WO2018060154A1 - Schalteinrichtung zum herstellen einer wirkverbindung zwischen zwei getriebeteilen - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a switching device for producing an operative connection between two gear parts according to the preamble of claim 1.
- Such a switching device can be used in particular on a device for electromotive and / or manual adjustment or fixing a first vehicle part and a second vehicle part relative to each other.
- a device can serve, for example, as a door drive for adjusting a vehicle side door or another flap in a vehicle, for example a tailgate.
- Such a switching device has a brake pot, a carrier to which the brake pot is movable, a pair of shift elements arranged adjustably on the carrier, and an actuating element connected to an actuator and pivotable about a pivot axis on the carrier.
- the actuating element comprises a cam for acting on the switching elements, which faces with a first side of a first of the switching elements and with a second side of a second of the switching elements.
- transmission parts for transmitting an adjusting force can be coupled together.
- the gear parts can be switched into a freewheel, so that a transmission part can be moved independently of another transmission part, for example, to move a vehicle door manually independent of a drive device.
- a brake pot and switching elements located therein it may be desirable to reduce the size of a brake pot and switching elements located therein. In general, this is not possible to reduce the cam of the actuating element to the same extent as the switching elements, because the cam for a reliable switching of the switching elements must have a sufficient size with sufficient eccentricity in order to ensure a sufficient travel of the switching elements.
- a switching device of small design is therefore necessary to ensure that the cam can interact in a reliable manner with the switching elements.
- Object of the present invention is to provide a switching device available that allows a favorable, reliable switching of the switching elements.
- a second portion offset from the first portion and extending in cross-section transverse to the pivot axis along a portion of an ellipse.
- the second section preferably (directly) connects to the first section.
- Different sections of the cam are assigned to different switching states of the switching device.
- suitable shaping of these sections in this case a favorable switching behavior can be set, in particular to ensure that the switching elements are moved in a uniform manner and (at least approximately) simultaneously come into contact with the (in particular cylindrically shaped) brake pot when the switching device from a freewheeling state in a braking state is switched.
- the cam may abut on the first switching element in a free-wheeling state in which the switching elements are not braking with the brake pot in contact, for example, with the first portion of the first side and on the second switching element with the first portion of the second side.
- About the rectilinearly extending first portions of the cam is thus in the freewheeling state of the two switching elements.
- the switching elements are offset from the brake pot such that the brake pot is not locked relative to the shifting elements and a freewheeling of the braking piston relative to the shifting elements is possible.
- the cam In a braking state, in which the switching elements are pressed by the cam braking in abutment with the brake pot, the cam may rest against, for example, with the second portion of the first side of the first switching element and with the second portion of the second side of the second switching element.
- the cam With the second section following an ellipse, the cam abuts a switching element on each side, wherein this second section is preferably shaped such that the braking effect can be adjusted on the basis of the pivoting position of the cam, between a weak braking effect and a strong braking effect up to a lock.
- a third section can in each case be connected to the second section, which section extends transversely to the pivot axis along a circular arc in cross-section.
- first portion of the first side and the first portion of the second side may be parallel to each other.
- the rectilinearly extending first sections are thus aligned parallel to one another.
- the switching elements are preferably in the freewheeling state.
- the first section may each be adjoined by a fourth section which extends in cross-section transversely to the pivot axis along a circular arc.
- the fourth section adjoins an end of the first section, which faces away from the second section. Characterized in that the fourth section follows a circular arc, which may be extended, for example, with a constant radius about the pivot axis of the actuating element, is through this fourth section of the Freewheel state associated contour of the cam extended.
- the switching device remains in its freewheeling state, without the switching elements in the direction of the brake cup be adjusted.
- the ends of the first section facing away from the second section on the first side and of the first section on the second side are located diametrically opposite the pivot axis. At these ends, the fourth portions connect, thereby causing that upon further pivoting of the cam beyond the first portions in the direction of a freewheeling the switching device remains in the freewheeling state.
- the cam is formed asymmetrically in cross section transverse to the axis of rotation.
- the first portion of the first side may have a different length than the first portion of the second side (viewed in cross section transverse to the pivot axis).
- the cam in a point-symmetrical manner, at least with regard to the first sections and the second sections.
- the contour formed by the first portions and the second portions on the two sides of the cam in cross section may be just point-symmetrical.
- the third and / or fourth sections may be a point symmetry.
- the switching elements are arranged pivotably on the carrier.
- this is not mandatory. It is also conceivable and possible to mount the switching elements displaceably on the carrier, for example.
- a switching device of the type described here can be used, for example, in a device for manually and / or electromotively adjusting or locking a first vehicle part and a second vehicle part relative to one another.
- a device comprises an adjustment part, which has a hinge for pivotally arranging on the first vehicle part.
- the adjusting part is to be arranged on the first vehicle part such that, when the vehicle parts are adjusted relative to one another, the adjusting part moves relative to the second vehicle part.
- an output element is to be arranged, which is in operative connection with the adjusting part and is drivable for moving the adjusting part relative to the second vehicle part.
- An electromotive drive device is used to drive the output element and for this purpose has a drive motor and a gear coupling the drive motor to the drive element.
- the switching device is in this case part of the transmission.
- the transmission between a coupling state in which the drive motor is coupled to the output element, a freewheeling state in which the coupling between the drive motor and the output element is interrupted such that the output element is movable independently of the drive motor, and a braking state in which the output element is movable independently of the drive motor, but it is braked to be switched.
- the transmission thus allows both an electromotive adjustment of the vehicle parts to each other and a manual adjustment. If the vehicle parts are to be adjusted to each other by an electric motor, the transmission is brought into its coupling state, so that a coupling between the drive motor and the output element is produced and the vehicle parts can be adjusted to one another by driving the output element.
- the transmission is brought into the freewheeling state or the braking state, so that the output element is decoupled from the drive motor and free in the freewheeling state (ie low friction), in the braking state, however, is movable in a defined braked manner.
- the output element can thus be independent of the drive motor be moved, which allows a manual adjustment of the vehicle parts to each other, without causing the drive motor must be moved with.
- the adjusting part can be designed, for example, in the manner of a tether.
- the driven element can, for example, be realized as a rotatable cable drum, which is coupled to the adjusting part via a force transmission element in the form of a traction cable (which only transmits tensile forces).
- a force transmission element in the form of a traction cable (which only transmits tensile forces).
- the cable drum is moved along the adjustment and twisted in this case.
- An electromotive adjustment of two vehicle parts relative to each other for example for adjusting a vehicle door, can be done by driving the cable drum.
- the cable drum By decoupling the gear, the cable drum can be switched to a freewheel, so that a manual adjustment of the adjustment is possible, regardless of a driving the cable drum drive device.
- the switching of the transmission between the different states by means of the switching device.
- the brake pot In the coupling state in which the switching elements are pressed with comparatively large force into contact with the brake pot, the brake pot is in its position to the carrier and thus to the housing portion of the transmission, on which the carrier is arranged, so that the brake pot and thus also the transmission element connected to the brake pot can not be moved to the carrier.
- the transmission element is held in this manner, so that via the transmission, a power flow between the drive element and the output element is made and thus the output element can be adjusted for driving via the drive device, the output side forces, however, locked and thus the output element (not energized drive device) is determined.
- the at least one switching element is preferably pressed with a predefined maximum force in contact with the brake pot.
- the predefined, maximum force can in this case be dimensioned so that the switching device can slip under (excessive) load, in which the predefined maximum force is exceeded. This can be advantageous in particular in an emergency situation, for example in a trapping situation, for the protection of trapped objects and also for the protection of the drive device in order to avoid excessively large adjustment forces on the vehicle parts to be adjusted.
- the switching elements are pressed against the brake pot with reduced force (with respect to the coupling position). This makes it possible that the at least one switching element rubingly abuts against the brake pot in a sliding manner when the output element is rotated so that the output element can be braked in its movement.
- the switching elements are not necessarily completely out of engagement with the brake pot. It is also conceivable and possible that the switching elements in the freewheeling state are in sliding, but only slightly braking system with the brake pot.
- the switching elements can preferably be adjusted between their different positions via an actuating element which is connected to an electromotive actuator.
- the actuator can drive, for example via a pinion gear connected to a lever actuator, so that by adjusting the actuator, the switching elements can be moved.
- the switching elements are biased via one or more biasing elements in the direction of their freewheeling position.
- the adjusting element can be designed such that it presses for adjusting the switching elements from the freewheeling position, the switching elements in contact with the brake pot to bring the switching elements in the braking position or in the coupling position.
- the resetting of the switching elements can then take place in a spring assisted manner by means of the biasing biasing member.
- the transmission may be formed in a specific embodiment as a planetary gear.
- the planetary gear can be single-stage or multi-stage, in particular two-stage, be formed.
- the planetary gear is formed in one stage.
- a planetary gear comprises a housing portion, a planetary gear having a carrier element and at least one arranged on the carrier element planet gear, a ring gear, which is in meshing engagement with the at least one planet gear, and a drivable drive element.
- the output element is in this case drivable by an adjusting force is transmitted to the output element via the planetary gear by driving the drive element.
- the planetary gear preferably includes a sun gear engaged with the at least one planetary gear and rotatably connected to the drive member.
- the sun gear and the drive element may be integrally formed in the manner of a hollow shaft.
- the drive element is in this case driven by a suitable drive device, for example an electric motor, during operation, and thereby the sun gear is rotated and transmits an adjusting force to the output element.
- the hollow shaft forming the sun gear and the drive element can, for example, be arranged rotatably on a shaft connected to the output element.
- the drive element may be formed, for example, as a spur gear and are in meshing engagement with a drive screw.
- the drive worm is arranged on a drive shaft of an electric motor and is moved during operation by the electric motor. About the drive worm, whose axis of rotation is directed transversely to the axis of rotation of the drive element, the drive element is rotated and introduced an adjusting force in the output element.
- the meshing engagement between the drive element and the drive screw may preferably be self-locking.
- the transmission is self-locking, which may be advantageous to effect, for example, when not energized drive motor locking the output element and about the adjustment.
- the brake pot is preferably non-rotatably connected to the ring gear of the planetary gear.
- the brake pot can be integrally formed on the ring gear.
- Fig. 1 is a schematic view of a vehicle door on a
- Vehicle body arranged with a hinged to the vehicle body, upon pivoting of the vehicle door relative to the
- FIG. 2 is a view of an embodiment of a device for adjusting and locking two vehicle parts relative to each other, with a single-stage planetary gear;
- Fig. 3 is a view of the device without a housing
- Fig. 4 is a view of the planetary gear of the planetary gear.
- FIG. 5 shows a view of an assembly of the device with an adjusting part, a traction cable arranged on the adjusting part and a cable drum connected to the traction cable;
- Fig. 6 is a separate view of the cable drum;
- Figure 7 is a separate view of the cable drum with pull rope arranged thereon.
- Fig. 8A is a view of a switching device for switching the transmission, in one
- 8B is a view of the switching device, in a braking state
- FIG. 8C is a view of the switching device, in a freewheeling state; 9 is a view of an embodiment of a switching device for switching the transmission, with a cam having adjusting element for adjusting switching elements on a support; Figure 10 is a separate view of the actuator together with a lever of an actuator.
- Fig. 1A is a plan view of the switching device, in a freewheeling state
- Fig. 1 1 B the switching device, in a braking state
- Fig. 12A is a view of the actuator, illustrating a freewheel condition associated with the cam; 12B is a view of the actuator, showing a rectilinear, free-wheeling condition associated with the cam portion;
- FIG. 12C is a view of the actuator illustrating a portion associated with the braking condition on the cam
- Fig. 12D is a view of the actuator representing a portion of the cam associated with an overstroke condition
- Fig. 12E is a view of the actuator, showing a Freiauerabêt am
- Fig. 13 is a cross-sectional view of the cam of the actuator.
- Fig. 14 is a perspective view of the actuating element.
- FIG. 1 shows a schematic view of a vehicle 1 with a vehicle body 10 and a vehicle door 1 1 articulated on the vehicle body 10 about a door hinge 11, which can be pivoted along an opening direction O relative to the vehicle body 10 to release a door opening or to close.
- a device 2 which has an adjustment part 21 in the form of a tether and for detecting and / or adjusting the vehicle door 1 1 relative to the vehicle body 10 is used.
- the adjustment part 21 in the form of the tether is articulated about a hinge 20 on the vehicle body 10, for example on the A-pillar of the vehicle 1 and moves in a pivoting of the vehicle door 1 1 relative to the vehicle door 1 1.
- the adjustment part 21 protrudes For this purpose with an end 21 1 in a door interior 1 10 of the vehicle door 1 1 into it and moves in an adjustment of the vehicle door 1 1 in this door interior 1 10th
- FIGS. 2 to 8A-8C Perspective views of an embodiment of a device 2 of this type are shown in FIGS. 2 to 8A-8C.
- the adjusting part 21 in the form of the tether carries at one end 210 a joint 20 which can be fixed to the vehicle body 10, for example the A-pillar of the vehicle 1, in order in this way to connect the adjusting part 21 in an articulated manner to the vehicle body 10.
- the adjustment part 21 With its end facing away from the end 210 21 1, the adjustment part 21 extends into the door interior 1 10 of the vehicle door 1 1 inside.
- the adjustment member 21 is in this case in operative connection with the vehicle door 1 1, to determine the vehicle door 1 1 in an occupied adjustment position relative to the vehicle body 10 and / or to allow an electromotive or manual adjustment of the vehicle door 1 1 relative to the vehicle body 10.
- a flexible, tensile forces transmitting power transmission element in the form of a pull rope 22, for example a steel or plastic rope is arranged on the adjusting part 21, a flexible, tensile forces transmitting power transmission element in the form of a pull rope 22, for example a steel or plastic rope is arranged.
- the pull cable 22 has two different, separately formed sections 22A, 22B, which are connected on the one hand to the adjustment part 21 and on the other hand to an output element in the form of a cable drum 24.
- the sections 22A, 22B extend along a running surface 215 of the adjusting part 21 and are partially wound onto the cable drum 24.
- the first section 22A of the traction cable 22 extends between a fastening device 212 of the adjusting part 21 and the cable drum 24 and is provided with a cable nipple 223 at a cable end in the as Nipple chamber configured fastener 212 inserted form-fitting.
- the other, second portion 22B extends between the cable drum 24 and an adjusting device 23, which serves for adjusting the free extended length of the traction cable 22 on the adjusting part 21.
- the cable drum 24 is arranged on a longitudinally along a longitudinal axis L extending shaft 34 and is rotatable about the longitudinal axis L.
- the cable drum 24 has a cable groove 241 which revolves around the cable drum 24 in the manner of a thread groove and in which the sections 22A, 22B engage.
- On both sides of these cable grooves 241 is bounded by races 242, 243 radially projecting beyond the cable drum 24 to the outside and represent closed rings with which the cable drum 24 so in contact with the tread 215 of the adjusting member 21 that during rotation of the cable drum 24th about the longitudinal axis L, the cable drum 24 rolls on the running surface 215 of the adjusting part 21.
- fastening means 244, 245 arranged in the form of so-called Nippleschn in which a respectively assigned portion 22A, 22B of the pull rope 22 rests with one end and thus slip-free the cable drum 24 is held.
- the cable drum 24 is rotated about the longitudinal axis L, one of the sections 22A, 22B (depending on the direction of rotation) is wound onto the cable drum 24, while the other section 22B, 22A is unwound from the cable drum 24.
- the pull cable 22 does not change its extension length at the adjustment part 21.
- the rotation of the cable drum 24 leads to an adjustment of the adjusting part 21 along an adjustment direction V relative to the cable drum 24, so that by driving the cable drum 24, the adjustment part 21 and thus the vehicle parts 10, 1 1 can be moved to each other.
- a braking action can be provided via the cable drum 24 - with a manual adjustment of the finished parts 10, 1 1 to each other - to determine the vehicle parts 10, 1 1 in a just assumed position or to influence the adjustment by braking during adjustment.
- the cable drum 24 is positively connected and in this way rotatably connected to the shaft 34.
- the shaft 34 is, as will be explained below, in the illustrated embodiment, part of a transmission 30, can be acted upon by the adjustment or locking on the cable drum 24.
- the cable drum 24 is enclosed in a cable drum housing 380, which is fixedly connected to a housing 38 of the device 2.
- the cable drum housing 380 supports the Cable drum 24 is rotatable and also serves for defined guidance of the cable drum 24 relative to the adjustment part 21st
- the cable drum 24 is coupled to a drive device 3, which has a gear 30 and is configured such that the vehicle door 1 is electromotively by means of the drive device 3 or manually independent of the drive device 3 or also after Type of servomotor supported by the motor drive 3 can be adjusted by electric motor.
- the transmission 30 is formed in the illustrated embodiment as a single-stage planetary gear and has a planetary gear stage 32 with planetary gears 321 which are rotatably mounted on a rotatably connected to the shaft 34 support member 320 about axes of rotation 322 and with an internal toothing 312 on a ring gear 31 in Interlocking intervention stand.
- the planetary gears 321 are rotatably received axially between two support members 320.
- the support for the planetary gears 321 is thus formed by two support members 320 between which the planetary gears 321 are disposed.
- the planet gears 321 would come with a sun gear 326, which is arranged on a hollow shaft 327.
- the hollow shaft 327 is arranged freely rotatably on the shaft 34 and forms a spur gear 328 which meshes with a drive worm 371 on a motor shaft 37 driven by a drive motor 370.
- the hollow shaft 327 may preferably be formed integrally with the sun gear 326 formed thereon and the spur gear 328. Basically, however, a multi-part design is conceivable and possible.
- the ring gear 31 forms the internal teeth 312 for engagement with the planetary gears 321.
- the ring gear 31 is rotatably mounted on the shaft 34 via a bearing portion 318 in the form of a bearing bush and forms a brake pot 42 at an axial end remote from the internal teeth 312, in which switching elements 430, 431 (see FIGS. 8A to 8C) Switching device 4 are arranged, which - driven by an actuator 40 and a gearbox 400-405 for switching the transmission 30 - are adjustable between different states.
- the switching device 4 is designed in the manner of a drum brake and is shown in different views in FIGS. 8A to 8C.
- the switching elements 430, 431 in the form of brake shoes with brake linings 434 arranged thereon are arranged on a carrier 41, which is arranged stationarily relative to the housing 38.
- the Brake shoes 430, 431 are arranged pivotably about a pivot axis 432 formed by a fixed bearing (see, for example, FIG. 8A) on the carrier 41 and can be adjusted between different positions for shifting the transmission 30.
- an adjusting element 44 is provided, which is arranged pivotably on the carrier 41 and connected to a lever 405 and via a pinion gear with pinions 401, 402, which are connected to each other via a shaft 403, can be adjusted.
- a first pinion 401 engages with a drive worm 400 of an actuator 40, while a second pinion 402 meshes with an actuating element 404 in the form of a dental arch, which is fixedly connected to the lever 405.
- the actuator 404 and above it to the brake shoes 430, 431 acting actuator 44 can be adjusted so that the brake shoes 430, 431 can be adjusted within the brake pot 42.
- the transmission 30 can be switched between a coupling state, a braking state and a freewheeling state.
- the brake pot 42 In the coupling state (FIG. 8A), the brake pot 42 is locked by the blocking action of the brake shoes 430, 431 relative to the housing 38, so that the ring gear 31 is held relative to the housing 38.
- a power flow between the hollow shaft 327 and the cable drum 24 is made, so that via the gear 30 of the drive motor 370 is coupled to the cable drum 24 and the cable drum 24 can be adjusted by an electric motor.
- the brake shoes 430, 431 are in the coupling position shown in FIG. 8A and are pressed for this purpose on the actuator 40 by means of the adjusting element 44 with a maximum force on the inside in contact with the brake pot 42.
- the ring gear 31 is held relative to the carrier 41 and thus to the housing 38, so that the power transmission line between the drive motor 370 and the cable drum 24 is closed and adjusting forces of the drive motor 370 can be transmitted to the cable drum 24 or the cable drum 24 (when the drive motor 370 is not energized) is detected in its just assumed position due to a self-locking of the transmission 30.
- the maximum force with which the brake shoes 430, 431 are pressed into contact with the brake pot 42 may in this case be dimensioned so that the clutch can slip when this maximum force is exceeded. In this way, for example, in emergency situations, for example in a trapping case, it can be prevented that excessively large adjusting forces can be transmitted.
- a braking of the movement of the vehicle parts 10, 1 1 can be effected to each other, for example when the vehicle door 1 1 approaches a final position, for example, the maximum open position with manual adjustment. Over a defined braking too fast movement can be braked for example in a manual slamming of the vehicle door 1 1.
- the brake shoes 430, 431 are in a freewheeling position and are correspondingly removed from the brake pot 42, so that the brake cup 42 is not (more) detected relative to the housing 38 and no (notable) braking effect by the Brake shoes 430, 431 is effected.
- the cable drum 24 can in principle be moved independently of the drive motor 370 without the drive motor 370 being moved along on an output-side movement of the cable drum 24.
- a smooth, manual adjustment of the vehicle door 1 1 is independent of the drive motor 370 possible.
- the brake shoes 430, 431 are pretensioned via biasing elements 433 in the form of tension springs in the direction of their freewheeling position (FIG. 8C).
- the actuator 44 pushes the brake shoes 430, 431 apart and thus in the direction of the brake pot 42. This takes place against the action of the biasing elements 433.
- the switching device 4 locks the brake pot 42 (coupling state) so that it is held relative to the housing 38.
- the switching elements 430, 431 are on the inside of the brake pot 42 and hold in this way the ring gear 31 stationary to the housing 38.
- the support member 320 on which the planetary gears 321 are disposed is rotated, and above this, the shaft 34 and the cable drum 24 rotatably connected to the shaft 34 are driven.
- the switching elements 430, 431 are offset radially inwards in such a way that the ring gear (at least largely) can rotate freely relative to the housing 38. If the cable drum 24 and above the shaft 34 is rotated by manual adjustment of the vehicle door 1 1, so the carrier member 320 rotates with the planetary gears 321 arranged thereon together with the shaft 34. This leads to a rotation of the ring gear 31, without it a (significant) power transmission to the sun gear 326 comes.
- the cable drum 24 is thus decoupled from the drive motor 370 and can be freely rotated relative to the drive motor 370.
- a manual adjustment of the vehicle door 1 1 is independent of the drive motor 370 possible in this way.
- the switching elements 430, 431 are dragging and thus braking on the inside of the brake pot 42, so that a movement of the ring gear 31 is braked.
- the cable drum 24 and also the shaft 34 are rotated, for example in the case of a manual adjustment of the vehicle door 11, the ring gear 31 is indeed rotated by the planet gears 321, but is braked, so that a braking effect is exerted on the vehicle door 11 ,
- the actuator 40 is preferably after a switching operation, ie after adjusting the switching elements 430, 431, de-energized, so that the vehicle battery is not excessively burdened by the actuator 40.
- a switching operation ie after adjusting the switching elements 430, 431, de-energized, so that the vehicle battery is not excessively burdened by the actuator 40.
- the engagement of the drive worm 400 with the pinion 401 is self-locking.
- FIG. 9 to 14 shows an embodiment of a switching device 4, in which the actuating element 44 has an asymmetrically shaped cam 440 for acting on the switching elements 430, 431.
- the cam 440 is located between the ends of the switching elements 430, 431 facing away from the pivot axis 432 formed by a fixed bearing, and is shaped such that by pivoting the adjusting element 44 along a direction of adjustment S, the switching elements 430, 431 pivots for radial expansion or contraction can be.
- the adjusting element 44 has a bearing shaft 442 which engages in the carrier 41 and about which the adjusting element 44 is mounted pivotably on the carrier 41 along the adjustment direction S.
- the bearing shaft 442 is bounded axially by a radially projecting, hexagonal collar 441, which rests in an opening 406 of the lever 405 of the actuator 40, so that via the collar 441, the actuator 44 is positively connected to the lever 405 and 405 in an adjustment of the lever is moved along with this. Via the lever 405, the adjusting element 44 is thus connected to the actuator 40.
- the collar 440 is adjoined by the cam 440 which is asymmetrically shaped in cross-section transverse to a pivot axis D (see FIG. 13) about which the actuator 44 is pivotally mounted on the carrier 41.
- the cam 440 faces the one switching element 430 with a first side and an opposite, second side to the other switching element 431, as can be seen from FIGS. 11A and 11B.
- the cam 440 is in this case at locations X1, X2 with the switching elements 430, 431 in Appendix, these places X1, X2 migrate upon pivoting of the cam 440 along the contour of the cam 440.
- Fig. 1A shows the switching device 4 in a freewheeling state in which the switching elements 430, 431 are largely approximated to each other and are not on the inside in contact with the brake pot 42.
- the brake pot 42 can thus be freely rotated with respect to the switching elements 430, 431 and is not held stationary to the carrier 41.
- the switching elements 430, 431 can be removed from each other, as shown in Fig. 1 1 B, to switch the switching device 4 in the braking state.
- the cam 440 has along its contour different sections A1 -A5, B1-B5, which are assigned to different switching states of the switching device 4.
- the cam 440 has on both sides in each case a rectilinearly extended section A2, B2, which is assigned to the freewheeling state (see FIG. 12B).
- rectilinearly extended portions A2, B2 are the switching elements 430, 431, when the switching device 4 is in the freewheeling state and the switching elements 430, 431 are thus as far as possible approximated to each other.
- the rectilinearly extended section A2, B2 is followed on each side by an ellipse-following section A3, B3, which corresponds to the braking state is assigned (see Fig. 12C).
- the cam 440 comes with the elliptical sections A3, B3 in contact with the switching elements 430, 431, which causes the switching elements 430, 431 continuously removed from each other and in abutment upon pivoting of the cam 440 be pressed with the brake pot 42.
- these portions A3, B3 are followed by circular-arc-shaped portions A4, B4 corresponding to an overstroke condition (see FIG. 12D).
- the cam 440 comes into abutment with the switching elements 430, 431, when it comes to a wear in the system, for example on the brake shoes 434. Due to the circular arc shape of these sections A4, B4, the braking force when these sections A4 , B4 on the switching elements 430, 431 not further increased and possibly even decreases slightly.
- the sections A5, B5 do not come into contact with the switching elements 430, 431-at least when the switching device 4 is in an operative state.
- These sections A5, B5 serve as cut-free sections and are shaped such that a collision of the cam 440 with other parts of the switching device 4 is avoided.
- the locations X1, X2 at which the cam 440 engages the switching elements 430, 431 are radial with respect to the pivot axis 432, via which the switching elements 430, 431 are pivotally mounted on the carrier 41, spaced from each other.
- the sections A3, B3, which follow an elliptical arc can be shaped so that upon pivoting of the cam 440, the switching elements 430, 431 are deflected uniformly.
- the lengths L1, L2 of the rectilinearly extended section A2, B2 are formed differently (see FIG. 13).
- the cam 440 may be formed asymmetrically in cross-section transverse to the pivot axis D, as shown in FIG. 13 can be seen. Sectionwise, however, there may be a point symmetry here.
- the sections A3, B3 in one embodiment be point symmetrical to each other, with respect to the pivot axis D.
- a switching device of the type described here can be used to quite different adjustment devices for adjusting two vehicle parts to each other.
- a door drive as has been described above, represents in this context only one possible example of an application of such a switching device.
- the switching device can be used anywhere where to couple gear parts as part of an adjusting device or a locking device in a vehicle are. LIST OF REFERENCE NUMBERS
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Abstract
Eine Schalteinrichtung (4) zum Herstellen einer Wirkverbindung zwischen zwei Getriebeteilen umfasst einen Bremstopf (42), einen Träger (41), zu dem der Bremstopf (42) bewegbar ist, ein Paar von verstellbar an dem Träger (41) angeordneten Schaltelementen (430, 431) und ein mit einem Stellantrieb (40) verbundenes, um eine Schwenkachse (D) verschwenkbar an dem Träger (41) angeordnetes Stellelement (44), das einen Nocken (440) zum Einwirken auf die Schaltelemente (430, 431) aufweist. Der Nocken (440) ist mit einer ersten Seite einem ersten der Schaltelemente (430, 431) und mit einer zweiten Seite einem zweiten der Schaltelemente (430, 431) zugewandt. Durch Verschwenken des Stellelements (44) sind die Schaltelemente (430, 431) zum Schalten der Schalteinrichtung (4) relativ zum Bremstopf (42) bewegbar. Dabei ist vorgesehen, dass der Nocken (440) an der ersten Seite und an der zweiten Seite je einen ersten Abschnitt (A2, B2), der im Querschnitt quer zur Schwenkachse (D) geradlinig erstreckt ist, und einen zu dem ersten Abschnitt (A2, B2) versetzten, zweiten Abschnitt (A3, B3), der im Querschnitt quer zur Schwenkachse (D) entlang eines Abschnitts einer Ellipse erstreckt ist, aufweist. Auf diese Weise wird eine Schalteinrichtung zur Verfügung gestellt, die ein günstiges, zuverlässiges Schalten der Schaltelemente ermöglicht.
Description
Schalteinrichtung zum Herstellen einer Wirkverbindung zwischen zwei
Getriebeteilen
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Schalteinrichtung zum Herstellen einer Wirkverbindung zwischen zwei Getriebeteilen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 .
Eine derartige Schalteinrichtung kann insbesondere an einer Vorrichtung zum elektromotorischen und/oder manuellen Verstellen oder Feststellen eines ersten Fahrzeugteils und eines zweiten Fahrzeugteils relativ zueinander verwendet werden. Eine solche Vorrichtung kann beispielsweise als Türantrieb zum Verstellen einer Fahrzeugseitentür oder einer anderen Klappe in einem Fahrzeug, zum Beispiel einer Heckklappe, dienen.
Eine solche Schalteinrichtung weist einen Bremstopf, einen Träger, zu dem der Bremstopf bewegbar ist, ein Paar von verstellbar an dem Träger angeordneten Schaltelementen und ein mit einem Stellantrieb verbundenes, um eine Schwenkachse verschwenkbar an dem Träger angeordnetes Stellelement auf. Das Stellelement umfasst einen Nocken zum Einwirken auf die Schaltelemente, der mit einer ersten Seite einem ersten der Schaltelemente und mit einer zweiten Seite einem zweiten der Schaltelemente zugewandt ist. Durch Verschwenken des Stellelements können die Schaltelemente zum
Schalten der Schalteinrichtung relativ zum Bremstopf bewegt werden, um die Schaltelemente insbesondere in Anlage oder außer Anlage mit dem Bremstopf zu bringen. Eine derartige Schalteinrichtung ist beispielsweise in der nicht vorveröffentlichten deutschen Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen 10 2015 215 627.3 beschrieben.
Mittels einer solchen Schalteinrichtung können Getriebeteile zum Übertragen einer Verstellkraft miteinander gekuppelt werden. Durch Entkuppeln der Schalteinrichtung können die Getriebeteile hierbei in einen Freilauf geschaltet werden, sodass ein Getriebeteil unabhängig von einem anderen Getriebeteil bewegt werden kann, beispielsweise um eine Fahrzeugtür manuell unabhängig von einer Antriebsvorrichtung zu bewegen. Bei einem Türantrieb kann beispielsweise wünschenswert sein, die Baugröße eines Bremstopfs und darin einliegender Schaltelemente zu verkleinern. Generell ist hierbei nicht möglich, den Nocken des Stellelements in gleichem Maße wie die Schaltelemente zu verkleinern, weil der Nocken für ein zuverlässiges Schalten der Schaltelemente eine hinreichende Größe mit einer ausreichenden Exzentrizität aufweisen muss, um einen hinreichenden Stellweg der Schaltelemente zu gewährleisten. Insbesondere bei einer Schalteinrichtung kleiner Bauform ist daher dafür Sorge zu tragen, dass der Nocken in zuverlässiger weise mit den Schaltelementen zusammenwirken kann.
Bei verschwenkbar an dem Träger angeordneten Schaltelementen ergibt sich, dass der Nocken an unterschiedlichen, radial zueinander versetzten Orten auf die Schaltelemente einwirkt. Dies ergibt sich dadurch, dass beim Verschwenken der Nocken an einem radial inneren Ort mit dem einen Schaltelement in Anlage ist, demgegenüber aber an einem radial äußeren Ort mit dem anderen Schaltelement. Dies kann dazu führen, dass die Schaltelemente bei Verschwenken des Nockens in unterschiedlicher Weise verstellt werden, was dazu führen kann, dass ein Schaltelement vor dem anderen Schaltelement in Anlage mit dem Bremstopf gelangt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Schalteinrichtung zur Verfügung zu stellen, die ein günstiges, zuverlässiges Schalten der Schaltelemente ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch einen Gegenstand mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Demnach weist der Nocken an der ersten Seite und an der zweiten Seite je
- einen ersten Abschnitt, der im Querschnitt quer zur Schwenkachse geradlinig erstreckt ist, und
- einen zu dem ersten Abschnitt versetzten, zweiten Abschnitt, der im Querschnitt quer zur Schwenkachse entlang eines Abschnitts einer Ellipse erstreckt ist, auf.
Der zweite Abschnitt schließt vorzugsweise (unmittelbar) an den ersten Abschnitt an.
Unterschiedliche Abschnitte des Nockens sind unterschiedlichen Schaltzuständen der Schalteinrichtung zugeordnet. Durch geeignete Formgebung dieser Abschnitte kann hierbei ein günstiges Schaltverhalten eingestellt werden, insbesondere um sicherzustellen, dass die Schaltelemente in gleichförmiger Weise bewegt werden und (zumindest näherungsweise) gleichzeitig in Anlage mit dem (insbesondere zylindrisch geformten) Bremstopf gelangen, wenn die Schalteinrichtung aus einem Freilaufzustand in einen Bremszustand geschaltet wird.
Der Nocken kann in einem Freilaufzustand, in dem die Schaltelemente nicht bremsend mit dem Bremstopf in Anlage sind, beispielsweise mit dem ersten Abschnitt der ersten Seite an dem ersten Schaltelement und mit dem ersten Abschnitt der zweiten Seite an dem zweiten Schaltelement anliegen. Über die geradlinig erstreckten ersten Abschnitte liegt der Nocken somit in dem Freilaufzustand an den beiden Schaltelementen an. In dem Freilaufzustand sind die Schaltelemente so zu dem Bremstopf versetzt, dass der Bremstopf gegenüber den Schaltelementen nicht gesperrt ist und ein Freilauf des Bremstopfes relativ zu den Schaltelementen möglich ist.
In einem Bremszustand, in dem die Schaltelemente durch den Nocken bremsend in Anlage mit dem Bremstopf gedrückt werden, kann der Nocken demgegenüber beispielsweise mit dem zweiten Abschnitt der ersten Seite an dem ersten Schaltelement und mit dem zweiten Abschnitt der zweiten Seite an dem zweiten Schaltelement anliegen. Mit dem einer Ellipse folgenden zweiten Abschnitt liegt der Nocken an jeder Seite an einem Schaltelement an, wobei dieser zweite Abschnitt vorzugsweise so geformt ist, dass anhand der Schwenkstellung des Nockens die Bremswirkung eingestellt werden kann, zwischen einer schwachen Bremswirkung über eine starke Bremswirkung bis hin zu einem Sperren.
Wird der Nocken mit seinen zweiten Abschnitten so stark gegen die Schaltelemente gedrückt, dass die Schaltelemente in pressende, sperrende Anlage mit dem Bremstopf gelangen, so befindet sich die Schalteinrichtung in einem Kopplungszustand, in dem eine Relativbewegung zwischen dem Bremstopf und den Schaltelementen gesperrt ist, sodass der Bremstopf stationär zu dem Träger, an dem die Schaltelemente angeordnet sind, gehalten wird. In diesem Kopplungszustand kann beispielsweise eine Kraftübertragung zwischen den der Schalteinrichtung zugeordneten Getriebeteilen erfolgen. In einer Ausgestaltung kann an den zweiten Abschnitt jeweils ein dritter Abschnitt anschließen, der im Querschnitt quer zur Schwenkachse entlang eines Kreisbogens erstreckt ist. Mit den dritten Abschnitten kann der Nocken beispielsweise in einem Überhubzustand, in dem die Schaltelemente nach einem Verschleiß durch den Nocken bremsend in Anlage mit dem Bremstopf gedrückt werden, an den Schaltelementen anlegen. Kommt es im Betrieb beispielsweise zu einem Verschleiß an den Schaltelementen, beispielsweise an Bremsbelägen der Schaltelemente, so kann es dazu kommen, dass bei einem Verstellen des Sperrelements zum Anpressen der Schaltelemente an den Bremstopf jeweils der zweite Abschnitt überschritten wird und der Nocken mit seinen dritten Abschnitten einerseits mit dem ersten Schaltelement und andererseits mit dem zweiten Schaltelement in Anlage gelangt. Durch kreisbogenförmige Ausgestaltung dieses dritten Abschnitts (mit konstantem Radius um die Schwenkachse des Stellelements) kann vorgegeben werden, dass in diesem dritten Abschnitt die Bremskraft bei weiterem Verschwenken des Nockens nicht (wesentlich) ansteigt oder sogar (leicht) absinkt, sodass bei Erreichen des dritten Abschnittes keine substantielle Erhöhung der Bremskraft erfolgt.
In einer Ausgestaltung können der erste Abschnitt der ersten Seite und der erste Abschnitt der zweiten Seite parallel zueinander erstreckt sein. Die geradlinig erstreckten ersten Abschnitte sind somit parallel zueinander ausgerichtet. An diesen ersten Abschnitten liegen die Schaltelemente vorzugsweise in dem Freilaufzustand an.
An den ersten Abschnitt kann, in einer Ausgestaltung, jeweils ein vierter Abschnitt anschließen, der im Querschnitt quer zur Schwenkachse entlang eines Kreisbogens erstreckt ist. Der vierte Abschnitt schließt hierbei an ein Ende des ersten Abschnitts an, das dem zweiten Abschnitt abgewandt ist. Dadurch, dass der vierte Abschnitt einem Kreisbogen folgt, der beispielsweise mit konstantem Radius um die Schwenkachse des Stellelements erstreckt sein kann, wird durch diesen vierten Abschnitt die dem
Freilaufzustand zugeordnete Kontur des Nockens verlängert. Wird der Nocken über den ersten Abschnitt hinaus in Richtung eines Freilaufens verschwenkt und gelangt der Nocken mit seinen vierten Abschnitten in Anlage mit dem ersten Schaltelement einerseits und dem zweiten Schaltelement andererseits, so bleibt die Schalteinrichtung in ihrem Freilaufzustand, ohne dass die Schaltelemente in Richtung des Bremstopfes verstellt werden.
In einer Ausgestaltung liegen die dem zweiten Abschnitt abgewandten Enden des ersten Abschnitts an der ersten Seite und des ersten Abschnitts an der zweiten Seite sich gerade diametral zur Schwenkachse gegenüber. An diese Enden schließen die vierten Abschnitte an, wodurch bewirkt wird, dass bei einem weiteren Verschwenken des Nockens über die ersten Abschnitte hinaus in Richtung eines Freilaufs die Schalteinrichtung im Freilaufzustand verbleibt. In einer Ausgestaltung ist der Nocken im Querschnitt quer zur Drehachse asymmetrisch geformt. Durch asymmetrische Formgebung kann der Nocken in seiner Querschnittskontur so geformt werden, dass die Schaltelemente in zuverlässiger, vorzugsweise gleichförmiger Weise bei einem Verschwenken des Stellelements verstellt werden.
Beispielsweise kann der erste Abschnitt der ersten Seite eine andere Länge als der erste Abschnitt der zweiten Seite aufweisen (betrachtet im Querschnitt quer zur Schwenkachse). Durch ein solches asymmetrisches Vorgeben der Länge der geradlinig erstreckten ersten Abschnitte auf den beiden Seiten des Nockens kann insbesondere ein Ausgleich dafür geschaffen werden, dass bei einem Verschwenken der Nocken an einem radial inneren Ort auf das eine der Schaltelemente und auf einen radial äußeren Ort auf das andere der Schaltelemente einwirkt. Durch Anpassen der Länge der dem Freilaufzustand zugeordneten ersten Abschnitte auf den beiden Seiten des Nockens kann somit ein gleichförmiges Verstellen der Schaltelemente aus dem Freilaufzustand in Richtung des Bremszustands eingestellt werden.
In anderer Ausgestaltung ist auch denkbar und möglich, den Nocken zumindest mit Blick auf die ersten Abschnitte und die zweiten Abschnitte punktsymmetrisch zu formen. So kann die durch die ersten Abschnitte und die zweiten Abschnitte auf den beiden Seiten des Nockens gebildete Kontur im Querschnitt gerade punktsymmetrisch sein.
Auch mit Blick auf die dritten und/oder vierten Abschnitte kann eine Punktsymmetrie bestehen.
In einer Ausgestaltung sind die Schaltelemente verschwenkbar an dem Träger angeordnet. Dies ist jedoch nicht zwingend. Denkbar und möglich ist auch, die Schaltelemente beispielsweise verschiebbar an dem Träger zu lagern.
Eine Schalteinrichtung der hier beschriebenen Art kann beispielsweise bei einer Vorrichtung zum manuellen und/oder elektromotorischen Verstellen oder Feststellen eines ersten Fahrzeugteils und eines zweiten Fahrzeugteils relativ zueinander verwendet werden. Eine solche Vorrichtung umfasst ein Verstellteil, das ein Gelenk zum schwenkbaren Anordnen an dem ersten Fahrzeugteil aufweist. Das Verstellteil ist derart an dem ersten Fahrzeugteil anzuordnen, dass bei einem Verstellen der Fahrzeugteile zueinander sich das Verstellteil relativ zu dem zweiten Fahrzeugteil bewegt. An dem zweiten Fahrzeugteil ist ein Abtriebselement anzuordnen, das mit dem Verstellteil in Wirkverbindung steht und zum Bewegen des Verstellteils relativ zu dem zweiten Fahrzeugteil antreibbar ist. Eine elektromotorische Antriebseinrichtung dient zum Antreiben des Abtriebselements und weist hierzu einen Antriebsmotor und ein den Antriebsmotor mit dem Antriebselement koppelndes Getriebe auf.
Die Schalteinrichtung ist in diesem Fall Bestandteil des Getriebes. Mittels der Schalteinrichtung kann das Getriebe zwischen einem Kopplungszustand, in dem der Antriebsmotor mit dem Abtriebselement gekoppelt ist, einem Freilaufzustand, in dem die Kopplung zwischen dem Antriebsmotor und dem Abtriebselement derart unterbrochen ist, dass das Abtriebselement unabhängig von dem Antriebsmotor bewegbar ist, und einem Bremszustand, in dem das Abtriebselement unabhängig von dem Antriebsmotor bewegbar ist, dabei aber gebremst wird, geschaltet werden. Das Getriebe ermöglicht somit sowohl eine elektromotorische Verstellung der Fahrzeugteile zueinander als auch ein manuelles Verstellen. Sollen die Fahrzeugteile elektromotorisch zueinander verstellt werden, wird das Getriebe in seinen Kopplungszustand gebracht, so dass eine Kopplung zwischen dem Antriebsmotor und dem Abtriebselement hergestellt ist und durch Antreiben des Abtriebselements die Fahrzeugteile elektromotorisch zueinander verstellt werden können. Sollen die Fahrzeugteile manuell zueinander bewegt werden, wird das Getriebe hingegen in den Freilaufzustand oder den Bremszustand gebracht, so dass das Abtriebselement von dem Antriebsmotor entkoppelt ist und in dem Freilaufzustand frei (d.h. reibungsarm), in dem Bremszustand hingegen in definiert gebremster Weise bewegbar ist. Das Abtriebselement kann somit unabhängig von dem Antriebsmotor
bewegt werden, was ein manuelles Verstellen der Fahrzeugteile zueinander ermöglicht, ohne dass dabei der Antriebsmotor mit bewegt werden muss.
Das Verstellteil kann beispielsweise nach Art eines Fangbands ausgebildet sein. Das Abtriebselement kann demgegenüber beispielsweise als drehbare Seiltrommel verwirklicht sein, die über ein Kraftübertragungselement in Form eines (ausschließlich) Zugkräfte übertragenden Zugseils mit dem Verstellteil gekoppelt ist. Bei Verstellen des Verstellteils wird die Seiltrommel entlang des Verstellteils bewegt und verdreht sich hierbei. Ein elektromotorisches Verstellen zweier Fahrzeugteile relativ zueinander, beispielsweise zum Verstellen einer Fahrzeugtür, kann durch Antreiben der Seiltrommel erfolgen. Durch Entkuppeln des Getriebes kann die Seiltrommel in einen Freilauf geschaltet werden, sodass auch ein manuelles Verstellen des Verstellteils möglich ist, unabhängig von einer die Seiltrommel antreibenden Antriebsvorrichtung. Das Schalten des Getriebes zwischen den unterschiedlichen Zuständen erfolgt mittels der Schalteinrichtung. In dem Kupplungszustand, in dem die Schaltelemente mit vergleichsweise großer Kraft in Anlage mit dem Bremstopf gedrückt werden, ist der Bremstopf in seiner Lage zu dem Träger und damit zu dem Gehäuseabschnitt des Getriebes, an dem der Träger angeordnet ist, festgelegt, so dass der Bremstopf und damit auch das mit dem Bremstopf verbundene Getriebeelement nicht zu dem Träger bewegt werden kann. Das Getriebeelement wird auf diese Weise festgehalten, so dass über das Getriebe ein Kraftfluss zwischen dem Antriebselement und dem Abtriebselement hergestellt ist und somit das Abtriebselement zum Antreiben über die Antriebsvorrichtung verstellt werden kann, abtriebsseitige Kräfte hingegen gesperrt und somit das Abtriebselement (bei nicht bestromter Antriebseinrichtung) festgestellt ist.
In dem Kupplungszustand wird das zumindest eine Schaltelement vorzugsweise mit einer vordefinierten, maximalen Kraft in Anlage mit dem Bremstopf gedrückt. Die vordefinierte, maximale Kraft kann hierbei so bemessen sein, dass die Schalteinrichtung bei (übermäßiger) Belastung, bei der die vordefinierte, maximale Kraft überschritten wird, durchrutschen kann. Dies kann insbesondere in einer Notsituation, beispielsweise in einem Einklemmfall, zum Schutz von eingeklemmten Objekten und auch zum Schutz der Antriebseinrichtung vorteilhaft sein, um übermäßig große Verstellkräfte an den zu verstellenden Fahrzeugteilen zu vermeiden.
In dem Bremszustand hingegen sind die Schaltelemente zwar in Anlage mit dem Bremstopf, ermöglichen aber eine Bewegung des Bremstopfs unter Reibung relativ zu
den Schaltelementen, so dass durch diese reibende, bremsende Anlage zwar das Getriebeelement bewegbar ist, dabei aber gebremst wird. In dieser Bremsstellung kann somit das Abtriebselement grundsätzlich unabhängig von der Antriebseinrichtung bewegt werden, wird dabei aber gebremst.
In dem Bremszustand werden die Schaltelemente mit reduzierter Kraft (gegenüber der Kopplungsstellung) gegen den Bremstopf gedrückt. Dies ermöglicht, dass das zumindest eine Schaltelement in schleifender Weise reibend an dem Bremstopf anliegt, wenn das Abtriebselement verdreht wird, so dass darüber das Abtriebselement in seiner Bewegung gebremst werden kann.
In dem Freilaufzustand schließlich sind die Schaltelemente außer Anlage mit dem Bremstopf. Dies ermöglicht ein freies Verstellen des Bremstopfs relativ zu dem Träger, so dass der Kraftübertragungsstrang zwischen dem Abtriebselement und der Antriebsvorrichtung unterbrochen ist und somit das Abtriebselement unabhängig von der Antriebsvorrichtung verstellt werden kann. In der Freilaufstellung ist ein Verstellen des Abtriebselements somit in leichtgängiger, reibungsarmer Weise möglich.
Anzumerken ist hierzu, dass in dem Freilaufzustand die Schaltelemente nicht notwendigerweise vollständig außer Anlage mit dem Bremstopf sind. Denkbar und möglich ist auch, dass die Schaltelemente in dem Freilaufzustand in schleifender, jedoch nur geringfügig bremsender Anlage mit dem Bremstopf sind.
Die Schaltelemente können vorzugsweise über ein Stellelement, das mit einem elektromotorischen Stellantrieb verbunden ist, zwischen ihren unterschiedlichen Stellungen verstellt werden. Der Stellantrieb kann beispielsweise über ein Ritzelgetriebe das mit einem Hebel verbundene Stellelement antreiben, so dass durch Verstellen des Stellelements die Schaltelemente bewegt werden können. In einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Schaltelemente über ein oder mehrere Vorspannelemente in Richtung ihrer Freilaufstellung vorgespannt. In diesem Fall kann das Stellelement derart ausgestaltet sein, dass es zum Verstellen der Schaltelemente aus der Freilaufstellung heraus die Schaltelemente in Anlage mit dem Bremstopf drückt, um die Schaltelemente in die Bremsstellung oder in die Kopplungsstellung zu bringen. Das Zurückstellen der Schaltelemente kann dann in federunterstützter Weise mittels des vorspannenden Vorspannelements erfolgen.
Das Getriebe kann in einer konkreten Ausgestaltung als Planetenradgetriebe ausgebildet sein.
Grundsätzlich sind unterschiedliche Varianten eines solchen Planetenradgetriebes denkbar und möglich. Beispielsweise kann das Planetenradgetriebe einstufig oder auch mehrstufig, insbesondere zweistufig, ausgebildet sein.
In einer Ausgestaltung ist das Planetenradgetriebe einstufig ausgebildet. Ein solches Planetenradgetriebe umfasst einen Gehäuseabschnitt, eine Planetenradstufe, die ein Trägerelement und mindestens ein an dem Trägerelement angeordnetes Planetenrad aufweist, ein Hohlrad, das mit dem mindestens einen Planetenrad in Verzahnungseingriff steht, und ein antreibbares Antriebselement. Das Abtriebselement ist hierbei antreibbar, indem auf das Abtriebselement über die Planetenradstufe durch Antreiben des Antriebselements eine Verstellkraft übertragen wird.
Die Planetenradstufe umfasst vorzugsweise ein mit dem mindestens einen Planetenrad in Eingriff stehendes Sonnenrad, das drehfest mit dem Antriebselement verbunden ist. Beispielsweise können das Sonnenrad und das Antriebselement einstückig nach Art einer Hohlwelle ausgebildet sein. Das Antriebselement wird hierbei durch eine geeignete Antriebseinrichtung, beispielsweise einen Elektromotor, im Betrieb angetrieben, und dadurch wird das Sonnenrad verdreht und überträgt eine Verstellkraft auf das Abtriebselement. Die das Sonnenrad und das Antriebselement ausbildende Hohlwelle kann beispielsweise drehbar auf einer mit dem Abtriebselement verbundenen Welle angeordnet sein.
Das Antriebselement kann beispielsweise als Stirnrad ausgebildet sein und mit einer Antriebsschnecke in Verzahnungseingriff stehen. Die Antriebsschnecke ist an einer Antriebswelle eines Elektromotors angeordnet und wird im Betrieb durch den Elektromotor bewegt. Über die Antriebsschnecke, deren Drehachse quer zur Drehachse des Antriebselements gerichtet ist, wird das Antriebselement verdreht und darüber eine Verstellkraft in das Abtriebselement eingeleitet.
Der Verzahnungseingriff zwischen dem Antriebselement und der Antriebsschnecke kann vorzugsweise selbsthemmend sein. Auf diese Weise ist das Getriebe selbsthemmend, was vorteilhaft sein kann, um beispielsweise bei nicht bestromtem Antriebsmotor ein Feststellen des Abtriebselements und darüber des Verstellteils zu bewirken.
Der Bremstopf ist vorzugsweise drehfest mit dem Hohlrad des Planetenradgetriebes verbunden. Beispielsweise kann der Bremstopf einstückig an dem Hohlrad ausgebildet sein. Der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke soll nachfolgend anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Fahrzeugtür an einer
Fahrzeugkarosserie, mit einem gelenkig an der Fahrzeugkarosserie angeordneten, bei einem Verschwenken der Fahrzeugtür relativ zu der
Fahrzeugtür bewegten Verstellteil in Form eines Fangbands;
Fig. 2 eine Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zum Verstellen und Feststellen zweier Fahrzeugteile relativ zueinander, mit einem einstufigen Planetenradgetriebe;
Fig. 3 eine Ansicht der Vorrichtung ohne ein Gehäuse; und
Fig. 4 eine Ansicht der Planetenradstufe des Planetenradgetriebes.
Fig. 5 eine Ansicht einer Baugruppe der Vorrichtung mit einem Verstellteil, einem an dem Verstellteil angeordneten Zugseil und einer mit dem Zugseil verbundenen Seiltrommel; Fig. 6 eine gesonderte Ansicht der Seiltrommel;
Fig. 7 eine gesonderte Ansicht der Seiltrommel mit daran angeordnetem Zugseil;
Fig. 8A eine Ansicht einer Schalteinrichtung zum Schalten des Getriebes, in einem
Kopplungszustand;
Fig. 8B eine Ansicht der Schalteinrichtung, in einem Bremszustand;
Fig. 8C eine Ansicht der Schalteinrichtung, in einem Freilaufzustand;
Fig. 9 eine Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer Schalteinrichtung zum Schalten des Getriebes, mit einem einen Nocken aufweisenden Stellelement zum Verstellen von Schaltelementen an einem Träger; Fig. 10 eine gesonderte Ansicht des Stellelements zusammen mit einem Hebel eines Stellantriebs;
Fig. 1 1A eine Draufsicht auf die Schalteinrichtung, in einem Freilaufzustand; Fig. 1 1 B die Schalteinrichtung, in einem Bremszustand;
Fig. 12A eine Ansicht des Stellelements, darstellend einen dem Freilaufzustand zugeordneten Abschnitt am Nocken; Fig. 12B eine Ansicht des Stellelements, darstellend einen geradlinig erstreckten, dem Freilaufzustand zugeordneten Abschnitt am Nocken;
Fig. 12C eine Ansicht des Stellelements, darstellend einen dem Bremszustand zugeordneten Abschnitt am Nocken;
Fig. 12D eine Ansicht des Stellelements, darstellend einen einem Überhubzustand zugeordneten Abschnitt am Nocken;
Fig. 12E eine Ansicht des Stellelements, darstellend einen Freischnittabschnitt am
Nocken;
Fig. 13 eine Querschnittsansicht des Nockens des Stellelements; und
Fig. 14 eine perspektivische Ansicht des Stellelements.
Fig. 1 zeigt eine schematische Ansicht eines Fahrzeugs 1 mit einer Fahrzeugkarosserie 10 und einer um einen Türscharnier 1 1 1 gelenkig an der Fahrzeugkarosserie 10 angeordneten Fahrzeugtür 1 1 , die entlang einer Öffnungsrichtung O relativ zu der Fahrzeugkarosserie 10 verschwenkt werden kann, um eine Türöffnung freizugeben oder zu verschließen.
Zwischen der Fahrzeugkarosserie 10 und der Fahrzeugtür 1 1 wirkt eine Vorrichtung 2, die ein Verstellteil 21 in Form eines Fangbands aufweist und zum Feststellen und/oder Verstellen der Fahrzeugtür 1 1 relativ zu der Fahrzeugkarosserie 10 dient. Das Verstellteil 21 in Form des Fangbands ist um ein Gelenk 20 an der Fahrzeugkarosserie 10, beispielsweise an der A-Säule des Fahrzeugs 1 , gelenkig angeordnet und bewegt sich bei einem Verschwenken der Fahrzeugtür 1 1 relativ zu der Fahrzeugtür 1 1. Das Verstellteil 21 ragt hierzu mit einem Ende 21 1 in einen Türinnenraum 1 10 der Fahrzeugtür 1 1 hinein und bewegt sich bei einem Verstellen der Fahrzeugtür 1 1 in diesem Türinnenraum 1 10.
Perspektivische Ansichten eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung 2 dieser Art sind in Fig. 2 bis 8A-8C dargestellt. Das Verstellteil 21 in Form des Fangbands trägt an einem Ende 210 ein Gelenk 20, das an der Fahrzeugkarosserie 10, beispielsweise der A-Säule des Fahrzeugs 1 , festgelegt werden kann, um auf diese Weise das Verstellteil 21 gelenkig mit der Fahrzeugkarosserie 10 zu verbinden.
Mit seinem vom Ende 210 abgewandten Ende 21 1 erstreckt sich das Verstellteil 21 in den Türinnenraum 1 10 der Fahrzeugtür 1 1 hinein. Das Verstellteil 21 steht hierbei mit der Fahrzeugtür 1 1 in Wirkverbindung, um die Fahrzeugtür 1 1 in einer eingenommenen Verstellposition relativ zu der Fahrzeugkarosserie 10 festzustellen und/oder eine elektromotorische oder manuelle Verstellung der Fahrzeugtür 1 1 relativ zur Fahrzeugkarosserie 10 zu ermöglichen.
Der grundlegende Aufbau einer die Wirkverbindung zwischen den Fahrzeugteilen 10, 1 1 herstellenden Baugruppe dieser Vorrichtung 2 ist in Fig. 5 bis 7 dargestellt.
An dem Verstellteil 21 ist ein flexibles, Zugkräfte übertragendes Kraftübertragungselement in Form eines Zugseils 22, beispielsweise eines Stahl- oder Kunststoffseils angeordnet. Das Zugseil 22 weist zwei unterschiedliche, getrennt voneinander ausgebildete Abschnitte 22A, 22B auf, die einerseits mit dem Verstellteil 21 und andererseits mit einem Abtriebselement in Form einer Seiltrommel 24 verbunden sind.
Die Abschnitte 22A, 22B erstrecken sich entlang einer Lauffläche 215 des Verstellteils 21 und sind teilweise auf die Seiltrommel 24 aufgewickelt. Der erste Abschnitt 22A des Zugseils 22 erstreckt sich zwischen einer Befestigungseinrichtung 212 des Verstellteils 21 und der Seiltrommel 24 und ist mit einem Seilnippel 223 an einem Seilende in die als
Nippelkammer ausgestaltete Befestigungseinrichtung 212 formschlüssig eingelegt. Der andere, zweite Abschnitt 22B erstreckt sich zwischen der Seiltrommel 24 und einer Einsteileinrichtung 23, die zum Einstellen der frei erstreckten Länge des Zugseils 22 an dem Verstellteil 21 dient.
Die Seiltrommel 24 ist an einer längs entlang einer Längsachse L erstreckten Welle 34 angeordnet und ist um die Längsachse L drehbar. Die Seiltrommel 24 weist, wie aus der gesonderten Ansicht gemäß Fig. 6 ersichtlich, eine nach Art einer Gewinderille um die Seiltrommel 24 umlaufende Seilrille 241 auf, in der die Abschnitte 22A, 22B einhegen. Beidseitig ist diese Seilrillen 241 durch Laufringe 242, 243 begrenzt, die radial über die Seiltrommel 24 nach außen hin vorstehen und geschlossene Ringe darstellen, mit denen die Seiltrommel 24 derart in Anlage mit der Lauffläche 215 des Verstellteils 21 ist, dass beim Verdrehen der Seiltrommel 24 um die Längsachse L die Seiltrommel 24 an der Lauffläche 215 des Verstellteils 21 abrollt. An der Seiltrommel 24 sind, diametral gegenüberliegend und jeweils benachbart zu einem der Laufringe 242, 243, Befestigungseinrichtungen 244, 245 in Form von sogenannten Nippelkammern angeordnet, in denen ein jeweils zugeordneter Abschnitt 22A, 22B des Zugseils 22 mit einem Ende einliegt und somit schlupffrei an der Seiltrommel 24 gehalten ist. Bei einem Verdrehen der Seiltrommel 24 um die Längsachse L wird einer der Abschnitte 22A, 22B (abhängig von der Drehrichtung) auf die Seiltrommel 24 aufgewickelt, während der andere Abschnitt 22B, 22A von der Seiltrommel 24 abgewickelt wird. Das Zugseil 22 ändert hierbei seine Erstreckungslänge an dem Verstellteil 21 nicht. Vielmehr führt das Verdrehen der Seiltrommel 24 zu einem Verstellen des Verstellteils 21 entlang einer Verstellrichtung V relativ zu der Seiltrommel 24, so dass durch Antreiben der Seiltrommel 24 das Verstellteil 21 und damit die Fahrzeugteile 10, 1 1 zueinander bewegt werden können. Alternativ kann über die Seiltrommel 24 auch - bei einem manuellen Verstellen der Fertigteile 10, 1 1 zueinander - eine Bremswirkung bereitgestellt werden, um die Fahrzeugteile 10, 1 1 in einer gerade eingenommenen Position zueinander festzustellen oder beim Verstellen die Verstellbewegung durch Bremsen zu beeinflussen.
Die Seiltrommel 24 ist formschlüssig und auf diese Weise drehfest mit der Welle 34 verbunden. Die Welle 34 ist, wie nachfolgend noch erläutert werden soll, bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel Bestandteil eines Getriebes 30, über das zum Verstellen oder Feststellen auf die Seiltrommel 24 eingewirkt werden kann. Die Seiltrommel 24 ist in einem Seiltrommelgehäuse 380 eingefasst, das fest mit einem Gehäuse 38 der Vorrichtung 2 verbunden ist. Das Seiltrommelgehäuse 380 lagert die
Seiltrommel 24 drehbar und dient zudem zur definierten Führung der Seiltrommel 24 relativ zu dem Verstellteil 21 .
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 bis 8A-8C ist die Seiltrommel 24 mit einer Antriebseinrichtung 3 gekoppelt, die ein Getriebe 30 aufweist und derart ausgestaltet ist, dass die Fahrzeugtür 1 elektromotorisch mittels der Antriebseinrichtung 3 oder manuell unabhängig von der Antriebseinrichtung 3 oder auch nach Art eines Servomotors elektromotorisch unterstützt durch die Antriebseinrichtung 3 verstellt werden kann. Das Getriebe 30 ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel als einstufiges Planetengetriebe ausgebildet und weist eine Planeten radstufe 32 mit Planetenrädern 321 auf, die an einem drehfest mit der Welle 34 verbundenen Trägerelement 320 um Drehachsen 322 drehbar angeordnet sind und mit einer Innenverzahnung 312 an einem Hohlrad 31 in Verzahnungseingriff stehen. (Wie aus einer Zusammenschau von Fig. 3 und 4 ersichtlich, sind die Planetenräder 321 axial zwischen zwei Trägerelementen 320 drehbar aufgenommen. Der Träger für die Planetenräder 321 wird somit durch zwei Trägerelemente 320 gebildet, zwischen denen die Planetenräder 321 angeordnet sind.)
Die Planetenräder 321 kämen mit einem Sonnenrad 326, das an einer Hohlwelle 327 angeordnet ist. Die Hohlwelle 327 ist an der Welle 34 freidrehend angeordnet und bildet ein Stirnrad 328 aus, das mit einer Antriebsschnecke 371 an einer durch einen Antriebsmotor 370 angetriebenen Motorwelle 37 kämmt. Die Hohlwelle 327 kann vorzugsweise einstückig mit dem daran angeformten Sonnenrad 326 und dem Stirnrad 328 ausgebildet sein. Grundsätzlich ist aber auch eine mehrteilige Bauform denkbar und möglich.
Das Hohlrad 31 bildet die Innenverzahnung 312 zum Eingriff mit den Planetenrädern 321 aus. Das Hohlrad 31 ist hierbei über einen Lagerabschnitt 318 in Form einer Lagerbuchse an der Welle 34 drehbar gelagert und bildet an einem der Innenverzahnung 312 abgewandten, axialen Ende einen Bremstopf 42 aus, in dem Schaltelemente 430, 431 (siehe Fig. 8A bis 8C) einer Schalteinrichtung 4 angeordnet sind, die - angetrieben über einen Stellantrieb 40 und ein Schaltgetriebe 400-405 zum Schalten des Getriebes 30 - zwischen unterschiedlichen Zuständen verstellbar sind.
Die Schalteinrichtung 4 ist nach Art einer Trommelbremse ausgebildet und ist in unterschiedlichen Ansichten in Fig. 8A bis 8C dargestellt. Die Schaltelemente 430, 431 in Form von Bremsbacken mit daran angeordneten Bremsbelägen 434 sind an einem Träger 41 angeordnet, der ortsfest zu dem Gehäuse 38 angeordnet ist. Die
Bremsbacken 430, 431 sind um eine durch ein Festlager ausgebildete Schwenkachse 432 (siehe zum Beispiel Fig. 8A) verschwenkbar an dem Träger 41 angeordnet und können zum Schalten des Getriebes 30 zwischen unterschiedlichen Stellungen verstellt werden.
Zum Verstellen der Schaltelemente 430, 431 in Form der Bremsbacken ist ein Stellelement 44 vorgesehen, das verschwenkbar an dem Träger 41 angeordnet und mit einem Hebel 405 verbunden ist und über ein Ritzelgetriebe mit Ritzeln 401 , 402, die über eine Welle 403 miteinander verbunden sind, verstellt werden kann. Ein erstes Ritzel 401 steht hierbei mit einer Antriebsschnecke 400 eines Stellantriebs 40 in Eingriff, während ein zweites Ritzel 402 mit einem Stellelement 404 in Form eines Zahnbogens, der fest mit dem Hebel 405 verbunden ist, kämmt. Angetrieben durch den Stellantrieb 40 kann das Stellelement 404 und darüber das auf die Bremsbacken 430, 431 einwirkende Stellelement 44 verstellt werden, so dass die Bremsbacken 430, 431 innerhalb des Bremstopfes 42 verstellt werden können.
Über die Schalteinrichtung 4 kann das Getriebe 30 zwischen einem Kopplungszustand, einem Bremszustand und einem Freilaufzustand geschaltet werden. In dem Kopplungszustand (Fig. 8A) ist der Bremstopf 42 durch sperrende Wirkung der Bremsbacken 430, 431 relativ zu dem Gehäuse 38 gesperrt, sodass das Hohlrad 31 relativ zu dem Gehäuse 38 festgehalten wird. In diesem Kopplungszustand ist ein Kraftfluss zwischen der Hohlwelle 327 und der Seiltrommel 24 hergestellt, so dass über das Getriebe 30 der Antriebsmotor 370 mit der Seiltrommel 24 gekoppelt ist und die Seiltrommel 24 elektromotorisch verstellt werden kann.
In dem Kopplungszustand befinden sich die Bremsbacken 430, 431 in der Kopplungsstellung gemäß Fig. 8A und werden hierzu über den Stellantrieb 40 mittels des Stellelements 44 mit einer maximalen Kraft innenseitig in Anlage mit dem Bremstopf 42 gedrückt. Durch diese sperrende Anlage wird das Hohlrad 31 relativ zu dem Träger 41 und damit zu dem Gehäuse 38 festgehalten, so dass der Kraftübertragungsstrang zwischen dem Antriebsmotor 370 und der Seiltrommel 24 geschlossen ist und Verstellkräfte von dem Antriebsmotor 370 hin zu der Seiltrommel 24 übertragen werden können oder die Seiltrommel 24 (bei nicht bestromtem Antriebsmotor 370) in ihrer gerade eingenommenen Lage aufgrund einer Selbsthemmung des Getriebes 30 festgestellt ist.
Die maximale Kraft, mit der die Bremsbacken 430, 431 in Anlage mit dem Bremstopf 42 gedrückt werden, kann hierbei so bemessen sein, dass bei Überschreiten dieser maximalen Kraft die Kupplung durchrutschen kann. Auf diese Weise kann beispielsweise in Notsituationen, beispielsweise in einem Einklemmfall, verhindert werden, dass übermäßig große Verstellkräfte übertragen werden können.
In dem Bremszustand (Fig. 8B) werden die Bremsbacken 430, 431 hingegen mit - im Vergleich zum Kopplungszustand - reduzierter Kraft innenseitig gegen den Bremstopf 42 gedrückt, so dass das Hohlrad 31 nicht gesperrt, sondern (lediglich) in definierter Weise gebremst wird. Das Hohlrad 31 kann sich somit relativ zu dem Träger 41 verdrehen, wird dabei aber über die reibende Anlage der Bremsbacken 430, 431 an dem Bremstopf 42 gebremst.
Durch eine solche Bremswirkung kann ein Bremsen der Bewegung der Fahrzeugteile 10, 1 1 zueinander bewirkt werden, beispielsweise wenn bei manueller Verstellung die Fahrzeugtür 1 1 sich einer Endposition, beispielsweise der maximal geöffneten Stellung annähert. Über ein definiertes Bremsen kann auch eine zu schnelle Bewegung beispielsweise bei einem manuellen Zuschlagen der Fahrzeugtür 1 1 gebremst werden. In dem Freilaufzustand (Fig. 8C) sind die Bremsbacken 430, 431 in einer Freilaufstellung und sind entsprechend von dem Bremstopf 42 entfernt, so dass der Bremstopf 42 nicht (mehr) gegenüber dem Gehäuse 38 festgestellt ist und auch keine (nennenswerte) Bremswirkung durch die Bremsbacken 430, 431 bewirkt wird. In diesem Freilaufzustand kann die Seiltrommel 24 grundsätzlich unabhängig vom Antriebsmotor 370 bewegt werden, ohne dass der Antriebsmotor 370 bei einer abtriebsseitigen Bewegung der Seiltrommel 24 mitbewegt wird. In diesem Freilaufzustand ist insbesondere ein leichtgängiges, manuelles Verstellen der Fahrzeugtür 1 1 unabhängig vom Antriebsmotor 370 möglich. Wie aus Fig. 8A bis 8C ersichtlich, sind die Bremsbacken 430, 431 über Vorspannelemente 433 in Form von Zugfedern in Richtung ihrer Freilaufstellung (Fig. 8C) vorgespannt. Zum Verstellen der Bremsbacken 430, 431 aus der Freilaufstellung heraus drückt das Stellelement 44 die Bremsbacken 430, 431 auseinander und somit in Richtung des Bremstopfes 42. Dies erfolgt entgegen der Wirkung der Vorspannelemente 433. Zum Zurückstellen der Bremsbacken 430, 431 in Richtung der Freilaufstellung wird das Stellelement 44 zurück verschwenkt, wobei die Bremsbacken 430, 431 aufgrund der
Wirkung der Vorspannelemente 433 dem Stellelement 44 nachfolgen und sich somit zurück in Richtung ihrer Freilaufstellung bewegen.
In der Freilaufstellung ist somit die Kupplung geöffnet. Entsprechend ist der Kraftübertragungsstrang zwischen dem Antriebsmotor 370 und der Seiltrommel 24 unterbrochen.
Soll eine elektromotorische Antriebskraft auf die Seiltrommel 24 übertragen werden, sperrt die Schalteinrichtung 4 den Bremstopf 42 (Kopplungszustand), so dass dieser relativ zu dem Gehäuse 38 festgehalten ist. Im Kopplungszustand liegen die Schaltelemente 430, 431 innenseitig an dem Bremstopf 42 an und halten auf diese Weise das Hohlrad 31 stationär zu dem Gehäuse 38. Wird nunmehr über den Antriebsmotor 370 die Antriebswelle 37 und darüber die Antriebsschnecke 371 angetrieben, so wird die Hohlwelle 327 über das daran angebrachte Stirnrad 328 verdreht, wodurch auch das Sonnenrad 326 und darüber die Planetenräder 321 verdreht werden. Die Planetenräder 321 kämen mit dem festgehaltenen Hohlrad 31 und übertragen über das drehest mit der Welle 34 verbundene Trägerelement 320 die Antriebsbewegung in untersetzter Weise auf die Welle 34 und darüber auf die Seiltrommel 24.
Durch Antreiben des Sonnenrads 326 wird somit das Trägerelement 320, an dem die Planetenräder 321 angeordnet sind, verdreht, und darüber wird die Welle 34 und die drehfest mit der Welle 34 verbundene Seiltrommel 24 angetrieben. Im Freilaufzustand sind die Schaltelemente 430, 431 hingegen derart radial nach innen versetzt, dass sich das Hohlrad (zumindest weitestgehend) frei zu dem Gehäuse 38 drehen kann. Wird die Seiltrommel 24 und darüber die Welle 34 durch manuelle Verstellung der Fahrzeugtür 1 1 verdreht, so dreht sich das Trägerelement 320 mit den daran angeordneten Planetenrädern 321 zusammen mit der Welle 34. Dies führt zu einem Verdrehen auch des Hohlrads 31 , ohne dass es zu einer (nennenswerten) Kraftübertragung auf das Sonnenrad 326 kommt. Die Seiltrommel 24 ist somit von dem Antriebsmotor 370 entkoppelt und kann frei gegenüber dem Antriebsmotor 370 verdreht werden. Insbesondere ist auf diese Weise ein manuelles Verstellen der Fahrzeugtür 1 1 unabhängig von dem Antriebsmotor 370 möglich.
In dem Bremszustand hingegen liegen die Schaltelemente 430, 431 schleifend und somit bremsend innenseitig an dem Bremstopf 42 an, so dass eine Bewegung des Hohlrads 31 gebremst ist. Wird nunmehr beispielsweise bei einem manuellen Verstellen der Fahrzeugtür 1 1 die Seiltrommel 24 und darüber auch die Welle 34 verdreht, so wird das Hohlrad 31 über die Planetenräder 321 zwar mit verdreht, dabei aber gebremst, so dass eine Bremswirkung auf die Fahrzeugtür 1 1 ausgeübt wird.
Der Stellantrieb 40 ist vorzugsweise nach einem Schaltvorgang, also nach einem Verstellen der Schaltelemente 430, 431 , stromlos, so dass die Fahrzeugbatterie durch den Stellantrieb 40 nicht übermäßig belastet wird. Um die Schalteinrichtung 4 hierbei in ihrer gerade eingestellten Stellung zu halten, ist beispielswiese der Eingriff der Antriebsschnecke 400 mit dem Ritzel 401 selbsthemmend.
Fig. 9 bis 14 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Schalteinrichtung 4, bei der das Stellelement 44 einen asymmetrisch geformten Nocken 440 zum Einwirken auf die Schaltelemente 430, 431 aufweist. Der Nocken 440 liegt zwischen den Enden der Schaltelemente 430, 431 , die der durch ein Festlager ausgebildeten Schwenkachse 432 abgewandt sind, und ist derart geformt, dass durch Verschwenken des Stellelements 44 entlang einer Stellrichtung S die Schaltelemente 430, 431 zum radialen Aufweiten oder Zusammenziehen verschwenkt werden können.
Das Stellelement 44 weist, wie aus Fig. 10 in Zusammenschau mit Fig. 14 ersichtlich ist, einen Lagerschaft 442 auf, der in den Träger 41 eingreift und um den das Stellelement 44 entlang der Verstellrichtung S schwenkbar an dem Träger 41 gelagert ist. Der Lagerschaft 442 wird axial durch einen radial vorstehenden, hexagonalen Bund 441 begrenzt, der in einer Öffnung 406 des Hebels 405 des Stellantriebs 40 einliegt, sodass über den Bund 441 das Stellelement 44 formschlüssig mit dem Hebel 405 verbunden ist und bei einem Verstellen des Hebels 405 zusammen mit diesem bewegt wird. Über den Hebel 405 ist das Stellelement 44 somit mit dem Stellantrieb 40 verbunden.
An den Bund 441 schließt der Nocken 440 an, der im Querschnitt quer zu einer Schwenkachse D (siehe Fig. 13), um die das Stellelement 44 schwenkbar an dem Träger 41 angeordnet ist, asymmetrisch geformt ist. Der Nocken 440 ist mit einer ersten Seite dem einen Schaltelement 430 und mit einer gegenüberliegenden, zweiten Seite dem anderen Schaltelement 431 zugewandt, wie dies aus Fig. 1 1 A und 1 1 B ersichtlich ist. Der Nocken 440 ist hierbei an Orten X1 , X2 mit
den Schaltelementen 430, 431 in Anlage, wobei diese Orte X1 , X2 bei einem Verschwenken des Nockens 440 entlang der Kontur des Nockens 440 wandern.
Fig. 1 1A zeigt die Schalteinrichtung 4 in einem Freilaufzustand, in dem die Schaltelemente 430, 431 weitestgehend einander angenähert sind und nicht innenseitig in Anlage mit dem Bremstopf 42 sind. Der Bremstopf 42 kann somit frei gegenüber den Schaltelementen 430, 431 verdreht werden und wird nicht stationär zu dem Träger 41 gehalten. Durch Verschwenken des Nockens 440 können die Schaltelemente 430, 431 voneinander entfernt werden, wie dies in Fig. 1 1 B dargestellt ist, um die Schalteinrichtung 4 in den Bremszustand zu schalten.
Wie aus Fig. 12A bis 12E und der Querschnittansicht gemäß Fig. 13 ersichtlich ist, weist der Nocken 440 entlang seiner Kontur unterschiedliche Abschnitte A1 -A5, B1-B5 auf, die unterschiedlichen Schaltzuständen der Schalteinrichtung 4 zugeordnet sind.
So weist der Nocken 440 beidseitig je einen geradlinig erstreckten Abschnitt A2, B2 auf, der dem Freilaufzustand zugeordnet ist (siehe Fig. 12B). An diesen geradlinig erstreckten Abschnitten A2, B2 liegen die Schaltelemente 430, 431 an, wenn sich die Schalteinrichtung 4 in dem Freilaufzustand befindet und die Schaltelemente 430, 431 somit weitestmöglich einander angenähert sind.
An Enden 01 , 02, die sich diametral zur Schwenkachse D gegenüberliegen, schließen an diese Abschnitte A2, B2 Abschnitte A1 , B1 an, die ebenfalls dem Freilaufzustand zugeordnet sind und einem Kreisbogen mit konstantem Radius um die Schwenkachse D folgen (siehe Fig. 12A). Diese Abschnitte A1 , B1 dienen dazu, bei Verschwenken des Nockens 440 in Richtung des Freilaufzustand es zu vermeiden, dass bei Überdrehen über die Abschnitte A2, B2 hinaus die Schaltelemente 430, 431 wiederum geweitet werden. Gelangen die Abschnitte A1 , B1 mit den Schaltelementen 430, 431 in Anlage, beispielsweise wenn der Stellantrieb 40 bis hin zu einem Anschlag in Richtung des Freilaufzustands verstellt wird, so bleiben die Schaltelemente 430, 431 in ihrer einander angenäherten Position. Über die Abschnitte A1 , B1 wird die dem Freilaufzustand zugeordnete Kontur des Nockens 440 somit verlängert.
Am anderen Ende schließt an den geradlinig erstreckten Abschnitt A2, B2 an jeder Seite jeweils ein einer Ellipse folgender Abschnitt A3, B3 an, der dem Bremszustand
zugeordnet ist (siehe Fig. 12C). Bei Verschwenken des Nockens 440 in die Stellrichtung S gelangt der Nocken 440 mit den elliptischen Abschnitten A3, B3 in Anlage mit den Schaltelementen 430, 431 , was dazu führt, dass die Schaltelemente 430, 431 bei Verschwenken des Nockens 440 kontinuierlich voneinander entfernt und in Anlage mit dem Bremstopf 42 gedrückt werden.
Die Schaltelemente 430, 431 gelangen hierbei zunächst bremsend in Anlage mit dem Bremstopf 42. Im Endbereich dieser Abschnitte A3, B3 ist die Anlage so fest, dass der Kupplungszustand erreicht ist und die Schaltelemente 430, 431 sperrend in Anlage mit dem Bremstopf 42 sind und den Bremstopf 42 somit stationär zu dem Träger 41 halten.
An diese Abschnitte A3, B3 schließen wiederum kreisbogenförmig geformte Abschnitte A4, B4 an, die einem Überhubzustand entsprechen (siehe Fig. 12D). Mit diesen Abschnitten A4, B4 gelangt der Nocken 440 in Anlage mit den Schaltelementen 430, 431 , wenn es zu einem Verschleiß im System kommt, beispielsweise an den Bremsbacken 434. Aufgrund der Kreisbogenform dieser Abschnitte A4, B4 wird die Bremskraft bei Anlage dieser Abschnitte A4, B4 an den Schaltelementen 430, 431 nicht weiter erhöht und sinkt gegebenenfalls sogar leicht ab. Die Abschnitte A5, B5 (siehe Fig. 12E) schließlich gelangen - zumindest in betriebsgemäßem Zustand der Schalteinrichtung 4 - nicht in Anlage mit den Schaltelementen 430, 431. Diese Abschnitte A5, B5 dienen als Freischnittabschnitte und sind so geformt, dass eine Kollision des Nockens 440 mit anderen Teilen der Schalteinrichtung 4 vermieden ist.
Wie aus Fig. 1 1 A und 1 1 B ersichtlich ist, sind die Orte X1 , X2, an denen der Nocken 440 mit den Schaltelementen 430, 431 in Anlage ist, radial mit Bezug auf die Schwenkachse 432, über die die Schaltelemente 430, 431 schwenkbar an dem Träger 41 angeordnet sind, zueinander beabstandet. Dies führt dazu, dass der Nocken 440 mit unterschiedlichen Hebelarmen auf die Schaltelemente 430, 431 einwirkt, und kann zudem bewirken, dass bei einem Verschwenken des Nockens 440 die Schaltelemente 430, 431 unterschiedlich weit ausgelenkt werden. Dies kann dazu führen, dass ein Schaltelement 430, 431 vor dem anderen Schaltelement 431 , 430 mit dem Bremstopf 42 in Anlage gelangt und die eingestellten Bremskräfte an den Schaltelementen 430, 431 unterschiedlich sind.
Aus diesem Grunde können insbesondere die Abschnitte A3, B3, die einem elliptischen Bogen folgen, so geformt sein, dass bei einem Verschwenken des Nockens 440 die Schaltelemente 430, 431 gleichförmig ausgelenkt werden. Zudem kann vorgesehen sein, die Längen L1 , L2 der geradlinig erstreckten Abschnitt A2, B2 (gemessen von den diametral gegenüberliegenden Enden 01 , 02) unterschiedlich auszubilden (siehe Fig. 13). Durch geeignete Wahl der Längen L1 , L2 kann eine gleichförmige Bewegung beim Schalten der Schaltelemente 430, 431 erhalten werden. Der Nocken 440 kann im Querschnitt quer zur Schwenkachse D asymmetrisch geformt sein, wie dies aus Fig. 13 ersichtlich ist. Abschnittsweise kann hierbei jedoch eine Punktsymmetrie vorliegen. So können beispielsweise die Abschnitte A3, B3 in einem Ausführungsbeispiel punktsymmetrisch zueinander sein, mit Bezug auf die Schwenkachse D. Zudem ist auch denkbar und möglich, die Abschnitte A1 , B1 , A2, B2 und/oder A4, B4 punktsymmetrisch zueinander auszubilden.
Der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke ist nicht auf die vorangehend geschilderten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern lässt sich grundsätzlich auch in gänzlich andersgearteter Weise verwirklichen.
Durch geeignete Formgebung des Nockens kann eine vorteilhafte Verstellbewegung an den Schaltelementen erreicht werden, die insbesondere gleichförmig zum Bereitstellen einer gleichen Bremskraft bei Anlage der Schaltelemente an dem Bremstopf sein kann. Eine Schalteinrichtung der hier beschriebenen Art kann an ganz unterschiedlichen Versteileinrichtungen zum Verstellen zweier Fahrzeugteile zueinander Verwendung finden. Ein Türantrieb, wie er vorangehend beschrieben worden ist, stellt in diesem Zusammenhang nur ein mögliches Beispiel für einen Einsatz einer derartigen Schalteinrichtung dar. Grundsätzlich kann die Schalteinrichtung überall dort eingesetzt werden, wo Getriebeteile im Rahmen einer Versteileinrichtung oder einer Feststelleinrichtung in einem Fahrzeug miteinander zu koppeln sind.
Bezugszeichenliste
1 Fahrzeug
10 Karosserie
1 1 Fahrzeugtür
110 Türinnenraum
1 1 1 Türscharnier
2 Vorrichtung
20 Gelenk
21 Verstellteil (Fangband)
210, 21 1 Ende
212 Befestigungseinrichtung
213 Öffnung
214 Führungsbahn
215 Lauffläche
22 Flexibles Kraftübertragungselement (Zugseil)
22A, 22 B Seilabschnitt
223 Seilnippel
23 Einsteileinrichtung
24 Seiltrommel
240 Öffnung
241 Seilrille
242, 243 Laufring
244, 245 Befestigungseinrichtung (Nippelkammer) 3 Antriebseinrichtung
30 Getriebe
31 Hohlrad
312 Innenverzahnung
318 Lagerabschnitt
32 Planetenradstufe
320 Trägerelement
321 Planetenräder
322 Drehachse
326 Sonnenrad
327 Hohlwelle
328 Stirnrad
34 Welle
7 Motorwelle 70 Antriebsmotor
71 Antriebsschnecke
8 Gehäuse
380 Seiltrommelgehäuse
Schalteinrichtung
0 Stellantrieb
00 Antriebsschnecke
401 , 402 Ritzel
403 Welle
404 Stellelement
405 Hebel
406 Öffnung
41 Träger
42 Bremstopf
420 Bremsfläche
430, 430 Schaltelemente (Bremsbacken)
432 Schwenkachse
433 Spannfedern
434 Bremsbelag
44 Stellelement
440 Nocken
441 Bund
442 Lagerschaft
A1-A5, B1 -B5 Abschnitt
D Schwenkachse
L Längsachse
L1 , L2 Länge
O Öffnungsrichtung
01 , 02 Ende
S Stellrichtung
V Verstellrichtung
X1 , X2 Ort
Claims
Patentansprüche
Schalteinrichtung (4) zum Herstellen einer Wirkverbindung zwischen zwei Getriebeteilen, mit
- einem Bremstopf (42),
- einem Träger (41 ), zu dem der Bremstopf (42) bewegbar ist,
- einem Paar von verstellbar an dem Träger (41 ) angeordneten Schaltelementen (430, 431 ) und
- einem mit einem Stellantrieb (40) verbundenen, um eine Schwenkachse (D) verschwenkbar an dem Träger (41 ) angeordneten Stellelement (44), das einen Nocken (440) zum Einwirken auf die Schaltelemente (430, 431 ) aufweist, wobei der Nocken (440) mit einer ersten Seite einem ersten der Schaltelemente (430, 431 ) und mit einer zweiten Seite einem zweiten der Schaltelemente (430, 431 ) zugewandt ist und durch Verschwenken des Stellelements (44) die Schaltelemente (430, 431 ) zum Schalten der Schalteinrichtung (4) relativ zum Bremstopf (42) bewegbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Nocken (440) an der ersten Seite und an der zweiten Seite je
- einen ersten Abschnitt (A2, B2), der im Querschnitt quer zur Schwenkachse (D) geradlinig erstreckt ist, und
- einen zu dem ersten Abschnitt (A2, B2) versetzten, zweiten Abschnitt (A3, B3), der im Querschnitt quer zur Schwenkachse (D) entlang eines Abschnitts einer Ellipse erstreckt ist,
aufweist.
Schalteinrichtung (4) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Nocken (440) in einem Freilaufzustand, in dem die Schaltelemente (430, 431 ) nicht bremsend mit dem Bremstopf (42) in Anlage sind, mit dem ersten Abschnitt (A2) der ersten Seite an dem ersten Schaltelement (430) und mit dem ersten Abschnitt (B2) der zweiten Seite an dem zweiten Schaltelement (431 ) anliegt.
Schalteinrichtung (4) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Nocken (440) in einem Bremszustand, in dem die Schaltelemente (430, 431 ) durch den Nocken (440) bremsend in Anlage mit dem Bremstopf (42) gedrückt werden, mit dem zweiten Abschnitt (A3) der ersten Seite an dem ersten Schaltelement (430) und mit dem zweiten Abschnitt (B3) der zweiten Seite an dem zweiten Schaltelement (431 ) anliegt.
Schalteinrichtung (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass an den zweiten Abschnitt (A3, B3) jeweils ein dritter Abschnitt (A4, B4) anschließt, der im Querschnitt quer zur Schwenkachse (D) entlang eines Kreisbogens erstreckt ist.
Schalteinrichtung (4) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Nocken (440) in einem Überhubzustand, in dem die Schaltelemente (430, 431 ) nach einem Verschleiß durch den Nocken (440) bremsend in Anlage mit dem Bremstopf (42) gedrückt werden, mit dem dritten Abschnitt (A4) der ersten Seite an dem ersten Schaltelement (430) und mit dem dritten Abschnitt (B4) der zweiten Seite an dem zweiten Schaltelement (431 ) anliegt.
Schalteinrichtung (4) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Abschnitt (A2) der ersten Seite und der erste Abschnitt (B2) der zweiten Seite parallel zueinander erstreckt sind.
Schalteinrichtung (4) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an den ersten Abschnitt (A2, B2) jeweils an einem von dem zweiten Abschnitt (A3, B3) abgewandten Ende (01 , 02) ein vierter Abschnitt (A1 , B1 ) anschließt, der im Querschnitt quer zur Schwenkachse (D) entlang eines Kreisbogens erstreckt ist.
Schalteinrichtung (4) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinrichtung (4), wenn der Nocken (44) mit vierten Abschnitt (A1 ) der ersten Seite des Nockens (440) an dem ersten Schaltelement (430) und mit dem vierten
Abschnitt (B1 ) der zweiten Seite des Nockens (440) an dem zweiten Schaltelement (431 ) anliegt, sich in einem Freilaufzustand befindet.
9. Schalteinrichtung (4) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das dem zweiten Abschnitt (A3) abgewandte Ende (01 ) des ersten Abschnitts (A2) der ersten Seite und das dem zweiten Abschnitt (B3) abgewandte Ende (02) des ersten Abschnitts (B2) der zweiten Seite sich diametral zur Schwenkachse (D) gegenüberliegen.
10. Schalteinrichtung (4) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Nocken (440) im Querschnitt quer zur Drehachse (D) asymmetrisch geformt ist.
1 1. Schalteinrichtung (4) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Abschnitt (A2) der ersten Seite und der erste Abschnitt (B2) der zweiten Seite im Querschnitt quer zur Schwenkachse (D) unterschiedliche Längen (L1 , L2) aufweisen.
12. Schalteinrichtung (4) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Nocken (440) im Querschnitt quer zur Drehachse (D) bezüglich zumindest des ersten Abschnitts (A2, B2) und des zweiten Abschnitts (A3,
B3) an der ersten Seite und an der zweiten Seite punktsymmetrisch geformt ist.
13. Schalteinrichtung (4) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltelemente (430, 431 ) an dem Träger (41 ) verschwenkbar sind.
14. Vorrichtung (2) zum manuellen und/oder elektromotorischen Verstellen oder Feststellen eines ersten Fahrzeugteils und eines zweiten Fahrzeugteils relativ zueinander, mit
- einem Verstellteil (21 ), das ein Gelenk (20) zum schwenkbaren Anordnen an dem ersten Fahrzeugteil aufweist, wobei das Verstellteil (21 ) derart an dem ersten Fahrzeugteil anzuordnen ist, dass bei einem Verstellen der Fahrzeugteile zueinander sich das Verstellteil (21 ) relativ zu dem zweiten Fahrzeugteil bewegt, - einem an dem zweiten Fahrzeugteil anzuordnenden Abtriebselement (24), das mit dem Verstellteil (21 ) in Wirkverbindung steht und zum Bewegen des Verstellteils (21 ) relativ zu dem zweiten Fahrzeugteil antreibbar ist, und
- einer elektromotorische Antriebseinrichtung (3) zum Antreiben des Abtriebselements (24), wobei die Antriebseinrichtung (3) einen Antriebsmotor und ein den Antriebsmotor (3) mit dem Abtriebselement (24) koppelndes
Getriebe aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (30) eine Schalteinrichtung (4) nach einem der vorangehenden
Ansprüche aufweist, wobei mittels der Schalteinrichtung (4) das Getriebe (30) zwischen
- einem Kopplungszustand, in dem der Antriebsmotor (370) mit dem Abtriebselement (24) gekoppelt ist,
- einem Freilaufzustand, in dem die Kopplung zwischen dem Antriebsmotor (370) und dem Abtriebselement (24) derart unterbrochen ist, dass das Abtriebselement (24) unabhängig von dem Antriebsmotor (370) bewegbar ist, und
- einem Bremszustand, in dem das Abtriebselement (24) unabhängig von dem Antriebsmotor (370) bewegbar ist, dabei aber gebremst wird,
schaltbar ist.
15. Vorrichtung (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (30) als Planetenradgetriebe ausgebildet ist.
16. Vorrichtung (2) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Planetenradgetriebe mit
- einem Gehäuseabschnitt (38),
- einer Planetenradstufe (32), die ein Trägerelement (320) und mindestens ein an dem Trägerelement (320) angeordnetes Planetenrad (321 ) aufweist,
- einem Hohlrad (31 ), das mit dem mindestens einen Planetenrad (321 ) in Verzahnungseingriff steht, und
- einem antreibbaren Antriebselement (328)
ausgebildet ist, wobei auf das Abtriebselement (24) über die Planetenradstufe (32) durch Antreiben des Antriebselements (328) eine Verstellkraft übertragbar ist.
17. Vorrichtung (2) nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Bremstopf (42) mit dem Hohlrad (31 ) verbunden ist.
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