DE4413719A1

DE4413719A1 - Elektromotorischer Antrieb für die Zentralverriegelung eines Kraftfahrzeuges

Info

Publication number: DE4413719A1
Application number: DE4413719A
Authority: DE
Inventors: Josef Stuempel; Theodor Hueser
Original assignee: Hella KGaA Huek and Co
Current assignee: Hella GmbH and Co KGaA
Priority date: 1994-04-20
Filing date: 1994-04-20
Publication date: 1995-10-26
Also published as: ITTO950091V0; CZ285167B6; IT235835Y1; FR2719074A3; CZ99495A3; ITTO950091U1; FR2719074B3

Description

Die Erfindung betrifft einen elektromotorischen Antrieb für die Zentralverriegelung eines Kraftfahrzeuges, mit einem Elektromotor, mit einer Gewindespindel, mit einer Spindelmutter, mit einer Fliehkraftkupplung, deren Mitnehmer auf einer Motorwelle des Elektromotors befestigt ist, deren Kupplungskorb frei drehbar auf der Motorwelle gelagert ist und ein Ritzel aufweist, das mit einem Zahnrad der Gewindespindel kämmt und deren Kupplungsbacken durch elastische Mittel auf Begrenzungsflächen des Mitnehmers gepreßt werden.

Ein derartiger elektromotorischer Antrieb ist aus der DE 39 13 995 C2 vorbekannt. Bei diesem vorbekannten elektromotorischen Antrieb sind die Kupplungsbacken als Teil eines elastischen Bremsringes ausgebildet. Dies hat zur Folge, daß auch die Kupplungsbacken aus elastischem Material bestehen. Hierfür brauchbare elastische Materialien sind Kunststoffe, die bekanntlich eine geringe Masse aufweisen. Die geringe Masse der Kupplungsbacken führt dazu, daß bei dem vorbekannten elektromotorischen Antrieb hohe Drehzahlen erforderlich sind, um die Kupplungsbacken gegen die Rückstellkräfte der elastischen Mittel an das Innere des Kupplungskorbes zu drücken, um den gewünschten Kraftschluß zwischen den Kupplungsbacken und dem Kupplungskorb beim Antrieb des Elektromotors herzustellen. Bis der Elektromotor die erforderlichen hohen Drehzahlen erreicht vergeht eine lange Ansprechzeitdauer, in der der Elektromotor zwar mit der Versorgungsspannung verbunden ist, jedoch noch kein Kraftschluß über die Fliehkraftkupplung hergestellt wurde.

Weiterhin ist bei dem vorbekannten elektromotorischen Antrieb vorgesehen, daß der dort verwendete Mitnehmer in das elastische Material der Kupplungsbacken drückt und so die Kupplungsbacken elastisch verformt, um ein Verklemmen zwischen dem Mitnehmer und den Kupplungsbacken zu gewährleisten. Diese elastische Verformung der Kupplungsbacken führt jedoch bei deren Ausbildung aus Kunststoffmaterial auf Dauer zu einem Verschleiß, der die Dauerfunktionsfähigkeit des vorbekannten elektromotorischen Antriebes beeinträchtigen kann.

Aus der DE 89 15 974 U1 ist ein elektromotorischer Antrieb als Teil eines integrierten Kraftfahrzeug-Türverschlusses vorbekannt. Der dortige elektromotorische Antrieb weist jedoch keine Fliehkraftkupplung sondern andere Kupplungsmittel auf.

Die Erfindung hat die Aufgabe, einen elektromotorischen Antrieb für die Zentralverriegelung eines Kraftfahrzeuges zu schaffen, der bei einfacher und kostengünstiger Herstellbarkeit und langer Lebensdauer ein schnelles Ansprechen auf Verriegelungs- und Entriegelungsbefehle ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Kupplungsbacken aus metallischem Werkstoff bestehen und daß das elastische Mittel ein gummielastischer Ring ist, der in einer radial verlaufenden Nut der Kupplungsbacken geführt ist.

Dadurch, daß die Kupplungsbacken aus einem metallischen Werkstoff bestehen, weisen sie gegenüber dem Vorbekannten eine größere Dichte, und damit bei vorgegebenen Abmessungen eine größere Masse auf. Durch diese größere Masse wirken bereits bei niedrigen Drehzahlen des Elektromotors ausreichend große Fliehkräfte, um über die Fliehkraftkupplung den gewünschten Kraftschluß herzustellen. Die Herstellung des Kraftschlusses vom Bestromen des Elektromotors an erfolgt also gegenüber dem Vorbekannten schneller, so daß der elektromotorische Antrieb gemäß der Erfindung gegenüber dem Vorbekannten eine kürzere Ansprechzeit aufweist. Darüber hinaus kann die Baugröße des Antriebes gegenüber dem Vorbekannten kleiner gewählt werden.

Zudem tritt durch die Verwendung von metallischem Werkstoff für die Kupplungsbacken kaum Verschleiß an den Kupplungsbacken auch beim Dauerbetrieb auf, so daß eine Funktionsstörung des erfindungsgemäßen elektromotorischen Antriebes durch fehlende Kupplungsfunktionen nicht zu erwarten ist.

Die Realisierung der elastischen Mittel als elastischer Ring, der in einer radial verlaufenden Nut der Kupplungsbacken geführt ist, ist sehr einfach und kostengünstig und gewährleistet ebenfalls beim Dauerbetrieb eine gute Funktion, so daß auch nach länger dauerndem Gebrauch des erfindungsgemäßen elektromotorischen Antriebes eine sichere Rückstellfunktion der Kupplungsbacken zum Lösen der Fliehkraftkupplung gewährleistet ist.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen elektromotorischen Antriebes gehen aus den Unteransprüchen hervor.

So ist es besonders vorteilhaft, wenn die Kupplungsbacken aus Zinkdruckguß bestehen, weil mit diesem Herstellungsverfahren auch komplizierte Formgebungen der Kupplungsbacken realisiert werden können.

Als gummielastischer Ring kann vorteilhaft ein handelsüblicher O-Ring verwendet werden.

Der Mitnehmer kann vorteilhaft aus Sinterbronze bestehen. Dieses Material ist einerseits sehr abriebfest und gewährleistet durch seine Eigenschaft als Lagermaterial ein gutes Gleiten der Mitnehmerkanten an den Kupplungsbacken, was einem Verkanten der Kupplungsbacken und damit einer Verringerung des Kraftschlusses der Fliehkraftkupplung entgegenwirkt.

Der Mitnehmer kann vorteilhaft einen quadratischen Querschnitt mit abgerundeten Kanten aufweisen. Die Abrundung der Kanten trägt ebenfalls dazu bei, daß ein Verkanten der Kupplungsbacken beim Anlegen an das Innere des Kupplungskorbes vermieden wird. Andererseits können sich die abgerundeten Kanten an den Berührungslinien bzw. Berührungsflächen mit den Kupplungsbacken so verklemmen, daß der Kraftschluß auch bei Erniedrigung der Drehzahl des Elektromotors, beispielsweise bei hoher Belastung des elektromotorischen Antriebes, noch gewährleistet ist.

Man sieht vorteilhaft vier Kupplungsbacken vor, die an ihrem Außenumfang nahezu Viertelkreissegmente darstellen und die in Richtung auf den Mitnehmer rechtwinklige Ausnehmungen aufweisen und mit diesen rechtwinkligen Ausnehmungen den vorzugsweise quadratischen Mitnehmer umfassen. So ergeben sich beim Kraftschluß des Elektromotores für alle Kupplungsbacken dieselben Kräfteverhältnisse, so daß der Kraftschluß nahezu gleichzeitig über alle vier Kupplungsbacken hergestellt wird und der quadratische Mitnehmer sich an seiner Grenzfläche zu den Kupplungsbacken bei allen vier Backen festklemmen kann.

Um ein Herausrutschen der Kupplungsbacken aus dem Kupplungskorb zu verhindern, kann der Mitnehmer vorteilhaft auf der vom Elektromotor abgewandten Seite einen Bund aufweisen, an den sich die Kupplungsbacken anlegen.

Um insbesondere bei Verwendung des elektromotorischen Antriebes als Teil eines integrierten Kraftfahrzeug-Türschlosses den elektromotorischen Antrieb als separat handhabbare Einheit auszubilden, kann vorteilhaft eine Grundplatte vorgesehen sein, auf der der Elektromotor befestigt und die Gewindespindel drehbar gelagert ist. In diesem Zusammenhang können vorteilhaft zur Befestigung und Lagerung Schnappverbindungen verwendet werden, die die Montage dieser Baueinheit vereinfachen. Zudem kann in diesem Zusammenhang die Grundplatte ein Drucklager zur Aufnahme axial auf die Gewindespindel wirkender Kräfte aufweisen. Dieses Drucklager soll insbesondere die Kräfte aufnehmen, die entstehen, wenn die Verriegelung des zugehörigen Kraftfahrzeug-Türschlosses durch den Bediener von Hand aufgehoben wird. Dies ist deshalb möglich, weil die Gewindespindel eine derartige Gewindesteigung aufweist, daß sie nicht selbsthemmend ist. Das heißt, durch Betätigung der Spindelmutter kann die Gewindespindel und damit der Kupplungskorb gedreht werden. Da der Elektromotor in diesem Fall nicht an die Bordnetzspannung angeschlossen ist, muß dieser Elektromotor nicht mitgedreht werden, da die Fliehkraftkupplung den Kraftschluß unterbrochen hat. Beim Verschieben der Spindelmutter wirken jedoch axiale Kräfte auf die Gewindespindel, die durch das Drucklager aufgefangen werden.

Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen elektromotorischen Antriebes ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen

Fig. 1 einen elektromotorischen Antrieb, teilweise geschnitten; und

Fig. 2 einen Schnitt durch die Fliehkraftkupplung gemäß der Schnittlinie A-A in Fig. 1.

In der Fig. 1 weist der erfindungsgemäße elektromotorische Antrieb ein Zahnrad (1) auf, das einstückig mit einer Gewindespindel (9) ausgebildet ist. Zahnrad (1) und Gewindespindel (9) sind dabei aus Kunststoff gespritzt. Die Anordnung, bestehend aus Gewindespindel (9) und Zahnrad (1), ist dabei in Schnappverbindungen (18) einer Grundplatte (2) drehbar gelagert und stützt sich auf der in der Fig. 1 linken Seite gegen ein Drucklager (19) ab.

Auf der Gewindespindel (9) ist eine Spindelmutter (3) verschiebbar angeordnet, die die Drehbewegung der Gewindespindel (9) in eine Hubbewegung umwandelt und mit weiteren Teilen des Kraftfahrzeug-Türverschlusses wechselwirkt, wie dies aus der DE 89 15 974 U1 hervorgeht.

Weiterhin ist auf der Grundplatte (2) ein Elektromotor (4) in einer weiteren Schnappverbindung (18) der Grundplatte (2) befestigt. Der Elektromotor (4) weist eine Motorwelle (11) auf, an der ein Mitnehmer (7) drehfest befestigt ist. Weiterhin ist auf der Motorwelle (11) ein Kupplungskorb (5) drehbar gelagert, der einstückig mit einem Ritzel (12) aus Kunststoff gespritzt ist. Dieses Ritzel (12) kämmt mit dem Zahnrad (1) der Gewindespindel (9). Zwischen dem Kupplungskorb (5) und dem Mitnehmer (7) sind Kupplungsbacken (6) angeordnet, die mittels eines gummielastischen O-Ringes (8) auf Begrenzungsflächen (13) des Mitnehmers (7) gepreßt werden, wie dies aus der Fig. 2 hervorgeht.

Der Mitnehmer (7), der gummielastische O-Ring (8), die Kupplungsbacken (6) und der Kupplungskorb (5) bilden dabei eine Fliehkraftkupplung (10), die den Kraftschluß zwischen dem Elektromotor (4) und der Gewindespindel (9) nur dann herstellt, wenn der Elektromotor (4) mit Strom versorgt wird und den Mitnehmer (7) antreibt.

Um ein Herunterrutschen der Kupplungsbacken (6) vom Mitnehmer (7) zu vermeiden, weist der Mitnehmer (7) einen Bund (17) auf, der auf der vom Elektromotor (4) abgewandten Seite des Mitnehmers (7) angeordnet ist. Der gummielastische O-Ring (8) ist in einer radial verlaufenden Nut (14) der Kupplungsbacken (6) angeordnet, um den direkten Kraftschluß zwischen den Kupplungsbacken (6) und dem Kupplungskorb (5) zu ermöglichen.

In der Fig. 2 sind gleiche oder gleichwirkende Einrichtungsteile wie in der Fig. 1 mit denselben Bezugszeichen versehen. Man erkennt in der Fig. 2 die Begrenzungsflächen (13) des Mitnehmers (7), an denen im Ruhezustand des Elektromotors (4) die Kupplungsbacken (6) mit rechtwinkligen Ausnehmungen (16), die in Richtung auf die Motorwelle (11) gerichtet sind, anliegen.

Zudem ist in der Fig. 2 erkennbar, daß der Mitnehmer (7) einen quadratischen Querschnitt (Q) aufweist, der mit gerundeten Kanten (15) versehen ist. Dabei ist in der Fig. 2 unterhalb der waagerechten Schnittlinie die Lage der Kupplungsbacken im Ruhezustand des Elektromotors dargestellt, wogegen in der Fig. 2 oberhalb der waagerechten Schnittlinie die Lage der Kupplungsbacken (6) bei drehendem Elektromotor (4), und damit bei Kraftschluß der Fliehkraftkupplung (10), dargestellt sind.

Man erkennt, daß bei drehendem Elektromotor (4) der Mitnehmer (7) mit seinem quadratischen Querschnitt (Q) sich gegenüber den rechtwinkligen Ausnehmungen (16) der Kupplungsbacken (6) derart verkantet, daß die gerundeten Kanten (15) des Mitnehmers (7) sich an den Flächen der rechtwinkligen Ausnehmungen (16) verklemmen. Dieses Verklemmen der gerundeten Kanten (15) des Mitnehmers (7) an den Flächen der rechtwinkligen Ausnehmungen (16) wird noch dadurch gefördert, daß, wie in der Fig. 2 gestrichelt angedeutet, durch die dezentrale Kraftwirkung der gerundeten Kanten (15) des Mitnehmers (7) auf die rechtwinkligen Ausnehmungen (16) der Kupplungsbacken (6) die Kupplungsbacken in den Innenumfang des Kupplungskorbes (5) derart verschoben werden, daß sich eine zusätzlich verstärkte Klemmwirkung, und damit ein nochmals verbesserter Kraftschluß, zwischen dem Mitnehmer (7) und dem Kupplungskorb (5) ergibt.

Versuche haben gezeigt, daß diese Verklemm- und Verkippwirkung des Mitnehmers (7) und der Kupplungsbacken (6) in dem Kupplungskorb (5) den Kraftschluß der erfindungsgemäßen Fliehkraftkupplung (10) gegenüber einer herkömmlichen Fliehkraftkupplung nahezu verdoppeln, was insbesondere bei Abfallen der Drehzahl des Elektromotors (4) aufgrund entsprechend hoher Belastung des Elektromotors (4) zur Folge hat, daß der Kraftschluß bis kurz vor Stillstand des Elektromotors (4) unverändert aufrechterhalten bleibt.

Bezugszeichenliste

1 Zahnrad
2 Grundplatte
3 Spindelmutter
4 Elektromotor
5 Kupplungskorb
6 Kupplungsbacken
7 Mitnehmer
8 Gummielastischer O-Ring
9 Gewindespindel
10 Fliehkraftkupplung
11 Motorwelle
12 Ritzel
13 Begrenzungsflächen von 7
14 Radial verlaufende Nut
15 Gerundete Kanten
16 Rechtwinklige Ausnehmungen
17 Bund
18 Schnappverbindungen
19 Drucklager
Q Quadratischer Querschnitt

Claims

1. Elektromotorischer Antrieb für die Zentralverriegelung eines Kraftfahrzeuges, mit einem Elektromotor (4), mit einer Gewindespindel (9), mit einer Spindelmutter (3), mit einer Fliehkraftkupplung (10), deren Mitnehmer (7) auf einer Motorwelle (11) des Elektromotors (4) befestigt ist, deren Kupplungskorb (5) frei drehbar auf der Motorwelle (11) gelagert ist und ein Ritzel (12) aufweist, das mit einem Zahnrad (1) der Gewindespindel (9) kämmt und deren Kupplungsbacken (6) durch elastische Mittel auf Begrenzungsflächen (13) des Mitnehmers (7) gepreßt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungsbacken (6) aus metallischem Werkstoff bestehen und daß das elastische Mittel ein gummielastischer Ring (8) ist, der in einer radial verlaufenden Nut (14) der Kupplungsbacken (6) geführt ist.

2. Elektromotorischer Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungsbacken (6) aus Zinkdruckguß bestehen.

3. Elektromotorischer Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der gummielastische Ring (8) ein O-Ring ist.

4. Elektromotorischer Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mitnehmer (7) aus Sinterbronze besteht.

5. Elektromotorischer Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mitnehmer (7) einen quadratischen Querschnitt (Q) mit abgerundeten Kanten (15) aufweist.

6. Elektromotorischer Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vier Kupplungsbacken (6) vorgesehen sind, die an ihrem Außenumfang nahezu Viertelkreissegmente darstellen und die in Richtung auf den Mitnehmer (7) rechtwinklige Ausnehmungen (16) aufweisen.

7. Elektromotorischer Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mitnehmer (7) auf der vom Elektromotor (4) abgewandten Seite einen Bund (17) aufweist.

8. Elektromotorischer Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Grundplatte (2) vorgesehen ist, auf der der Elektromotor (4) befestigt und die Gewindespindel (9) drehbar gelagert ist.

9. Elektromotorischer Antrieb nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zur Befestigung und Lagerung Schnappverbindungen (18) vorgesehen sind.

10. Elektromagnetischer Antrieb nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundplatte (2) ein Drucklager (19) zur Aufnahme axial auf die Gewindespindel (9) wirkender Kräfte aufweist.