.
Die weiter bevorzugte Ausgestaltung gemäß Anspruch 13 erlaubt die Nutzung des Feststellers im Sinne einer Überlastkupplung, die durch eine manuelle Verstellung des Verstellteils überrastet werden kann.
Nach einer weiteren Lehre gemäß Anspruch 14, der eigenständige Bedeutung zukommt, wird eine Verstellteil-Antriebsanordnung für die motorische Verstellung eines Verstellteils eines Kraftfahrzeugs mit einem Antriebsmotor und einem dem Antriebsmotor nachgeschalteten Vorschubgetriebe, insbesondere Spindel-Spindelmutter-Getriebe, zur Erzeugung von Antriebsbewegungen beansprucht.
Wesentlich nach dieser weiteren Lehre ist, dass dem Verstellteil ein oben angesprochener, vorschlagsgemäßer Feststeller zugeordnet ist. Auf alle diesbezüglichen Ausführungen darf verwiesen werden.
Von besonderer Bedeutung ist die bevorzugte Ausgestaltung gemäß Anspruch 15, nach dem der Feststeller einer Antriebswelle der Verstellteil-Antriebsanordnung, insbesondere einer Motorwelle oder einer Welle eines dem Antriebsmotor nachgeschalteten Zwischengetriebes, zugeordnet ist. Insoweit kann der Feststeller auf ohnehin vorhandene Antriebskomponenten wirken, was die Kompaktheit und auch die Kosteneffizienz weiter erhöht.
Nach einer weiteren Lehre gemäß Anspruch 16, der ebenfalls eigenständige Bedeutung zukommt, wird eine Verstellteilanordnung eines Kraftfahrzeugs mit einem Verstellteil als solche beansprucht.
Wesentlich nach dieser weiteren Lehre ist, dass dem Verstellteil ein obiger, vorschlagsgemäßer Feststeller zugeordnet ist. Auch insoweit darf auf alle diesbezüglichen Ausführungen verwiesen werden.
Nach einer weiteren Lehre gemäß Anspruch 17, der ebenfalls eigenständige Bedeutung zukommt, wird ein Verfahren zum Feststellen eines Verstellteils eines Kraftfahrzeugs mittels eines Feststellers als solches beansprucht. Auch hier entspricht die Erzeugung der Feststellwirkung der Funktionsweise des Feststellers gemäß der erstgenannten Lehre, so dass auch insoweit auf die diesbezüglichen Ausführungen verwiesen werden darf.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:

1 eine vorschlagsgemäße Verstellteilanordnung mit einer vorschlagsgemäßen Antriebsanordnung und einem vorschlagsgemäßen Feststeller,
2 die Verstellteilanordnung gemäß 1 entlang der Schnittlinie II-II,
3 die Antriebsanordnung gemäß 1 in einem Längsschnitt, und
4 die Antriebsanordnung gemäß 3 in der Ansicht IV
1. a) in der Löse-Relativposition zwischen Rotor und Stator,
2. b) in einer Zwischen-Relativposition zwischen Rotor und Stator,
3. c) in der Feststell-Relativposition zwischen Rotor und Stator.

Der vorschlagsgemäßen Verstellteilanordnung 1 ist ein Feststeller 2 zugeordnet. Die Verstellteilanordnung 1 weist ein Verstellteil 3 auf, das mittels des Feststellers 2 feststellbar ist.
Bei dem Verstellteil 3 handelt es sich hier und vorzugsweise ganz allgemein um eine Kraftfahrzeugtür, die zwischen einer Offenstellung und einer Schließstellung verstellbar ist. Der Feststeller 2 dient dazu, die Kraftfahrzeugtür in mindestens einer Zwischenstellung, vorzugsweise in beliebigen Zwischenstellungen, zwischen der Schließstellung und der Offenstellung festzustellen.
Der Begriff „Kraftfahrzeugtür“ ist vorliegend weit auszulegen. Er umfasst sowohl eine Schwenktür als auch eine Schiebetür. Ferner umfasst der Begriff eine Seitentür, eine Hecktür, eine Heckklappe, einen Heckdeckel, eine Fronthaube o. dgl. eines Kraftfahrzeugs.
Ganz allgemein dient der Feststeller zumindest in einem vorbestimmten Verstellbereich der Fixierung des Verstellteils 3 derart, dass das manuell unbetätigte Verstellteil 3 seine jeweilige Stellung beibehält.
Eine Zusammenschau der 1 bis 3 zeigt, dass es sich bei dem Verstellteil 3 um eine Seitentür eines Kraftfahrzeugs handelt, die mittels einer Verstellteil-Antriebsanordnung 4 motorisch verstellbar ist, wobei der Feststeller 2 Bestandteil der Verstellteil-Antriebsanordnung 4 ist.
Die Verstellteil-Antriebsanordnung 4 ist hier und vorzugsweise nach Art eines noch zu erläuternden Spindelantriebs ausgestaltet, wie in der Darstellung gemäß 3 zu entnehmen ist.
Der in 4 dargestellte Feststeller 2 weist einen um eine geometrische Rotorachse 5 drehbaren Rotor 6 und einen bezogen auf eine Drehung um die geometrische Rotorachse 5 feststehenden Stator 7 auf.
Mittels des Feststellers 2 ist eine Feststellwirkung erzeugbar, die einer Drehung des Rotors 6 mit einem Feststellmoment entgegenwirkt, wobei im dargestellten, montierten Zustand der Feststeller 2 mit dem Verstellteil 3 zur Einleitung der Feststellwirkung in das Verstellteil 3 gekoppelt ist.
Unter dem Begriff „Feststellwirkung“ sind alle Kräfte und Drehmomente zusammengefasst, die am Feststellen des Verstellteils 3 durch den Feststeller 2 beteiligt sind.
Der vorschlagsgemäße Feststeller 2 arbeitet basierend auf einer magnetischen, vorzugsweise berührungslosen und damit verschleißfreien, Wechselwirkung zwischen dem Rotor 6 und dem Stator 7. Hierfür weist der Feststeller 2 eine Magnetanordnung 8 auf, wobei die Feststellwirkung auf eine magnetische Wechselwirkung über einen Magnetspalt 9 zwischen dem Rotor 6 und dem Stator 7 zurückgeht.
Wesentlich ist nun, dass der Rotor 6 und der Stator 7 bezogen auf die Rotorachse 5 axial relativ zueinander und quer zu einer Spaltweitenrichtung 10 des Magnetspalts 9 zwischen einer Feststell-Relativposition (4c) und einer Löse-Reiativposition (4a) verstellbar sind. Durch diese axiale Verstellung ist die magnetische Wechselwirkung zwischen dem Rotor 6 und dem Stator 7 und damit die Feststellwirkung einstellbar. Dies liegt bei dem dargestellten und insoweit bevorzugten Ausführungsbeispiel daran, dass die axiale Erstreckung des Magnetspalts 9 entlang der bezogen auf die Rotorachse 5 axialen Richtung durch die obige, axiale Relativverstellung zwischen Rotor 6 und Stator 7 einstellbar ist. Dies wird weiter unten noch im Detail erläutert. Diese axiale Relativverstellung lässt sich vorzugsweise bei gleichbleibender Magnetspaltbreite vornehmen, sofern überhaupt noch ein Magnetspalt vorliegt. Die Feststellwirkung zwischen der Feststell-Relativposition (4c) und der Löse-Relativposition (4a) nimmt, hier und vorzugsweise, stetig ab.
Die Anordnung ist nun vorzugsweise so getroffen, dass in der Löse-Relativposition (4a) eine auf die magnetische Wechselwirkung zurückgehende, verglichen mit der Feststell-Relativposition (4c) reduzierte Feststellkraft oder, wie hier, keine Feststellkraft zwischen dem Rotor 6 und dem Stator 7 wirkt.
Grundsätzlich ist es denkbar, dass die axiale Relativverstellung zur Einstellung der Feststell-Relativposition und der Löse-Relativposition manuell, also durch das Einleiten von Benutzerkräften, erfolgt. Hier und vorzugsweise ist es allerdings so, dass eine elektrische Stellantriebsanordnung 11 vorgesehen ist, die mit dem Rotor 6 und dem Stator 7 antriebstechnisch gekoppelt ist und mittels der über die antriebstechnische Kopplung eine axiale Relativposition zwischen dem Rotor 6 und dem Stator 7 einstellbar ist. Bei dem in 4 dargestellten und insoweit bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Stator 7 mittels der Stellantriebsanordnung 11 in bezogen auf die Rotorachse 5 axialer Richtung verstellbar. Dies ergibt sich aus einer Zusammenschau der 4a, 4b und 4c.
Die Stellantriebsanordnung 11 ist vorzugsweise selbsthemmend ausgestaltet, so dass die jeweilige, axiale Relativposition zwischen dem Rotor 6 und dem Stator 7 auch bei unbestromter Stellantriebsanordnung selbsttätig gehalten wird. Grundsätzlich kann es aber auch vorgesehen sein, dass die Stellantriebsanordnung 11 nicht-selbsthemmend ausgestaltet ist. Damit lässt sich eine manuelle, axiale Relativverstellung zwischen dem Rotor 6 und dem Stator 7 bei unbestromter Stellantriebsanordnung 11 besonders leicht umsetzen.
Die Darstellung gemäß 4 zeigt weiter, dass die Magnetanordnung 8 eine in dem Rotor 6 zugeordnete Rotor-Permanentmagnetanordnung 12 mit mindestens einem Permanentmagneten 13 und eine dem Stator 7 zugeordnete Stator-Permanentmagnetanordnung 14 mit mindestens einem Permanentmagneten 15 aufweist. Hier und vorzugsweise sind die Rotor-Permanentmagnetanordnung 12 und die Stator-Permanentmagnetanordnung 14 jeweils mit insgesamt vier Permanentmagneten 13, 15 ausgestattet.
Die Feststellwirkung geht hier und vorzugsweise auf die magnetische Anziehung und/oder Abstoßung der Rotor-Permanentmagnetanordnung 12 und der Stator-Permanentmagnetanordnung 14 zurück. Dies lässt sich am besten der Darstellung gemäß 4c entnehmen. In der dortigen Schnittansicht sind die Permanentmagneten 13, 15 der Rotor-Permanentmagnetanordnung 12 und der Stator-Permanentmagnetanordnung 14 derart gegenüberliegend angeordnet, dass sich die gegenüberliegenden Permanentmagneten 13, 15 magnetisch anziehen und dadurch einer Drehung zwischen Rotor 6 und Stator 7 entgegenwirken. Dies liegt daran, dass zumindest ein Anteil des von den Permanentmagnetanordnungen 12, 14 erzeugten Magnetflusses über die jeweils andere Permanentmagnetanordnung 12, 14 geschlossen wird.
Die Größe des Anteils des von den Permanentmagnetanordnungen 12, 14 erzeugten Magnetflusses, der über die jeweils andere Permanentmagnetanordnung geschlossen wird, bestimmt die Größe der Feststellwirkung. Bei dem in 4 dargestellten und insoweit bevorzugten Ausführungsbeispiel ist dieser Anteil und damit die Feststellwirkung über die axiale Relativposition zwischen Rotor 6 und Stator 7 einstellbar. Dies ergibt sich wiederum aus einer Zusammenschau der 4a, 4b und 4c. Dies geht, wie weiter oben angesprochen, darauf zurück, dass die Erstreckung des Magnetspalts 9 in bezogen auf die Rotorachse 5 axialer Richtung von der axialen Relativposition zwischen Rotor 6 und Stator 7 abhängt. Eine axiale Relativverstellung ausgehend von der in 4c gezeigten Situation in die in 4a gezeigte Situation führt dazu, dass die axiale Erstreckung des Magnetspalts 9 von einer maximalen Erstreckung ausgehend auf eine minimale Erstreckung, in der der Magnetspalt 9 nahezu aufgehoben ist, reduziert wird. Dies ist mit einer entsprechenden Reduzierung der Feststellwirkung verbunden. Interessant ist die Tatsache, dass sich in der in 4b gezeigten Zwischenstellung eine Feststellwirkung ergibt, die zwischen den in den 4a und 4c herrschenden Feststellwirkungen liegt.
Für die Auslegung der Permanentmagneten 13,15 der beiden Permanentmagnetanordnungen 12,14 sind verschiedene bevorzugte Varianten denkbar. Hier und vorzugsweise sind die Magnetisierungsrichtungen 16,17 der Permanentmagneten 13,15 quer zu der Rotorachse 5 ausgerichtet, wie der Schnittdarstellung entlang der Schnittlinie A-A in 4c zu entnehmen ist. Alternativ kann es aber auch vorgesehen sein, dass die Magnetisierungsrichtungen 16,17 der Permanentmagneten 13,15 parallel zu der Rotorachse 5 ausgerichtet sind.
Die obige Schnittdarstellung zeigt auch, dass zumindest ein Teil der Magnetfeldlinien des von den Permanentmagnetanordnungen 12,14 erzeugten Magnetflusses im Magnetspalt 9 quer zu der Rotorachse 5 ausgerichtet ist. Dies liegt daran, dass der Rotor 6 und der Stator 7 jeweils einen Grundkörper 18,19 aufweisen, die aus einem weichmagnetischen Material hergestellt sind. Die Magnetfeldlinien treten damit sowohl aus den Permanentmagneten 13,15 als auch aus den Grundkörpern 18,19 senkrecht zu der jeweiligen Oberfläche aus. Diese Oberflächen sind, wie der Schnittdarstellung gemäß 4c zu entnehmen ist, jeweils bezogen auf die Rotorachse 5 tangential ausgerichtet, so dass bei dem dargestellten und insoweit bevorzugten Ausführungsbeispiel sogar der größte Teil der Magnetfeldlinien des von den Permanentmagnetanordnungen 12,14 erzeugten Magnetflusses im Magnetspalt 9 quer zu der Rotorachse 5, insbesondere bezogen auf die Rotorachse 5 radial, ausgerichtet ist.
Die Darstellung gemäß 4 zeigt weiter, dass die Rotor-Permanentmagnetanordnung 12 und die Stator-Permanentmagnetanordnung 14 in der Feststell-Relativposition (4c) axial einander überlappen, während in der Löse-Relativposition (4a) der Grad der Überlappung reduziert oder die Überlappung aufgehoben ist. Hier und vorzugsweise ist es so, dass der Grad der Überlappung die axiale Erstreckung des Magnetspalts 9 und damit, wie oben angesprochen, die Feststellwirkung bestimmt. Dies lässt sich auf konstruktiv besonders einfache Weise umsetzen.
Im Einzelnen bildet der Magnetspalt 9 zwischen Rotor 6 und Stator 7 einen Ringspalt aus, wie wiederum der Schnittdarstellung entlang der Schnittlinie A-A in 4c gezeigt ist. Ganz allgemein weist der Stator 7 eine Statorhülse 20 auf, die die Stator-Permanentmagnetanordnung 14 aufnimmt, wobei die Statorhülse 20 zur Einstellung der axialen Relativposition zwischen Rotor 6 und Stator 7 axial verschiebbar gelagert ist. Dies ergibt sich wiederum aus einer Zusammenschau der 4a, 4b und 4c. Der Darstellung gemäß 4 ist auch zu entnehmen, dass diese axiale Verschiebung der Statorhülse 20 von der Stellantriebsanordnung 11 bewirkt wird. Hierfür kann die Stellantriebsanordnung 11 vorzugsweise als kontinuierlich arbeitende Antriebsanordnung ausgestaltet sein, so dass auch eine Zwischenstellung gemäß 4b einstellbar ist. Alternativ kann es vorgesehen sein, dass die Stellantriebsanordnung 11 als binärer Aktuator ausgestaltet ist, der ausschließlich zwei vorbestimmte Stellungen stabil anfahren kann. Ein solcher binärer Aktuator kann beispielsweise als Tauchspule realisiert sein, die ausschließlich eine eingefahrene Stellung und eine ausgefahrene Stellung anfahren kann. Hier zeigt sich, dass die vorschlagsgemäße Lösung auf besonders kostengünstige Weise umsetzbar ist.
Interessant bei dem dargestellten und insoweit bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Tatsache, dass die magnetische Wechselwirkung zwischen dem Rotor 6 und dem Stator 7 in der Feststell-Relativposition (4c) und in der Löse-Relativposition (4a) zumindest über einen Verstellbereich keine axiale Kraft zwischen dem Rotor 6 und dem Stator 7 erzeugt. Dies bedeutet, dass die axiale Relativverstellung zwischen Rotor 6 und Stator 7 mit einer besonders geringen Antriebskraft bewirkt werden kann. Auch dies führt zu einer besonders kostengünstigen Umsetzbarkeit der vorschlagsgemäßen Lösung.
4 zeigt, dass sich aus der Magnetanordnung 8 bezogen auf eine Drehung des Rotors 6 mindestens eine Rastposition des Rotors 6 ergibt, die zumindest in der Feststell-Relativposition bezogen auf eine Drehung des Rotors 6 magnetisch stabil ist. Dies ergibt sich insbesondere aus der Verteilung der Permanentmagneten 13,15 über den Umfang von Rotor 6 und Stator 7. In besonders bevorzugter Ausgestaltung ergibt sich eine Auslegung, bei der im montierten Zustand die Rastposition durch eine erhöhte Krafteinleitung in das Verstellteil 3 überrastbar ist. Dies bedeutet, dass selbst in der Feststell-Relativposition zwischen Rotor 6 und Stator 7 ein Überrasten des Feststellers 2 möglich ist. Dies ist insbesondere im Notfall, beispielsweise bei einem Ausfall der Bordnetzspannung, vorteilhaft.
Die Magnetanordnung 8 des vorschlagsgemäßen Feststellers 2 kann zusätzlich dafür genutzt werden, einen Verstellwunsch zu detektieren, der auf eine erste manuelle Verstellung des Verstellteils 3 und damit eine erste rotatorische Relativverstellung zwischen Rotor 6 und Stator 7 zurückgeht. Mit der rotatorischen Relativverstellung zwischen Rotor 6 und Stator 7 verändert sich die magnetische Wechselwirkung zwischen Rotor 6 und Stator 7, was leicht durch einen Sensor wie beispielweise einen Hall-Sensor detektiert werden kann. Auf eine solche Detektion kann beispielsweise die Stellantriebsanordnung 11 für das Lösen des Feststellers 2 angesteuert werden. Zusätzlich kann es vorgesehen sein, dass die Verstellteil-Antriebsanordnung 4 für eine motorische Verstellung des Verstellteils 3 angesteuert wird.
Nach einer weiteren Lehre, der eigenständige Bedeutung zukommt, wird eine oben angesprochene Verstellteil-Antriebsanordnung 4 für die motorische Verstellung eines Verstellteils 3 eines Kraftfahrzeugs als solche beansprucht. Die vorschlagsgemäße Verstellteil-Antriebsanordnung 4 weist einen Antriebsmotor 4a und ein dem Antriebsmotor 4a nachgeschaltetes Vorschubgetriebe 4b zur Erzeugung von Antriebsbewegungen auf. Bei dem Vorschubgetriebe handelt es sich hier und vorzugsweise um ein Spindel-Spindelmuttergetriebe. Andere Arten von Vorschubgetrieben können hier zur Anwendung kommen.
Wesentlich nach der weiteren Lehre ist, dass dem Verstellteil 3 ein oben angesprochener, vorschlagsgemäßer Feststeller 2 zugeordnet ist. Insoweit darf auf alle Ausführungen zu dem vorschlagsgemäßen Feststeller 2 verwiesen werden.
4 zeigt eine besonders bevorzugte Variante für die Integration des vorschlagsgemäßen Feststellers 2 in die Verstellteil-Antriebsanordnung 4. Im Einzelnen wird in diesem Rahmen vorgeschlagen, dass der Feststeller 2 einer Antriebswelle 21 der Verstellteil-Antriebsanordnung, hier und vorzugsweise einer Motorwelle des Antriebsmotors 4a oder einer Welle eines dem Antriebsmotor 4a nachgeschalteten Zwischengetriebes, zugeordnet ist. Bei dem dargestellten und insoweit bevorzugten Ausführungsbeispiel handelt es sich hierbei um die Antriebswelle des Antriebsmotors 4a, die einen Ends an das Vorschubgetriebe 4b angeschlossen ist und die die anderen Ends an dem Feststeller 2 angeschlossen ist. Entsprechend ragt die Antriebswelle 21 an zwei gegenüberliegenden Seiten aus dem Antriebsmotor 4a heraus. Diese in 3 dargestellte Anordnung lässt sich auf besonders kompakte Weise realisieren.
Nach einer weiteren Lehre, der ebenfalls eigenständige Bedeutung zukommt, wird eine Verstellteilanordnung 1 eines Kraftfahrzeugs mit einem obigen Verstellteil 3 als solche beansprucht. Wesentlich dabei ist, dass dem Verstellteil 3 ein vorschlagsgemäßer Feststeller 2 zugeordnet ist. Insoweit darf auf alle Ausführungen zu dem vorschlagsgemäßen Feststeller 2 verwiesen werden.
Nach einer weiteren Lehre, der ebenfalls eigenständige Bedeutung zukommt, wird ein Verfahren zum Feststellen eines Verstellteils 3 eines Kraftfahrzeugs mittels eines oben angesprochenen, vorschlagsgemäßen Feststellers 2 als solches beansprucht. Auch insoweit darf auf alle Ausführungen zu dem vorschlagsgemäßen Feststeller 2 verwiesen werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 202011105322 U1 [0003]

Claims

Feststeller für ein Verstellteil (3) eines Kraftfahrzeugs, wobei der Feststeller (2) einen um eine geometrische Rotorachse (5) drehbaren Rotor (6) und einen bezogen auf eine Drehung um die geometrische Rotorachse (5) feststehenden Stator (7) aufweist, wobei eine Feststellwirkung erzeugbar ist, die einer Drehung des Rotors (6) mit einem Feststellmoment entgegenwirkt, wobei im montierten Zustand der Feststeller (2) mit dem Verstellteil (3) zur Einleitung der Feststellwirkung in das Verstellteil (3) gekoppelt ist, wobei der Feststeller (2) eine Magnetanordnung (8) aufweist und wobei die Feststellwirkung auf eine magnetische Wechselwirkung über einen Magnetspalt (9) zwischen dem Rotor (6) und dem Stator (7) zurückgeht, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (6) und der Stator (7) bezogen auf die Rotorachse (5) axial relativ zueinander und quer zu einer Spaltweitenrichtung (10) des Magnetspalts (9) zwischen einer Feststell-Relativposition und einer Löse-Relativposition verstellbar sind und dass durch die axiale Verstellung die magnetische Wechselwirkung zwischen dem Rotor (6) und dem Stator (7) und damit die Feststellwirkung einstellbar ist.
Feststeller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Feststellwirkung zwischen der Feststell-Relativposition und der Löse-Relativposition, insbesondere stetig, abnimmt.
Feststeller nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der Löse-Relativposition eine auf die magnetische Wechselwirkung zurückgehende, verglichen mit der Feststell-Relativposition reduzierte Feststellkraft oder keine Feststellkraft zwischen dem Rotor (6) und dem Stator (7) wirkt.
Feststeller nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine elektrische Stellantriebsanordnung (11) vorgesehen ist, die mit dem Rotor (6) oder dem Stator (7) antriebstechnisch gekoppelt ist und mittels der über die antriebstechnische Kopplung eine axiale Relativposition zwischen dem Rotor (6) und dem Stator (7) einstellbar ist.
Feststeller nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetanordnung (8) eine dem Rotor (6) zugeordnete Rotor-Permanentmagnetanordnung (12) mit mindestens einem Permanentmagneten (13) und eine dem Stator (7) zugeordnete Stator-Permanentmagnetanordnung (14) mit mindestens einem Permanentmagneten (15) aufweist und dass die Feststellwirkung auf die magnetische Anziehung und/oder Abstoßung der Rotor-Permanentmagnetanordnung (12) und der Stator-Permanentmagnetanordnung (14) zurückgeht.
Feststeller nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Anteil des von den Permanentmagnetanordnungen (12,14) erzeugten Magnetflusses über die jeweils andere Permanentmagnetanordnung (12,14) geschlossen wird und dass der Anteil über die axiale Relativposition zwischen Rotor (6) und Stator (7) einstellbar ist.
Feststeller nach Anspruch 5 und ggf. nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetisierungsrichtungen (16,17) des mindestens einen Permanentmagneten (13) der Rotor-Permanentmagnetanordnung (12) und des mindestens einen Permanentmagneten (15) der Stator-Permanentmagnetanordnung (14) parallel oder quer zu der Rotorachse (5) ausgerichtet sind.
Feststeller nach Anspruch 5 und ggf. nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Magnetfeldlinien des von den Permanentmagnetanordnungen (12,14) erzeugten Magnetflusses im Magnetspalt (9) quer zu der Rotorachse (5) ausgerichtet ist.
Feststeller nach Anspruch 5 und ggf. nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotor-Permanentmagnetanordnung (12) und die Stator-Permanentmagnetanordnung (14) in der Feststell-Relativposition axial einander überlappen und in der Löse-Relativposition der Grad der Überlappung reduziert oder die Überlappung aufgehoben ist.
Feststeller nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetspalt (9) zwischen Rotor (6) und Stator (7) einen Ringspalt ausbildet.
Feststeller nach Anspruch 5 und ggf. nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (7) eine Statorhülse (20) aufweist, die die Stator-Permanentmagnetanordnung (14) aufnimmt, und dass die Statorhülse (20) zur Einstellung der axialen Relativposition axial verschiebbar gelagert ist.
Feststeller nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die magnetische Wechselwirkung zwischen dem Rotor (6) und dem Stator (7) in der Feststell-Relativposition und in der Löse-Relativposition zumindest über einen Verstellbereich keine axiale Kraft zwischen dem Rotor (6) und dem Stator (7) erzeugt.
Feststeller nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich aus der Magnetanordnung (8) bezogen auf eine Drehung des Rotors (6) mindestens eine Rastposition des Rotors (6) ergibt, die zumindest in der Feststell-Relativposition bezogen auf eine Drehung des Rotors (6) magnetisch stabil ist, vorzugsweise, dass im montierten Zustand die Rastposition durch eine erhöhte Krafteinleitung in das Verstellteil (3) überrastbar ist.
Verstellteil-Antriebsanordnung für die motorische Verstellung eines Verstellteils (3) eines Kraftfahrzeugs mit einem Antriebsmotor (4a) und einem dem Antriebsmotor (4a) nachgeschalteten Vorschubgetriebes (4b) zur Erzeugung von Antriebsbewegungen, dadurch gekennzeichnet, dass dem Verstellteil (3) ein Feststeller (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche zugeordnet ist.
Verstellteil-Antriebsanordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Feststeller (2) einer Antriebswelle (21) der Verstellteil-Antriebsanordnung (4), insbesondere einer Motorwelle oder einer Welle eines dem Antriebsmotor (4a) nachgeschalteten Zwischengetriebes, zugeordnet ist.
Verstellteilanordnung eines Kraftfahrzeugs mit einem Verstellteil, dadurch gekennzeichnet, dass dem Verstellteil (3) ein Feststeller (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 14 zugeordnet ist.
Verfahren zum Feststellen eines Verstellteils (3) eines Kraftfahrzeugs mittels eines Feststellers (2), insbesondere eines Feststellers (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei der Feststeller (2) einen um eine geometrische Rotorachse (5) drehbaren Rotor (6) und einen bezogen auf eine Drehung um die geometrische Rotorachse (5) feststehenden Stator (7) aufweist, wobei eine Feststellwirkung erzeugbar ist, die einer Drehung des Rotors (6) mit einem Feststellmoment entgegenwirkt, wobei im montierten Zustand der Feststeller (2) mit dem Verstellteil (3) zur Einleitung der Feststellwirkung in das Verstellteil (3) gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (6) und der Stator (7) bezogen auf die Rotorachse (5) axial relativ zueinander und quer zu einer Spaltweitenrichtung (10) des Magnetspalts (9) zwischen einer Feststell-Relativposition und einer Löse-Relativposition verstellbar sind und dass durch die axiale Verstellung die magnetische Wechselwirkung zwischen dem Rotor (6) und dem Stator (7) und damit die Feststellwirkung eingestellt wird.