EP4291793A1 - Elektromotorische antriebseinheit für kraftfahrzeug-technische anwendungen - Google Patents

Elektromotorische antriebseinheit für kraftfahrzeug-technische anwendungen

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Publication number
EP4291793A1
EP4291793A1 EP22708289.8A EP22708289A EP4291793A1 EP 4291793 A1 EP4291793 A1 EP 4291793A1 EP 22708289 A EP22708289 A EP 22708289A EP 4291793 A1 EP4291793 A1 EP 4291793A1
Authority
EP
European Patent Office
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output shaft
drive unit
webs
unit according
section
Prior art date
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Pending
Application number
EP22708289.8A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Frank Kunst
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kiekert AG
Original Assignee
Kiekert AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kiekert AG filed Critical Kiekert AG
Publication of EP4291793A1 publication Critical patent/EP4291793A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D1/00—Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements
    • F16D1/10—Quick-acting couplings in which the parts are connected by simply bringing them together axially
    • F16D1/108—Quick-acting couplings in which the parts are connected by simply bringing them together axially having retaining means rotating with the coupling and acting by interengaging parts, i.e. positive coupling
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/003—Couplings; Details of shafts
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05B—LOCKS; ACCESSORIES THEREFOR; HANDCUFFS
    • E05B81/00—Power-actuated vehicle locks
    • E05B81/02—Power-actuated vehicle locks characterised by the type of actuators used
    • E05B81/04—Electrical
    • E05B81/06—Electrical using rotary motors
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • E05B81/00—Power-actuated vehicle locks
    • E05B81/24—Power-actuated vehicle locks characterised by constructional features of the actuator or the power transmission
    • E05B81/32—Details of the actuator transmission
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    • F16D1/10—Quick-acting couplings in which the parts are connected by simply bringing them together axially
    • F16D1/104—Quick-acting couplings in which the parts are connected by simply bringing them together axially having retaining means rotating with the coupling and acting only by friction
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/10—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters
    • H02K7/116—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters with gears
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    • E05B—LOCKS; ACCESSORIES THEREFOR; HANDCUFFS
    • E05B81/00—Power-actuated vehicle locks
    • E05B81/12—Power-actuated vehicle locks characterised by the function or purpose of the powered actuators
    • E05B81/14—Power-actuated vehicle locks characterised by the function or purpose of the powered actuators operating on bolt detents, e.g. for unlatching the bolt

Definitions

  • the invention relates to an electromotive drive unit for motor vehicle applications, with an electric motor with an output shaft that is essentially circular in cross section, and with a drive element mounted on the output shaft, preferably made of plastic, for example as part of a transmission, the output shaft being inserted into a receiving bore of the drive element by definition engages at least one vent hole.
  • Such electromotive drive units for motor vehicle-technical applications are used by way of example and not restrictively as actuators in or on motor vehicle locks, for adjusting motor vehicle seats, headlights, mirrors or in connection with window regulators. Consequently, the electric motor of the relevant electromotive drive unit is typically operated with a low direct current of 12 V, 24 V or also 48 V.
  • rotary movements of the fast-running output shaft of the electric motor are translated using the usually provided and downstream gearbox, which usually includes the drive element.
  • the drive element as such can be, for example, a worm which, together with a worm wheel, forms and defines the gear mechanism in question.
  • Such worm gears are generally known in connection with motor vehicle applications, for which reference is only made to DE 10 2009 036 834 A1 or DE 103 60 419 A1 as an example.
  • output shafts that have a D-shape in cross section have proven beneficial here.
  • Such a design is also known as a D-cut, as explained in DE 10 2013 010 461 A1, among others.
  • the output shaft is equipped with at least one recess in the form of a groove.
  • the drive element in the form of a worm or a worm wheel with a projection engages in the groove, realizing a form-fitting connection.
  • the groove extends parallel to the axis of rotation of the output shaft.
  • the worm wheel or the worm as a plastic drive element engages in the grooves in question with the help of three projections. In this way, higher forces can also be transmitted overall if the worm or the worm wheel is made of plastic. In addition, this is intended to prevent the output shaft from shifting into the drive element or worm wheel made of plastic during actuation.
  • the electromotive drive unit is used in connection with a CD player mounted inside a motor vehicle.
  • a ventilation hole has also been implemented. In this way, any deformation of the drive element or the worm made of plastic in the engagement area can be reliably prevented. This has basically worked.
  • the state of the art allows for further improvements.
  • the ventilation holes in the generic teaching are relatively small, so that deformations in the drive element or the worm are still and unchanged made of plastic are possible in operation.
  • the coupling between the output shaft and the drive element is realized by a press fit. Under certain circumstances, such a press fit can shear off under high torque stresses or the output shaft can “peel” into the drive element in the engagement area, as already described in DE 102013010461 A1. This is where the invention aims to remedy the situation overall.
  • the invention is based on the technical problem of further developing such an electromotive drive unit for motor vehicle applications in such a way that a perfect non-rotatable coupling is provided without the risk of mechanical damage and at the same time any temperature effects that occur during operation are properly controlled.
  • the invention proposes in a first variant of a generic electromotive drive unit for motor vehicle applications that the output shaft, at least in the engagement area of the receiving bore, has two spaced-apart webs that extend axially and run like a chord in cross section, between which a Projection of the drive element engages in the rotary coupling and the outer edge side each describe or limit a vent hole.
  • a special configuration of the output shaft is used, at least in the engagement area of the receiving bore of the drive element.
  • the drive element is usually a worm or a worm wheel comparable to the embodiment described and illustrated in DE 10 2013 010 461 A1.
  • the drive element is usually made of plastic, but can also be made of metal.
  • the two webs running along a chord can be spaced apart from one another and form a receptacle between them, into which the projection of the drive element engages for rotary coupling.
  • the two webs can run at an angle to one another. As a rule, however, a parallel course of the two webs to one another is observed.
  • the two webs run in the axial direction at the same distance from the center point of the output shaft, which is designed to be essentially circular in cross section.
  • the chord-like extension of the webs is also manifested in the fact that the webs end at the head end on a circumference of the output shaft, which is essentially circular in cross section.
  • the two webs can be connected to one another by an arch. As a result, the two webs together with the arch form a composite U-web.
  • the projection on the drive element now engages in this U-web of the output shaft in the engagement area of the receiving bore. This is usually done with a force fit to implement the slewing ring and mostly even with a force fit and form fit. Accordingly, the projection has a shape complementary to the U-web or the receptacle formed in the interior, in the form of a U-shaped projection. In this way, a particularly secure rotary coupling is provided between the U-shaped projection on the drive element on the one hand and the U-shaped design of the output shaft in the receiving area on the other hand.
  • This venting bore appears practically automatically, namely starting from the outer edge of the respective web up to the inner edge of the receiving bore in the engagement area that accommodates the output shaft or the U-web running in the axial direction.
  • These two ventilation bores formed on the outer edge of the webs are generally designed in the form of a segment of a circle in cross section.
  • the two ventilation holes usually have the same size in cross section.
  • the ventilation bores are regularly arranged mirror-symmetrically to an axis running through the center point of the output shaft, which is essentially circular in cross section.
  • Comparable vent holes are also observed in a further second variant of the invention.
  • the output shaft has a D-shaped extension, at least in the engagement area of the receiving bore, with ventilation bores on the outer wall in each case.
  • the vent holes can be constructed in a similar way as before and offer similar advantages.
  • ther moplastics are used, such as PMMA (polymethyl methacrylate), PA (polyamide), PBT (polybutylene terephthalate), POM (polyoxymethylene) or also PC (polycarbonate).
  • PMMA polymethyl methacrylate
  • PA polyamide
  • PBT polybutylene terephthalate
  • POM polyoxymethylene
  • PC polycarbonate
  • the invention also relates to a motor vehicle lock and in particular a motor vehicle door lock which is advantageously equipped with an electromotive drive unit of the design described at the outset.
  • the drive unit can be used to realize and implement individual functional positions such as "locked” or "anti-theft".
  • electromotive drive units can be used and used as closing devices in connection with motor vehicle locksmiths. They can also be used as locking drives in conjunction with locking actuators in electric charging devices for electric or hybrid vehicles and are used.
  • Fig. 1 an electric motor drive unit for automotive engineering
  • FIG. 3 shows a section through the object according to FIG. 2,
  • Fig. 5 shows a section through the object according to Fig. 4.
  • the electromotive drive unit for motor vehicle technical applications is shown.
  • the electromotive drive unit is used in connection with a motor vehicle lock and in particular a motor vehicle door lock.
  • the electromotive drive unit is designed as an opening drive for a locking mechanism 1 , 2 made up of rotary latch 1 and pawl 2 , shown schematically there.
  • the electromotive drive unit works on a release lever 3.
  • the release lever 3 is applied using the electromotive drive unit in such a way that the release lever 3 pivots clockwise about its axis.
  • the electromotive drive unit has an electric motor 4 and, in cross section, an essentially circular output shaft 5, which is provided on the output side of the electric motor 4 and is set with its help in high-speed rotations.
  • a drive element 6 is mounted on the output shaft 5 .
  • the drive element or the worm 6 made of plastic is not just a part of the transmission 6 , 7 , 8 .
  • the drive element or the worm 6 is also mounted on the output shaft 5, according to the exemplary embodiment slipped onto the output shaft 5 and optionally additionally secured axially thereon. This can be done, for example, by additionally applying adhesive or in some other way.
  • the output shaft 5 engages in a receiving bore 9 inside the drive element or the worm 6 .
  • the mounting hole 9 is arranged according to the embodiment in the center of the cylindrical worm formed from 6 and extends in the axial direction.
  • FIGS. 2 and 4 show that the output shaft 5 engages in the worm 6 over a certain axial length, namely with the definition of an engagement area E.
  • ventilation holes 10 on both sides are defined, which can best be understood from the illustration in FIGS.
  • the projection 13 generally engages in the U-web 11 , 12 in a non-positive and positive manner.
  • the projection 13 is designed to be complementary to the U-web 11 , 12 and is consequently designed as a U-shaped projection 13 .
  • the ventilation bores 10 are designed in the form of a segment of a circle in cross section.
  • the two ventilation bores 10 have the same cross section and are otherwise arranged mirror-symmetrically with respect to an axis A running through the center point M of the output shaft 5 .
  • the drive element or the worm 6 (and also the worm wheel 7) is generally made of a thermoplastic material. Plastics such as polyamide and in particular homopolyamide have proven to be particularly favorable here.
  • the output shaft 5 of the electric motor 4 is generally made of metal. To combine the worm 6 with the output shaft 5, the latter is pushed onto the output shaft 5 in such a way that there is a positive connection in the direction of rotation of the output shaft 5. The two webs 11 or the U-web 11, 12 in the engagement area E of the receiving bore 9 of the worm 6 is produced on the output shaft 5, as a rule, by reshaping the output shaft 5.

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Abstract

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine elektromotorische Antriebseinheit für kraftfahrzeug-technische Anwendungen, die mit einem Elektromotor (4) mit einer im Querschnitt im Wesentlichen kreisförmigen Abtriebswelle (5) und mit einem auf der Abtriebswelle (5) montierten Antriebselement (6) vorzugsweise aus Kunststoff ausgerüstet ist. Die Abtriebswelle (5) greift in eine Aufnahmebohrung (9) des Antriebselementes (6) unter Definition wenigstens einer Entlüftungsbohrung (10) ein. Erfindungsgemäß weist die Abtriebswelle (5) in einer Variante zumindest im Eingriffsbereich (E) der Aufnahmebohrung (9) zwei voneinander beabstandete sowie axial erstreckte sehnenartig verlaufende Stege (11 ) auf. Zwischen die Stege (11) greift ein Vorsprung (13) des Antriebselementes (6) zur Drehkoppelung ein. Außerdem beschreiben die beiden Stege (11) außenrandseitig jeweils eine Entlüftungsbohrung (10).

Description

Beschreibung
Elektromotorische Antriebseinheit für kraftfahrzeug-technische
Anwendungen
Die Erfindung betrifft eine elektromotorische Antriebseinheit für kraftfahrzeug technische Anwendungen, mit einem Elektromotor mit einer im Querschnitt im Wesentlichen kreisförmigen Abtriebswelle, und mit einem auf der Abtriebswelle montierten Antriebselement vorzugsweise aus Kunststoff beispielsweise als Bestandteil eines Getriebes, wobei die Abtriebswelle in eine Aufnahmebohrung des Antriebselementes unter Definition wenigstens einer Entlüftungsbohrung eingreift.
Solche elektromotorischen Antriebseinheiten für kraftfahrzeug-technische An wendungen werden beispielhaft und nicht einschränkend als Stellantriebe in oder an Kraftfahrzeugschlossern eingesetzt, zur Verstellung von Kraftfahrzeugsitzen, Scheinwerfern, Spiegeln oder auch im Zusammenhang mit Fensterhebern. Folgerichtig wird der Elektromotor der betreffenden elektromotorischen Antriebseinheit typischerweise mit einer Nieder-Gleichspannung von 12 V, 24 V oder auch 48 V betrieben. Um dennoch zum Teil kraftraubende Stellbewegungen realisieren und umsetzen zu können, werden Drehbewegungen der schnelllaufenden Abtriebswelle des Elektromotors mithilfe des meistens vorge sehenen und nachgeschalteten Getriebes übersetzt, zu dem in der Regel das Antriebselement gehört. Bei dem Antriebselement als solchen kann es sich beispielsweise um eine Schnecke handeln, die zusammen mit einem Schneckenrad das angesprochene Getriebe bildet und definiert. Solche Schneckengetriebe sind in Verbindung mit kraftfahrzeug-technischen Anwendungen allgemein bekannt, wozu nur beispielhaft auf die DE 10 2009 036 834 A1 oder auch die DE 103 60 419 A1 hingewiesen sei.
Da mithilfe des Getriebes bzw. des Antriebselementes zum Teil relativ hohe Kräfte übertragen werden, kommt der konstruktiven Verbindung zwischen der Abtriebswelle und der Aufnahmebohrung des Antriebselementes (aus Kunststoff) eine besondere Bedeutung zu. Tatsächlich haben sich hier Abtriebswellen als günstig erwiesen, die im Querschnitt eine D-Form aufweisen. Eine solche Aus gestaltung wird auch als D-Cut bezeichnet, wie unter anderem die DE 10 2013 010 461 A1 erläutert. Tatsächlich ist an dieser Stelle die Abtriebswelle mit zu mindest einer Ausnehmung in Gestalt einer Rille ausgerüstet. In die Rille greift das Antriebselement in Gestalt einer Schnecke bzw. eines Schneckenrades mit einem Vorsprung unter Realisierung einer formschlüssigen Verbindung ein.
Die Rille erstreckt sich dabei parallel zur Drehachse der Abtriebswelle. In der Regel sind sogar drei Rillen in der Abtriebswelle realisiert, die parallel verlaufen. Das Schneckenrad bzw. die Schnecke als Antriebselement aus Kunststoff greift in die fraglichen Rillen mithilfe von drei Vorsprüngen hinein. Auf diese Weise lassen sich insgesamt auch höhere Kräfte übertragen, wenn die Schnecke bzw. das Schneckenrad aus Kunststoff besteht. Außerdem soll hierdurch vermieden werden, dass sich die Abtriebswelle in das Antriebselement bzw. Schneckenrad aus Kunststoff bei einer Betätigung hineinschält.
Beim gattungsbildenden Stand der Technik nach der JP 2005-265169 A wird die elektromotorische Antriebseinheit im Zusammenhang mit einem im Innern eines Kraftfahrzeuges montierten CD-Spieler eingesetzt. Um an dieser Stelle nicht nur eine einwandfreie Verbindung zwischen der metallischen Abtriebswelle und der Schnecke aus Kunststoff zur Verfügung zu stellen, sondern temperaturbedingte Deformationen der Schnecke bzw. des Schneckenrades aufzufangen, ist zusätzlich eine Entlüftungsbohrung realisiert. Auf diese Weise können etwaige Deformationen des Antriebselementes bzw. der Schnecke aus Kunststoff im Eingriffsbereich zuverlässig verhindert werden. Das hat sich grundsätzlich bewährt.
Allerdings lässt der Stand der Technik weitere Verbesserungen zu. So sind die Entlüftungsbohrungen bei der gattungsbildenden Lehre relativ klein, sodass nach wie vor und unverändert Deformationen im Antriebselement bzw. der Schnecke aus Kunststoff im Betrieb möglich sind. Außerdem ist die Kopplung zwischen der Abtriebswelle und dem Antriebselement bei der bekannten Lehre durch einen Presssitz realisiert. Ein solcher Presssitz kann unter Umständen bei hohen Drehmomentbeanspruchungen abscheren bzw. kann es zu dem im Rahmen der DE 102013010461 A1 bereits beschriebenen „Hineinschälen“ der Abtriebswelle in das Antriebselement im Eingriffsbereich kommen. Hier will die Erfindung insgesamt Abhilfe schaffen.
Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, eine derartige elektro motorische Antriebseinheit für kraftfahrzeug-technische Anwendungen so weiterzuentwickeln, dass eine einwandfreie drehfeste Kopplung ohne die Gefahr mechanischer Beschädigungen zur Verfügung gestellt wird und zugleich etwaige im Betrieb auftretende Temperatureffekte einwandfrei beherrscht werden.
Zur Lösung dieser technischen Problemstellung schlägt die Erfindung bei einer gattungsgemäßen elektromotorischen Antriebseinheit für kraftfahrzeug-tech nische Anwendungen bei einer ersten Variante vor, dass die Abtriebswelle zumindest im Eingriffsbereich der Aufnahmebohrung zwei voneinander beabstandete sowie axial erstreckte sowie im Querschnitt sehnenartig verlaufende Stege aufweist, zwischen die ein Vorsprung des Antriebselementes zur Drehkoppelung eingreift und die außenrandseitig jeweils eine Entlüftungsbohrung beschreiben bzw. begrenzen.
Im Rahmen der Erfindung kommt also eine spezielle Ausgestaltung der Abtriebswelle zumindest im Eingriffsbereich der Aufnahmebohrung des Antriebselementes zum Tragen. Bei dem Antriebselement handelt es sich in der Regel um eine Schnecke bzw. ein Schneckenrad vergleichbar der Ausführungs form, wie sie in der DE 10 2013 010 461 A1 beschrieben und bildlich dargestellt ist. Selbstverständlich sind auch andere Ausgestaltungen des Antriebselementes möglich und werden von der Erfindung umfasst. Das Antriebselement ist regelmäßig aus Kunststoff gefertigt, kann aber auch metallisch ausgebildet sein. Entscheidend sind nun jedoch zunächst einmal die zwei voneinander beabstandeten sowie axial erstreckten Stege der Abtriebswelle, die zumindest im Eingriffsbereich der Aufnahmebohrung realisiert sind. Denn diese Stege verlaufen sehnenartig, d. h. entlang einer Kreissehne der im Querschnitt im Wesentlichen kreisförmigen Abtriebswelle. Dadurch können die beiden entlang einer Kreissehne jeweils verlaufenden Stege voneinander beabstandet werden und bilden zwischen sich eine Aufnahme, in die der Vorsprung des Antriebsele mentes zur Drehkoppelung eingreift. Die beiden Stege können dabei grundsätz lich winklig zueinander verlaufen. In der Regel wird jedoch ein paralleler Verlauf der beiden Stege zueinander beobachtet.
Außerdem hat es sich in diesem Zusammenhang bewährt, wenn die beiden Stege gleich beabstandet zum Mittelpunkt der im Querschnitt im Wesentlichen kreisförmigen ausgebildeten Abtriebswelle in der Axialrichtung verlaufen. Die sehnenartige Erstreckung der Stege manifestiert sich darüber hinaus darin, dass die Stege kopfseitig an einem Umfang der im Querschnitt im Wesentlichen kreisförmigen Abtriebswelle enden. Fußseitig können die beiden Stege durch einen Bogen miteinander verbunden sein. Dadurch bilden die beiden Stege zusammen mit dem Bogen einen zusammengesetzten U-Steg.
In diesen U-Steg der Abtriebswelle im Eingriffsbereich der Aufnahmebohrung greift nun der Vorsprung am Antriebselement ein. Das erfolgt in der Regel kraftschlüssig zur Realisierung der Drehverbindung und meistens sogar kraft- und formschlüssig. Dementsprechend verfügt der Vorsprung über eine zum U- Steg bzw. der im Innern gebildeten Aufnahme komplementäre Form in Gestalt eines U-förmigen Vorsprungs. Auf diese Weise wird eine besonders sichere Drehkoppelung zwischen einerseits dem U-förmigen Vorsprung am Antriebselement und andererseits der U-förmigen Gestaltung der Abtriebswelle im Aufnahmebereich zur Verfügung gestellt.
Flinzukommt, dass außenrandseitig der beiden Stege bzw. der U-Schenkeln des U-Steges auf diese Weise und gleichsam zwangsläufig jeweils eine Ent- lüftungsbohrung beschrieben wird. Diese Entlüftungsbohrung stellt sich dabei praktisch automatisch ein, nämlich ausgehend vom äußeren Rand des jeweiligen Steges bis hin zum inneren Rand der die Abtriebswelle bzw. den in Axialrichtung verlaufenden U-Steg aufnehmenden Aufnahmebohrung im Eingriffsbereich. Diese beiden außenrandseitig der Stege gebildeten Entlüftungsbohrungen sind im Allgemeinen im Querschnitt kreissegmentartig ausgebildet. Außerdem verfügen die beiden Entlüftungsbohrungen im Querschnitt meistens über die gleiche Größe. Darüber hinaus sind die Entlüftungsbohrungen regelmäßig spiegelsymmetrisch zu einer durch den Mittelpunkt der im Querschnitt im Wesentlichen kreisförmigen Abtriebswelle verlaufenden Achse angeordnet.
Dadurch, dass die Entlüftungsbohrungen jeweils vom Rand des U-Steges bzw. seiner beiden U-Schenkel ausgehen, lassen sich etwaige temperaturbedingte Durchmesseränderungen der Aufnahmebohrung problemlos aufnehmen und ausgleichen. Dadurch wird zusätzlich auch möglichen Rissen im Innern des An triebselementes aus Kunststoff vorgebeugt. Ebenfalls wird ein Abscheren und Hineinschälen der Abtriebswelle in die Aufnahmebohrung vermieden. Als Folge hiervon sind lange Standzeiten der erfindungsgemäßen elektromotorischen Antriebseinheit zu erwarten und eine einwandfreie Funktionalität über die gesamte Lebensdauer gesehen auch bei hohen Belastungen.
Vergleichbare Entlüftungsbohrungen werden auch bei einer weiteren zweiten Variante der Erfindung beobachtet. Diese sieht vor, dass bei einer gattungsgemäßen Antriebseinheit die Abtriebswelle zumindest im Eingriffsbereich der Aufnahmebohrung einen D-förmigen Fortsatz mit jeweils außenwandseitigen Entlüftungsbohrungen aufweist. Die Entlüftungsbohrungen können vergleichbar wie zuvor aufgebaut sein und bieten ähnliche Vorteile.
Tatsächlich kommen beispielsweise zur Realisierung des Antriebselementes bzw. der an dieser Stelle meistens eingesetzten Schnecke typischerweise ther moplastische Kunststoffe zum Einsatz, wie z.B. PMMA (Polymethylmethacrylat), PA (Polyamid), PBT (Polybutylenterephthalat), POM (Polyoxymethylen) oder auch PC (Polycarbonat). Solche Kunststoffe lassen sich besonders leicht verarbeiten und verfügen auch über eine ausreichende Härte zur Kraftübertragung im Zusammenhang mit einem hieraus aufgebauten Getriebe bzw. beim Eingriff der meistens realisierten Schnecke in ein zugehöriges Schneckenrad. Ganz besonders bevorzugt hat sich an dieser Stelle der Einsatz von Polyamid (PA) als günstig erwiesen, und zwar PA 66, d. h. ein spezielles Homopolyamid.
Gegenstand der Erfindung ist auch ein Kraftfahrzeug-Schloss und insbesondere Kraftfahrzeug-Türschloss, welches mit einer elektromotorischen Antriebseinheit der eingangs beschriebenen Gestaltung vorteilhaft ausgerüstet ist. Die An triebseinheit kann in diesem Zusammenhang dazu genutzt werden, einzelne Funktionsstellungen wie „verriegelt“ oder auch „diebstahlgesichert“ zu realisieren und umzusetzen. Darüber hinaus lassen sich solche elektromotorischen Antriebseinheiten als Zuzieheinrichtungen in Verbindung mit Kraftfahrzeug schlossern verwenden und einsetzen. Außerdem können sie als Ver riegelungsantriebe in Verbindung mit Verriegelungsaktuatoren bei elektrischen Ladevorrichtungen für Elektro- oder Hybridkraftfahrzeuge genutzt werden und zur Anwendung kommen.
In diesen sämtlichen Fällen wird eine funktionsgerechte Betätigung zur Ver fügung gestellt und lassen sich temperaturbedingte Effekte besonders gut be herrschen. Als Folge hiervon können auch große Kräfte übertragen werden. Hierin sind die wesentlichen Vorteile zu sehen.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert; es zeigen:
Fig. 1 eine elektromotorische Antriebseinheit für kraftfahrzeug-technische
Anwendungen nach der Erfindung schematisch und beispielhaft, Fig. 2 das als Schnecke ausgebildete Antriebselement in einer perspektivischen Ansicht,
Fig. 3 einen Schnitt durch den Gegenstand nach Fig. 2,
Fig. 4 eine alternative Abtriebswelle des Elektromotors perspektivisch und
Fig. 5 einen Schnitt durch den Gegenstand nach Fig. 4.
In den Figuren ist eine elektromotorische Antriebseinheit für kraftfahrzeug technische Anwendungen dargestellt. Tatsächlich kommt die elektromotorische Antriebseinheit im Rahmen des Ausführungsbeispiels in Verbindung mit einem Kraftfahrzeug-Schloss und insbesondere Kraftfahrzeug-Türschloss zum Einsatz. Tatsächlich ist die elektromotorische Antriebseinheit im Rahmen des Ausführungsbeispiels nach der Fig. 1 und nicht einschränkend als Öffnungsantrieb für ein dort schematisch dargestelltes Gesperre 1 , 2 aus Drehfalle 1 und Sperrklinke 2 ausgebildet. Dazu arbeitet die elektromotorische Antriebseinheit auf einen Auslösehebel 3. Zum Öffnen des Gesperres 1 , 2 wird der Auslösehebel 3 mithilfe der elektromotorischen Antriebseinheit derart be aufschlagt, dass der Auslösehebel 3 um seine Achse im Uhrzeigersinn verschwenkt.
Die Uhrzeigersinnbewegung des Auslösehebels 3 hat zur Folge, dass der Aus lösehebel 3 die in Schließstellung des Gesperres 1 , 2 in Eingriff mit der Drehfalle 1 stehende Sperrklinke 2 um ihre Achse im Gegenuhrzeigersinn verschwenkt. Dadurch kommt die Drehfalle 1 frei und kann ihrerseits um ihre Achse im Uhrzeigersinn aufschwenken und einen zuvor gefangenen und nicht ausdrücklich dargestellten Schließbolzen freigeben. Gleiches gilt für eine den Schließbolzen tragende und nicht ausdrücklich dargestellte Kraftfahrzeug-Tür.
Die elektromotorische Antriebseinheit nach der Erfindung verfügt zu diesem Zweck über einen Elektromotor 4 und eine im Querschnitt im Wesentlichen kreisförmige Abtriebswelle 5, die ausgangsseitig des Elektromotors 4 vorge sehen ist und mit seiner Hilfe in schnelllaufende Rotationen versetzt wird. Auf der Abtriebswelle 5 ist ein Antriebselement 6 montiert.
Bei dem Antriebselement 6 aus Kunststoff handelt es sich nach dem Aus führungsbeispiel um eine Schnecke 6, wie sie im Detail in der perspektivischen Darstellung nach der Fig. 2 und 4 wiedergegeben ist. Die Schnecke 6 bzw. das Antriebselement 6 aus Kunststoff kämmt mit einem Schneckenrad 7 ebenfalls aus Kunststoff. Das Schneckenrad 7 weist einen Betätigungszapfen 8 auf. Auf diese Weise ist ein an den Elektromotor 4 angeschlossenes Getriebe 6, 7, 8 realisiert.
Anhand der Fig. 1 kann man nachvollziehen, dass eine Gegenuhrzeigersinn bewegung des Schneckenrades 7 dazu führt, dass der Betätigungszapfen 8 den Auslösehebel 3 in dem Sinne beaufschlagt, dass der Auslösehebel 3 die zuvor bereits beschriebene Uhrzeigersinnbewegung um seine Achse vollführt. Dadurch wird die Sperrklinke 2 von ihrem Eingriff mit der Drehfalle 1 abgehoben und die Kraftfahrzeug -Tür im Endeffekt freigegeben. Selbstverständlich kann die nachfolgend noch im Detail zu beschreibende elektromotorische Antriebseinheit auch für andere Zwecke und Anwendungen zum Einsatz kommen, wie sie einleitend bereits beschrieben worden sind.
Anhand der Fig. 2 bis 5 wird deutlich, dass das Antriebselement bzw. die Schnecke 6 aus Kunststoff nicht nur einen Bestandteil des Getriebes 6, 7, 8 darstellt. Sondern das Antriebselement bzw. die Schnecke 6 ist auch auf der Abtriebswelle 5 montiert, nach dem Ausführungsbeispiel auf die Abtriebswelle 5 aufgesteckt und hierauf gegebenenfalls zusätzlich axial gesichert. Das kann beispielsweise durch zusätzlich aufgebrachten Klebstoff oder auf andere Art und Weise erfolgen.
Zu diesem Zweck greift die Abtriebswelle 5 in eine Aufnahmebohrung 9 im Innern des Antriebselementes bzw. der Schnecke 6 ein. Die Aufnahmebohrung 9 ist dabei nach dem Ausführungsbeispiel im Zentrum der zylinderförmig aus gebildeten Schnecke 6 angeordnet und verläuft in Axialrichtung.
Anhand der schematischen Darstellung in der Fig. 2 und 4 erkennt man, dass die Abtriebswelle 5 in die Schnecke 6 über eine gewisse axiale Länge gesehen eingreift, nämlich unter Definition eines Eingriffsbereiches E. Außerdem werden beim Eingriff der Abtriebswelle 5 in die Aufnahmebohrung 9 der Schnecke 6 beidseitige Entlüftungsbohrungen 10 definiert, die man am besten anhand der Darstellung in den Fig. 2 bis 4 nachvollziehen kann.
Tatsächlich ist erfindungsgemäß die Ausbildung der im Querschnitt im wesent lichen kreisförmigen Abtriebswelle 5 im Eingriffsbereich E der Aufnahmebohrung 9 der Schnecke 6 im Wesentlichen so gestaltet und ausgeprägt, dass an dieser Stelle zwei axial erstreckte sowie im Querschnitt sehnenartig verlaufende Stege 11 bei der ersten Variante nach den Fig. 2 und 3 realisiert sind. Das wird insbesondere anhand der Schnittdarstellung gemäß der Fig. 3 deutlich. In dieser Schnittdarstellung erkennt man einen Mittelpunkt M der im Querschnitt im Wesentlichen kreisförmigen Abtriebswelle 5.
In Bezug auf diesen Mittelpunkt M verlaufen die beiden Stege 11 entlang einer Kreissehne. Dabei enden die beiden Stege 11 jeweils kopfseitig am Umfang der betreffenden Abtriebswelle 5 und sind fußseitig durch einen Bogen 12 miteinander verbunden. Dadurch beschreiben die beiden Stege 11 in Verbindung mit dem Bogen 12 einen zusammengesetzten U-Steg 11 , 12.
Außerdem verlaufen die beiden Stege 11 nach dem Ausführungsbeispiel parallel zueinander und sind gleich beabstandet zum fraglichen Mittelpunkt M angeordnet. Zwischen die beiden Stege 11 greift ein Vorsprung 13 des Antriebselementes 6 ein. Dadurch wird eine Drehkoppelung bzw. Drehverbindung zwischen der Abtriebswelle 5 und dem Antriebselement 6 realisiert und umgesetzt. Außerdem beschreiben die beiden Stege 11 außenrandseitig jeweils eine Entlüftungsbohrung 10. Tatsächlich fungieren die Stege 11 als Begrenzung der jeweiligen Entlüftungsbohrung 10 zusammen mit einer Innenwandung der Aufnahmebohrung 9.
Der Vorsprung 13 greift im Allgemeinen kraft- und formschlüssig in den U-Steg 11 , 12 ein. Tatsächlich ist der Vorsprung 13 komplementär wie der U-Steg 11 , 12 gestaltet, ist folglich als U-förmiger Vorsprung 13 ausgebildet. Die Entlüftungsbohrungen 10 sind im Querschnitt kreissegmentartig ausgebildet. Außerdem verfügen die beiden Entlüftungsbohrungen 10 nach dem Aus führungsbeispiel über einen gleich großen Querschnitt und sind im Übrigen spiegelsymmetrisch zu einer durch den Mittelpunkt M der Abtriebswelle 5 ver laufenden Achse A angeordnet.
Das Antriebselement bzw. die Schnecke 6 (und auch das Schneckenrad 7) ist im Allgemeinen aus einem thermoplastischen Kunststoff hergestellt. Hier haben sich besonders Kunststoffe wie Polyamid und insbesondere Homopolyamide als besonders günstig erwiesen. Demgegenüber ist die Abtriebswelle 5 des Elektromotors 4 in der Regel metallisch ausgeführt. Zur Vereinigung der Schnecke 6 mit der Abtriebswelle 5 wird diese auf die Abtriebswelle 5 derart aufgeschoben, dass in Drehrichtung der Abtriebswelle 5 eine formschlüssige Verbindung vorliegt. Die beiden Stege 11 bzw. der U-Steg 11 , 12 im Eingriffsbereich E der Aufnahmebohrung 9 der Schnecke 6 wird an der Abtriebswelle 5 in der Regel durch Umformen der Abtriebswelle 5 hergestellt.
Vergleichbare Vorteile und Wirkungen werden auch für die zweite Variante nach den Fig. 4 und 5 beobachtet. Hier greift die Abtriebswelle 5 im Eingriffsbereich E mit einem D-förmigen Fortsatz 14 in die Aufnahmebohrung 9. Hierdurch wird erneut eine drehfeste Kopplung zur Schnecke 6 erreicht. Die außenrandseitig des D-förmigen Fortsatzes 14 realisierten Entlüftungsbohrungen 10 sorgen wiederum für eine etwaige Kühlung.
Bezugszeichenliste

Claims

Patentansprüche
1. Elektromotorische Antriebseinheit für kraftfahrzeug-technische Anwendungen, mit einem Elektromotor (4) mit einer im Querschnitt im Wesentlichen kreisförmigen Abtriebswelle (5), und mit einem auf der Abtriebswelle (5) montierten Antriebselement (6) vorzugsweise aus Kunststoff, wobei die Abtriebswelle (5) in eine Aufnahmebohrung (9) des Antriebselementes (6) unter Definition wenigstens einer Entlüftungsbohrung (10) eingreift, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die Abtriebswelle (5) zumindest im Eingriffsbereich (E) der Aufnahmebohrung (9) zwei voneinander beabstandete sowie axial erstreckte sowie im Querschnitt sehnenartig verlaufende Stege (11) aufweist, zwischen die ein Vorsprung (13) des Antriebselementes (6) zur Drehkoppelung eingreift und die außenrandseitig jeweils eine Entlüftungsbohrung (10) beschreiben.
2. Antriebseinheit nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Stege (11 ) parallel zueinander verlaufen.
3. Antriebseinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege (11) gleich beabstandet zum Mittelpunkt (M) der im Querschnitt im Wesentlichen kreisförmigen ausgebildeten Abtriebswelle (5) in Axialrichtung verlaufen.
4. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege (11) kopfseitig an einem Umfang der Abtriebswelle (5) enden.
5. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege (11) fußseitig durch einen Bogen (12) unter Bildung eines zusammengesetzten U-Steges (11 , 12) miteinander verbunden sind.
6. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprung (13) kraft- und formschlüssig in den U-Steg (11 , 12) eingreift.
7. Antriebseinheit nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Abtriebswelle (5) zumindest im Eingriffsbereich (E) der Aufnahmebohrung (9) einen D-förmigen Fortsatz (14) mit jeweils außenrandseitigen Entlüftungsbohrungen (10) aufweist.
8. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Entlüftungsbohrungen (10) im Querschnitt kreissegmentartig ausgebildet sind.
9. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Entlüftungsbohrungen (10) im Querschnitt gleich groß ausgebildet sind.
10. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Entlüftungsbohrungen (10) spiegelsymmetrisch zu einer durch den Mittelpunkt (M) der im Querschnitt im Wesentlichen kreisförmigen Abtriebswelle (5) verlaufenden Achse (A) angeordnet sind.
11. Kraftfahrzeug-Schloss, insbesondere Kraftfahrzeug-Türschloss, mit einer Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 10.
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