Title:
Schalteinrichtung zum Herstellen einer Wirkverbindung zwischen zwei Getriebeteilen
Kind Code:
A1


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.




Inventors:
Rietdijk, Dalibor (35584, Wetzlar, DE)
Application Number:
DE102016218586A
Publication Date:
03/29/2018
Filing Date:
09/27/2016
Assignee:
Brose Fahrzeugteile GmbH & Co. Kommanditgesellschaft, Bamberg, 96052 (DE)
Domestic Patent References:
DE102015215627A1N/A2017-02-23
DE102014211138A1N/A2015-12-17
DE7706162U1N/A1977-06-08
DE874861CN/A1953-04-27



Foreign References:
GB963101A1964-07-08
12751331918-08-06
49325051990-06-12
JP2000329167A2000-11-28
Attorney, Agent or Firm:
Maikowski & Ninnemann Patentanwälte Partnerschaft mbB, 10707, Berlin, DE
Claims:
1. 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.

2. 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.

3. 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.

4. 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.

5. 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.

6. 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.

7. 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 (O1, O2) ein vierter Abschnitt (A1, B1) anschließt, der im Querschnitt quer zur Schwenkachse (D) entlang eines Kreisbogens erstreckt ist.

8. 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 (O1) des ersten Abschnitts (A2) der ersten Seite und das dem zweiten Abschnitt (B3) abgewandte Ende (O2) 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.

11. 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.

Description:

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:

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;

2 eine Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zum Verstellen und Feststellen zweier Fahrzeugteile relativ zueinander, mit einem einstufigen Planetenradgetriebe;

3 eine Ansicht der Vorrichtung ohne ein Gehäuse; und

4 eine Ansicht der Planetenradstufe des Planetenradgetriebes.

5 eine Ansicht einer Baugruppe der Vorrichtung mit einem Verstellteil, einem an dem Verstellteil angeordneten Zugseil und einer mit dem Zugseil verbundenen Seiltrommel;

6 eine gesonderte Ansicht der Seiltrommel;

7 eine gesonderte Ansicht der Seiltrommel mit daran angeordnetem Zugseil;

8A eine Ansicht einer Schalteinrichtung zum Schalten des Getriebes, in einem Kopplungszustand;

8B eine Ansicht der Schalteinrichtung, in einem Bremszustand;

8C eine Ansicht der Schalteinrichtung, in einem Freilaufzustand;

9 eine Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer Schalteinrichtung zum Schalten des Getriebes, mit einem einen Nocken aufweisenden Stellelement zum Verstellen von Schaltelementen an einem Träger;

10 eine gesonderte Ansicht des Stellelements zusammen mit einem Hebel eines Stellantriebs;

11A eine Draufsicht auf die Schalteinrichtung, in einem Freilaufzustand;

11B die Schalteinrichtung, in einem Bremszustand;

12A eine Ansicht des Stellelements, darstellend einen dem Freilaufzustand zugeordneten Abschnitt am Nocken;

12B eine Ansicht des Stellelements, darstellend einen geradlinig erstreckten, dem Freilaufzustand zugeordneten Abschnitt am Nocken;

12C eine Ansicht des Stellelements, darstellend einen dem Bremszustand zugeordneten Abschnitt am Nocken;

12D eine Ansicht des Stellelements, darstellend einen einem Überhubzustand zugeordneten Abschnitt am Nocken;

12E eine Ansicht des Stellelements, darstellend einen Freischnittabschnitt am Nocken;

13 eine Querschnittsansicht des Nockens des Stellelements; und

14 eine perspektivische Ansicht des Stellelements.

1 zeigt eine schematische Ansicht eines Fahrzeugs 1 mit einer Fahrzeugkarosserie 10 und einer um einen Türscharnier 111 gelenkig an der Fahrzeugkarosserie 10 angeordneten Fahrzeugtür 11, 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 11 wirkt eine Vorrichtung 2, die ein Verstellteil 21 in Form eines Fangbands aufweist und zum Feststellen und/oder Verstellen der Fahrzeugtür 11 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 11 relativ zu der Fahrzeugtür 11. Das Verstellteil 21 ragt hierzu mit einem Ende 211 in einen Türinnenraum 110 der Fahrzeugtür 11 hinein und bewegt sich bei einem Verstellen der Fahrzeugtür 11 in diesem Türinnenraum 110.

Perspektivische Ansichten eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung 2 dieser Art sind in 2 bis 8A8C 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 211 erstreckt sich das Verstellteil 21 in den Türinnenraum 110 der Fahrzeugtür 11 hinein. Das Verstellteil 21 steht hierbei mit der Fahrzeugtür 11 in Wirkverbindung, um die Fahrzeugtür 11 in einer eingenommenen Verstellposition relativ zu der Fahrzeugkarosserie 10 festzustellen und/oder eine elektromotorische oder manuelle Verstellung der Fahrzeugtür 11 relativ zur Fahrzeugkarosserie 10 zu ermöglichen.

Der grundlegende Aufbau einer die Wirkverbindung zwischen den Fahrzeugteilen 10, 11 herstellenden Baugruppe dieser Vorrichtung 2 ist in 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 Einstelleinrichtung 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 6 ersichtlich, eine nach Art einer Gewinderille um die Seiltrommel 24 umlaufende Seilrille 241 auf, in der die Abschnitte 22A, 22B einliegen. 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, 11 zueinander bewegt werden können. Alternativ kann über die Seiltrommel 24 auch – bei einem manuellen Verstellen der Fertigteile 10, 11 zueinander – eine Bremswirkung bereitgestellt werden, um die Fahrzeugteile 10, 11 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 2 bis 8A8C 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 Planetenradstufe 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 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 8A bis 8C) einer Schalteinrichtung 4 angeordnet sind, die – angetrieben über einen Stellantrieb 40 und ein Schaltgetriebe 400405 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 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 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 (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 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 (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, 11 zueinander bewirkt werden, beispielsweise wenn bei manueller Verstellung die Fahrzeugtür 11 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 11 gebremst werden.

In dem Freilaufzustand (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 11 unabhängig vom Antriebsmotor 370 möglich.

Wie aus 8A bis 8C ersichtlich, sind die Bremsbacken 430, 431 über Vorspannelemente 433 in Form von Zugfedern in Richtung ihrer Freilaufstellung ( 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 11 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 11 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 11 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 11 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.

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 10 in Zusammenschau mit 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 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 11A und 11B 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.

11A 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 11B dargestellt ist, um die Schalteinrichtung 4 in den Bremszustand zu schalten.

Wie aus 12A bis 12E und der Querschnittansicht gemäß 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 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 O1, O2, 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 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 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 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 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 11A und 11B 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 O1, O2) unterschiedlich auszubilden (siehe 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 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 Verstelleinrichtungen 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 Verstelleinrichtung oder einer Feststelleinrichtung in einem Fahrzeug miteinander zu koppeln sind.

Bezugszeichenliste

1
Fahrzeug
10
Karosserie
11
Fahrzeugtür
110
Türinnenraum
111
Türscharnier
2
Vorrichtung
20
Gelenk
21
Verstellteil (Fangband)
210, 211
Ende
212
Befestigungseinrichtung
213
Öffnung
214
Führungsbahn
215
Lauffläche
22
Flexibles Kraftübertragungselement (Zugseil)
22A, 22B
Seilabschnitt
223
Seilnippel
23
Einstelleinrichtung
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
37
Motorwelle
370
Antriebsmotor
371
Antriebsschnecke
38
Gehäuse
380
Seiltrommelgehäuse
4
Schalteinrichtung
40
Stellantrieb
400
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 S
chwenkachse
L
Längsachse
L1, L2
Länge
O
Öffnungsrichtung
O1, O2
Ende
S
Stellrichtung
V
Verstellrichtung
X1, X2
Ort

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG

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Zitierte Patentliteratur

  • DE 102015215627 [0004]