DE10318674A1

DE10318674A1 - Betätigungseinrichtung

Info

Publication number: DE10318674A1
Application number: DE2003118674
Authority: DE
Inventors: Andreas Dipl.-Ing. Binder (FH); Henrik Dr.-Ing. Brehler; Axel Dipl.-Ing. Gerhard (FH); Jörg Dipl.-Ing. Hillen (FH); Stephan Neumann; Thomas Dr.rer.nat. Reif; Andreas Dipl.-Ing. Ritter (FH); Heiko Dipl.-Ing. Schilken (FH); Christian Dipl.-Ing. Schindlatz (FH); Mark Dipl.-Ing. Schmidt (FH); Matthias Dipl.-Ing. Jumpertz (FH)
Original assignee: Stabilus GmbH
Current assignee: Stabilus GmbH
Priority date: 2003-04-24
Filing date: 2003-04-24
Publication date: 2004-11-25
Anticipated expiration: 2023-04-25
Also published as: DE10318674B8; DE10318674B4

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Betätigungseinrichtung für ein an einem Basisteil entgegen einer Federkraft bewegbar antreibbares Bauteil, mit einem Antriebsmotor zum Antrieb des bewegbaren Bauteils, durch den während des Antriebs über eine Kupplung eine Seiltrommel 27 entgegen einer Drehfederkraft drehbar antreibbar und auf die Seiltrommel 27 ein Seil aufwickelbar ist, dessen eines Ende mit der Seiltrommel 27 und dessen anderes Ende mit dem bewegbaren Bauteil verbunden ist. Die Kupplung weist ein Antriebskupplungsrad 12 auf, das um eine Drehachse 5 drehbar gelagert und von dem Antriebsmotor in der einen Drehrichtung 6 drehbar antreibbar ist. Dabei ist das Antriebskupplungsrad 12 durch einen Antrieb in diese eine Drehrichtung 6 in ein Mitnehmerkupplungsrad 21 der Seiltrommel 27 dieses um die Drehachse 5 drehend antreibend einkuppelbar.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Betätigungseinrichtung für ein an einem Basisteil entgegen einer Federkraft bewegbar antreibbaren Bauteil, mit einem Antriebsmotor zum Antrieb des bewegbaren Bauteils, durch den während des Antriebs über eine Kupplung eine Seiltrommel entgegen einer Drehfederkraft drehbar antreibbar und auf die Seiltrommel ein Seil aufwickelbar ist, dessen eines Ende mit der Seiltrommel und dessen anderes Ende mit dem bewegbaren Bauteil verbunden ist.

Bei einer derartigen Betätigungseinrichtung ist es bekannt durch eine elektromotorisch schaltbare Kupplung eine Antriebsverbindung von einem Antriebsmotor über eine Getriebestufe zu einer Seiltrommel herzustellen. Eine derartige elektromotorische schaltbare Kupplung ist aufwendig und teuer sowie defektanfällig.

Aufgabe der Erfindung ist es daher eine Betätigungseinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die einfach und kostengünstig aufgebaut ist und ein hohes Maß an Defektunauffälligkeit aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Kupplung ein Antriebskupplungsrad aufweist, das um eine Drehachse drehbar gelagert und von dem Antriebsmotor in der einen Drehrichtung drehbar antreibbar ist, wobei das Antriebskupplungsrad durch einen Antrieb in diese eine Drehrichtung in ein Mitnehmerkupplungsrad der Seiltrommel dieses um die Drehachse drehend antreibend einkuppelbar ist.

Durch diese Ausbildung ist kein besonderer Antrieb für die Kupplung erforderlich, da der Drehantrieb des Antriebskupplungsrades, durch den auch der Drehantrieb der Seiltrommel erfolgt, gleichzeitig eine selbsttätige Kupplungsverbindung des Antriebskupplungsrades zur Seiltrommel herstellt.

In einfacher mechanischer Ausgestaltung mit hoher Funktionssicherheit kann das Antriebskupplungsrad aus einer von dem Mitnehmerkupplungsrad entkuppelten Entkupplungsstellung entgegen einer Federkraft axial in eine mit dem Mitnehmerkupplungsrad verbindende Einkupplungsstellung bewegbar antreibbar sein, wobei die das Antriebskupplungsrad beaufschlagende Federkraft dafür sorgt, daß die Kupplung immer geöffnet ist, wenn kein Antrieb des bewegbaren Bauteils erfolgt.

Dazu kann in einfacher und bauraumsparender Weise das Antriebskupplungsrad von einer Druckfeder, insbesondere von einer vorgespannten Schraubendruckfeder in Entkupplungsrichtung federbeaufschlagt sein.

Zu einem schlupffreien und auch höhere Kräfte übertragenden Antrieb ist die Kupplung vorzugsweise eine formschlüssige Kupplung, bei der insbesondere Antriebskupplungsrad und Mitnehmerkupplungsrad axial einander zugewandte Stirnverzahnungen aufweisen, die in der Einkupplungsstellung ineinander eingreifen.

Eine Ausbildung sehr einfachen Aufbaus und großer Funktionssicherheit wird dadurch erreicht, daß das Antriebskupplungsrad um einen bestimmten Drehwinkel frei drehbar und koaxial zu einem von dem Antriebsmotor in die eine Drehrichtung drehbar antreibbaren Antriebsrad angeordnet ist, wobei Antriebskupplungsrad und Antriebsrad über ein oder mehrere sich etwa konzentrisch zur Drehachse erstreckende Rampen aneinander abgestützt sind, die entgegen der einen Drehrichtung axial ansteigend ausgebildet sind.

Dabei ergibt sich eine geringe Baugröße, wenn das Antriebsrad etwa topfartig ausgebildet ist und an seinem Bodenbereich die Rampen aufweist, an denen das axial in die Topföffnung des Antriebsrads ragende Antriebs kupplungsrad über jeder Rampe zugeordnete Abstützelemente axial abgestützt ist, wobei die Abstützelemente radial von dem Antriebskupplungsrad hervorstehende Abstützstifte sein können.

Zur einfachen Begrenzung der Drehbewegung des Antriebskupplungsrades auf dem für den Kupplungsvorgang erforderlichen Drehwinkel kann das Antriebskupplungsrad durch Anschläge begrenzt um den bestimmten Drehwinkel frei drehbar zum Antriebsrad angeordnet sein.

Sind die Anschläge am Antriebsrad radial in dessen Topföffnungen ragend in der Ebene der Abstützelemente angeordnet und die Abstützelemente bei Drehung des Antriebsrads in der einen Drehrichtung an den Anschlägen anschlagbar, so besitzen die Abstützelemente die Doppelfunktion zum Anheben des Antriebskupplungsrades und zu dessen Drehwinkelbgrenzung.

Das Antriebsrad ist vorzugsweise ein Antriebszahnrad und über ein Getriebe von dem Antriebsmotor insbesondere von einem Gleichstrommotor drehbar antreibbar.

Um eine Zerstörung der Bauteile der Betätigungseinrichtung zu vermeiden, wenn eine der Schließrichtung entgegenwirkend hohe Kraft auf die Betätigungseinrichtung einwirkt, kann zwischen dem Antriebskupplungsrad und dem Mitnehmerkupplungsrad eine Überlastschutzeinrichtung angeordnet sein, durch die bei Überschreitung einer bestimmten Verstellkraft zum Bewegen des bewegbaren Teils Antriebskupplungsrad und Mitnehmerkupplungsrad voneinander trennbar sind.

Dazu kann in einfacher Weise das Mitnehmerkupplungsrad axial von einer Federkraft gegen eine oder mehrere drehfest mit der Seiltrommel verbundene, konzentrisch zur Drehachse sich erstreckende Rampen beaufschlagen und durch Verdrehung in die eine Drehrichtung bei unverdrehbarer Seiltrommel in Einkupplungsrichtung bewegbar sein. Die bestimmte Verstellkraft ergibt sich dabei durch die Federkraft. Bei einer Drehblockierung der Seiltrommel wird durch den Drehantrieb des Antriebskupplungsrades auch das Mitnehmerrad gedreht. Da aber die Seiltrommel blockiert ist, wird das Mitnehmerrad auf den Rampen gleitend entgegen der Federkraft außer Eingriff von dem Antriebskupplungsrad gehoben.

In einfacher Ausbildung kann dabei das Mitnehmerkupplungsrad auf einem drehfest mit der Seiltrommel verbundenen Zapfen frei drehbar und axial verschiebbar gelagert sein sowie von einer Druckfeder in Kupplungsschließrichtung axial gegen die an einem drehfest mit der Seiltrommel verbundenen Flansch angeordneten Rampen beaufschlagt sein.

Weist das Mitnehmerkupplungsrad ein oder mehrere die Rampen bildende konzentrisch zu Drehachse angeordnete, axial zum Flansch gerichtete trapezartig sich verjüngende Ansätze auf und ist der Flansch mit den Ansätzen entsprechenden und in gleicher Weise konzentrisch zur Drehachse angeordneten trapezartige Ausnehmungen ausgebildet, so wird bei in die Ausnehmungen eingerasteten Ansätzen gleichzeitig eine bestimmte Zuordnung des Mitnehmerkupplungsrades zur Seiltrommel sichergestellt. Liegt keine die Seiltrommel blockierende Kraft vor, so bilden die in die Ausnehmungen eingerasteten Ansätze eine formschlüssige Drehverbindung zwischen Mitnehmerkupplungsrad und Antriebskupplungsrad.

In bauraumsparender Weise kann die Druckfeder eine Tellerfeder oder ein Tellerfederpaket sein.

Ist das bewegbar antreibbare Bauteil von größerer Dimension, ist es von Vorteil, wenn auf die Seiltrommel zwei Seile aufwickelbar sind, deren jeweils eines Ende mit der Seiltrommel und deren jeweils anderes Ende mit dem bewegbaren Bauteil verbunden ist.

Um dabei eine gleiche Kraftbeaufschlagung an beiden Seiten auch dann sicher zu stellen, wenn es im Laufe der Zeit zu unterschiedlichen Längun gen der Seile kommt, können die Enden der beiden Seile über eine Seillängenausgleichseinrichtung mit der Seiltrommel verbunden sein.

Zu einem einfachen Aufbau führt es dabei, wenn die Seillängenausgleichseinrichtung zwei etwa radial zur Drehachse sich erstreckende Ausgleichsglieder aufweist, die als jeweils um zur Drehachse parallele Schwenkachsen frei schwenkbare zweiarmige Hebel ausgebildet sind und an deren radial äußeren Enden jeweils ein Ende eines Seils befestigt und deren radial innere Enden um einen bestimmten Schwenkwinkel frei zueinander schwenkbar miteinander verbunden sind.

Dazu kann das radial innere Ende des einen Ausgleichsglieds klauenartig ausgebildet sein und das zapfenartig ausgebildete radial innere Ende des anderen Ausgleichsglieds eine relativ freie Schwenkbarkeit der beiden Ausgleichsglieder um einen bestimmten Schwenkwinkel erlaubend umgreifen.

Vorzugsweise erstrecken sich die Ausgleichsglieder etwa diametral zur Drehachse.

Um zu vermeiden, daß ein sich im Bewegungsweg des bewegbaren Bauteils befindliches Hindernis eingeklemmt und beschädigt wird, kann durch eine Hinderniserkennung ein eine Schließbewegung des bewegbaren Bauteils behindernder Widerstand erfaßbar und ein entsprechendes Widerstandssignal einer Elektronik zuführbar sein, durch die der Antrieb des Antriebsmotors in der einen Drehrichtung anhaltbar ist.

Ein solches Hindernis können Körperteile einer Person, insbesondere eines Kindes sein.

Um ein derartiges eingeklemmtes Hindernis sofort wieder freigeben zu können, kann durch die Elektronik bei Erhalt eines Widerstandssignals der Antriebsmotor um einen bestimmten Drehwinkel entgegen der einen Drehrichtung drehend umschaltbar sein.

Dadurch kann sich die Kupplung lösen und das bewegbare Bauteil durch die es beaufschlagende Federkraft in entgegengesetzte Richtung bewegt werden.

Dazu kann die Hinderniserkennung einen die jeweilige Drehposition der Seiltrommel erfassenden Drehpositionssensor, insbesondere ein Potentiometer aufweisen, durch den ein entsprechendes Drehpositionssignal erzeugbar und der Elektronik zuführbar sowie in der Elektronik die zum Erreichen der jeweiligen Drehposition tatsächlich benötigte Laufzeit mit einer bestimmten vorgegebenen Laufzeit zum Erreichen der jeweiligen Drehposition vergleichbar ist, wobei bei Überschreitung der vorgegebenen Laufzeit durch die tatsächliche Laufzeit ein Widerstandssignal erzeugbar ist.

Erfolgt eine Bewegung des bewegbaren Bauteils nicht durch den Antriebsmotor sondern durch manuelle Kraftbeaufschlagung, ist es von Vorteil, wenn die Seiltrommel entgegen der Drehfederkraft einer Torsionsfeder von dem Antriebsmotor drehbar antreibbar und so das Seil auf die Seiltrommel aufwickelbar ist.

Dazu kann in bauraumsparender Ausbildung die Torsionsfeder eine Schenkelfeder sein, die mit ihrem einen Ende ortsfest und mit ihrem anderen Ende in einem radialen Abstand zur Drehachse an der Seiltrommel angeordnet ist.

Eine Führung des Seils oder der Seile kann dadurch erreicht werden, daß das Seil oder die Seile die in der Hülle oder den Hüllen eines Bowdenzugs oder von Bowdenzügen verschiebbare Seele ist oder Seelen sind.

Besonders vorteilhaft anwendbar ist die Betätigungseinrichtung, wenn das Basisteil ein feststehendes Karosserieteil und das bewegbar antreibbare Bauteil eine bewegbare Klappe oder eine verschiebbare Tür eines Kraftfahrzeugs ist.

Bauraumsparend ist es dabei, wenn Antriebsmotor, Kupplung und Seiltrommel eine Baueinheit bilden, die z.B. unter der Hutablage in einem Kraftfahrzeug eingebaut sein kann..

Eine weitere bauraumsparende Integration kann dadurch erreicht werden, daß die Baueinheit die Überlastschutzeinrichtung und/oder die Seillängenausgleichseinrichtung und/oder die Hinderniserkennung aufweist.

Die Federkraft, entgegen der das bewegbare Bauteil von dem Antriebsmotor bewegbar antreibbar ist, kann die Federkraft einer Gasfeder oder einer Schraubendruckfeder sein.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen
1 eine Explosionsdarstellung einer Betätigungseinrichtung
2 eine Seitenansicht der Betätigungseinrichtung nach 1
3 eine Draufsicht der Betätigungseinrichtung nach 1
4 eine Schnittansicht der Betätigungseinrichtung entlang der Linie IV – IV in 2
5 eine Schnittansicht der Betätigungseinrichtung entlang der Linie V – V in 2.
Die dargestellte Betätigungseinrichtung dient zum Schließen einer durch z. B. eine Gasfeder oder eine Schraubenfeder öffenbaren Heckklappe eines Kraftfahrzeugs.
Von einem Motorritzel 2 eines reversierbaren Gleichstrommotors 1 ist über ein Zwischenrad 3 ein Antriebszahnrad 4 um eine Drehachse 5 in eine erste Drehrichtung 6 drehbar antreibbar.
Das Antriebszahnrad 4 ist in einem Gehäuseunterteil 7 auf einer Lagerhülse 11 drehbar gelagert und etwa topfartig ausgebildet. An dem Bodenbereich der Topföffnung 8 des Antriebszahnrads 4 sind entlang der Topfwandung gleichmäßig am Umfang verteilt vier sich konzentrisch zur Drehachse 5 umlaufend erstreckende Rampen 9 angeordnet, die entgegen der Drehrichtung 6 axial ansteigen.
An den Übergängen von einer zur anderen Rampe 9 besitzt das Antriebszahnrad 4 radial in die Topföffnung 8 ragende Anschläge 10.
In die Topföffnung 8 hineinragend ist ein ringförmiges Antriebskupplungsrad 12 um die Drehachse 5 drehbar sowie axial verschiebbar angeordnet, das am Umfang gleichmäßig verteilt vier radial hervorstehende Abstützstifte 13 besitzt, die radial in dem Bereich der Anschläge 10 und der Rampen 9 ragen und über die das Antriebskupplungsrad 12 axial auf den Rampen 9 aufliegt.
Auf radial in das Innere des Antriebskupplungsrads 12 ragenden Abstützzapfen 14 liegt ein Gleitring 15 auf, der von einer Schraubendruckfeder 16 druckbeaufschlagt ist und das Antriebskupplungsrad 12 mit seinen Abstützstiften 13 gegen die Rampen 9 beaufschlagt.
Durch die Anschläge 10 begrenzt, an denen die Abstützstifte 12 zum Anschlag gelangen, kann sich das Antriebskupplungsrad 12 um etwa 90° relativ zum Antriebszahnrad 4 verdrehen.
In die Lagerhülse 11 ragt ein Zapfen 18, der an seinem oberen Ende einen radial sich erstreckenden Lagerflansch 19 besitzt, an dem die Schraubendruckfeder 16 axial abgestützt ist. Der Zapfen 18 ist frei drehbar aber gegen axiale Verschiebung gesichert in der Lagerhülse 11 angeordnet.
Der Lagerflansch 19 besitzt an seiner Oberseite einen konzentrischen Lagerring 20, auf dem ein ringförmiges Mitnehmerkupplungsrad 21 sowohl drehbar als auch axial verschiebbar angeordnet ist. Das Mitnehmerkupplungsrad 21 besitzt an seiner dem Antriebskupplungsrad 12 axial zugewandten Stirnseite eine Stirnverzahnung 23, die in eine ihr zugewandte entsprechende Stirnverzahnung 22 des Antriebskupplungsrades 12 eingreifbar ist.
Durch ein Tellerfederpaket 24 ist das Mitnehmerkupplungsrad 21 zur Anlage am Lagerflansch 19 in Richtung auf das Antriebskupplungsrad 12 federbeaufschlagt und ragt mit an seiner dem Lagerflansch 19 zugewandten Seite axial hervorstehenden trapezartig sich verjüngenden Ansätzen 25 in entsprechende trapezartige Ausnehmungen 26 im Lagerflansch 19, so daß eine formschlüssige drehfeste Verbindung zwischen diesen beiden Teilen gebildet ist.
Das Tellerfederpaket 24 ist mit seiner dem Antriebskupplungsrad 12 abgewandten Seite axial an der Stirnseite einer Seiltrommel 27 abgestützt, die mittels einer Zentrierschraube 28 koaxial fest mit dem Lagerflansch 19 verbunden ist, wobei das Mitnehmerkupplungsrad 21 und die Seiltrommel 27 mit dem Lagerflansch 19 relativ zueinander um die Drehachse 5 verdrehbar miteinander verbunden sind. Durch eine solche Relativverdrehung gleiten die in Umfangsrichtung gerichteten schrägen Seiten der trapezartigen Ansätze 25 rampenartig an den entsprechenden schrägen Seiten der trapezartigen Ausnehmungen 26 entlang und heben entgegen der vorgespannten Federkraft des Tellerfederpakets 24 die Ansätze 25 aus den Ausnehmungen 26, so daß die formschlüssige drehfeste Verbindung zwischen dem Mitnehmerkupplungsrad 21 und dem Lagerflansch 19 gelöst wird.
Die Seiltrommel 27 ist von einer als Schenkelfeder ausgebildeten Torsionsfeder 20 umschlossen, die mit ihrem einen Ende in einem radialen Abstand zur Drehachse 5 an der Seiltrommel 27 und mit ihrem anderen Ende an einem die Seiltrommel 27 umschließenden Gehäuseoberteil 17 angeordnet ist. Durch einen Drehantrieb der Seiltrommel 27 in die erste Drehrichtung 6 wird die Torsionsfeder 29 entspannt. Auf der dem Mitnehmerkupplungsrad 21 abgewandten Stirnseite der Seiltrommel 27 sind sich diametral gegenüberliegend zwei bogenförmige Aufwickelelemente 30 angeordnet, zwischen deren einander zugewandten Enden Lücken 31 freigelassen sind. In die Lücken 31 ragen die radial äußeren Enden 32 von als zweiarmigen Hebel ausgebildeten Ausgleichgliedern 33 und 34 einer Seil längenausgleichseinrichtung 35. Die Ausgleichsglieder 33 und 34 sind um zur Drehachse 5 parallele Schwenkachsen 36 und 37 frei schwenkbar, die sich entsprechend der Lücken 31 diametral gegenüberliegend zur Drehachse 5 angeordnet sind.
An den äußeren Enden 32 der Ausgleichsglieder 33 und 34 sind jeweils die einen Ende der Seelen 38 von Bowdenzügen 39 befestigt, die durch an ihren Enden fest abgestützte Hüllen 40 zu nicht dargestellten Scharnieren der Heckklappe geführt und dort mit ihren anderen Enden in einem radialen Abstand zur Schwenkachse der Heckklappe befestigt sind.
Das radial innere Ende 41 des Ausgleichsglieds 33 ist klauenartig ausgebildet und umgreift das zapfenartig ausgebildete innere Ende des Ausgleichsglieds 34 derart, daß eine relative freie Schwenkbarkeit der beiden sich normalerweise etwa diametral zur Schwenkachse 5 erstreckenden Ausgleichsglieder 33 und 34 um einen Schwenkwinkel von etwa 15° in jeder Schwenkrichtung ermöglicht. Darüber hinaus schlagen die seitlichen Flanken des zapfenartigen Endes 42 an den seitlichen Flanken des klauenartigen Endes 41 an.
Durch einen Drehantrieb der Seiltrommel 27 in Drehrichtung 6 werden die Seelen 38 der Bowdenzüge 39 auf Aufwickelelemente 30 aufgewickelt. Ist es im Laufe der Zeit zu einer ungleichmäßigen Längung der Seelen 38 gekommen, wird bei Beginn eines solches Aufwickelvorganges zum Zuziehen der Heckklappe zunächst an der längeren Seele 38 solange gezogen, bis sich an beiden Seelen 38 die gleiche Zugkraft einstellt und im weiteren ein symmetrisches Ziehen an den Seelen 38 erfolgt. Dabei erfolgt durch ein relatives Verschwenken der Ausgleichsglieder 33 und 34 zueinander ein Ausgleich der unterschiedlichen Längen der Seelen 38 und damit ein gleichmäßiges Zugbeaufschlagen an den Scharnieren der Heckklappe. Diese kann somit am Ende ihrer Zuziehbewegung symmetrisch in ein Schloß eingefahren werden.
Mit dem unteren Ende des Zapfens 18 ist ein Ritzel 43 drehfest verbunden, das in ein Sensorrad 44 eines als Potentiometer ausgebildeten Drehpositionssensors 45 eingreift und dieses bei Drehung der Seiltrommel 27 drehbar antreibt. Entsprechend der Drehposition der Seiltrommel 27 erzeugt der Drehpositionssensor 45 ein Drehpositionssignal und leitet dieses einer Elektronik 46 zu. In der Elektronik 46 wird dieses Ist-Drehpositionssignal mit einem Soll-Drehpositionssignal verglichen, das nach einer bestimmten Laufzeit des Drehantriebs durch den Gleichstrommotor 1 von der Seiltrommel 27 hätte erreicht werden müssen. Ist nach der bestimmten Laufzeit des Gleichstrommotors 1 die Soll-Drehposition noch nicht erreicht, weil dies durch ein Hindernis verhindert wird, wird von der Elektronik 46 damit das Hindernis erkannt und ein Widerstandssignal erzeugt sowie dem Gleichstrommotor 1 zugeleitet, um diesen abzuschalten und dann um einen bestimmten Winkel zur Freigabe des Hindernisses reversiert anzutreiben.
Die Betätigungseinrichtung funktioniert wie folgt.
Durch Einschalten des Gleichstrommotors 1 treibt dieser das Antriebszahnrad 4 an, das sich zunächst gegenüber dem Antriebskupplungsrad 12 in Drehrichtung 6 verdreht. Durch die Beaufschlagung der Schraubendruckfeder 16 befindet sich das Antriebskupplungsrad 12 in seiner am tiefsten in das Antriebszahnrad 4 eingetauchten Stellung. Durch die Drehung des Antriebszahnrads 12 gleiten die Abstützstifte 13 des Antriebskupplungsrades 12 an den Rampen 9 des Antriebszahnrades 4 entlang, so daß das Antriebskupplungsrad 12 entgegen der Beaufschlagung der Schraubendruckfeder 16 axial aus dem Antriebszahnrad 4 herausgehoben wird und mit seiner Stirnverzahnung 22 in die Stirnverzahnung 23 des Mitnehmerkupplungsrades 21 in Eingriff gelangt.
Sobald die Abstützstifte 13 die Anschläge 10 erreicht haben, wird von der Drehbewegung des Antriebszahnrads 4 das Antriebskupplungsrad 12 drehend mitgenommen, das wiederum das Mitnehmerkupplungsrad 12 und mit diesem die Seiltrommel 27 drehend mitnimmt. Diese wickelt die Seelen 38 auf die Aufwickelelemente 30 auf und bewegt so die Heckklappe aus ihrer Offenstellung in ihre Schließstellung.
Wenn eine der Schließrichtung entgegenwirkende hohe Kraft auf das System einwirkt, tritt ein Überlastschutz in Kraft, bevor eine Zerstörung der Bauteile auftreten kann. Hierbei muß die Seiltrommel 27 in kurzer Zeit von dem Antrieb getrennt werden. In diesem Überlastfall kommt es zu einer Relativverdrehung der Seiltrommel 27 mit dem Lagerflansch 19 zu dem von dem Gleichstrommotor 1 über das Antriebszahnrad 4 und das Antriebskupplungsrad 12 angetriebene Mitnehmerkupplungsrad 21, wobei sich die Ansätze 25 entgegen der Federkraft des Tellerfederpakets 24 aus den Ausnehmungen 26 rampenartig herausbewegen und die formschlüssige Verbindung gelöst wird. Der Gleichstrommotor 1 treibt für eine gewisse Zeit weiter an und wird dann durch die Elektronik angehalten und um einen bestimmten Drehwinkel reversiert angetrieben, um dann ganz abgeschaltet zu werden.
Die Heckklappe kann auch manuell geschlossen werden. Bei einem solchen manuellen Schließvorgang besteht zwischen der Seiltrommel 27 und dem Gleichstrommotor 1 keine Verbindung, da die Stirnverzahnungen 22 und 23 von Antriebskupplungsrad 12 und Mitnehmerkupplungsrad 21 au ßer Eingriff voneinander sind. Damit ist das System durch einen manuellen Schließvorgang nicht beeinträchtigt. Um die Seelen 38 dabei auf die Aufwickelelemente 30 der Seiltrommel 27 aufzuwickeln, wird die Seiltrommel durch die Torsionsfeder 29 in die Drehrichtung 6 drehend abgetrieben. Die Torsionsfeder 29 ersetzt somit einen Antrieb durch den Gleichstrommotor 1 bezüglich des Aufwickelvorganges.

1: Gleichstrommotor
2: Motorritzel
3: Zwischenrad
4: Antriebszahnrad
5: Drehachse
6: erste Drehrichtung
7: Gehäuseunterteil
8: Topföffnung
9: Rampen
10: Anschläge
11: Lagerhülse
12: Antriebskupplungsrad
13: Abstützstifte
14: Abstützzapfen
15: Gleitring
16: Schraubendruckfeder
17: Gehäuseoberteil
18: Zapfen
19: Lagerflansch
20: Lagerring
21: Mitnehmerkupplungsrad
22: Stirnverzahnung
23: Stirnverzahnung
24: Tellerfederpaket
25: Ansätze
26: Ausnehmungen
27: Seiltrommel
28: Zentrierschraube
29: Torsionsfeder
30: Aufwickelelemente
31: Lücken
32: äußere Enden
33: Ausgleichsglied
34: Ausgleichsglied
35: Seillängenausgleichseinrichtung
36: Schwenkachse
37: Schwenkachse
38: Seelen
39: Bowdenzüge
40: Hüllen
41: klauenartiges Ende
42: zapfenartiges Ende
43: Ritzel
44: Sensorrad
45: Drehpositionssensor
46: Elektronik

Claims

Betätigungseinrichtung für ein an einem Basisteil entgegen einer Federkraft bewegbar antreibbaren Bauteil, mit einem Antriebsmotor zum Antrieb des bewegbaren Bauteils, durch den während des Antriebs über eine Kupplung eine Seiltrommel entgegen einer Drehfederkraft drehbar antreibbar und auf die Seiltrommel ein Seil aufwickelbar ist, dessen eines Ende mit der Seiltrommel und dessen anderes Ende mit dem bewegbaren Bauteil verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung ein Antriebskupplungsrad (12) aufweist, das um eine Drehachse (5) drehbar gelagert und von dem Antriebsmotor in der einen Drehrichtung (6) drehbar antreibbar ist, wobei das Antriebskupplungsrad (12) durch einen Antrieb in diese eine Drehrichtung (6) in ein Mitnehmerkupplungsrad (21) der Seiltrommel (27) dieses um die Drehachse (5) drehend antreibend einkuppelbar ist.
Betätigungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebskupplungsrad (12) aus einer von dem Mitnehmerkupplungsrad (21) entkuppelten Entkupplungsstellung entgegen einer Federkraft axial in eine mit dem Mitnehmerkupplungsrad (21) verbindende Einkupplungsstellung bewegbar antreibbar ist.
Betätigungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebkupplungsrad (12) von einer Druckfeder, insbesondere von einer vorgespannten Schraubendruckfeder (16) in Entkupplungsrichtung federbeaufschlagt ist.
Betätigungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung eine formschlüssige Kupplung ist.
Betätigungseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß Antriebskupplungsrad (12) und Mitnehmerkupplungsrad (21) axial einander zugewandte Stirnverzahnungen (22, 23) aufweisen, die in der Einkuppelstellung ineinander eingreifen.
Betätigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebskupplungsrad (12) um einen bestimmten Drehwinkel frei drehbar koaxial zu einem von dem Antriebsmotor in die eine Drehrichtung (6) drehbar antreibbaren Antriebsrad angeordnet ist, wobei Antriebskupplungsrad (12) und Antriebsrad über ein oder mehrere sich etwa konzentrisch zur Drehachse (5) erstreckende Rampen (9) aneinander abgestützt sind, die entgegen der einen Drehrichtung (6) axial ansteigend ausgebildet sind.
Betätigungseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsrad etwa topfartig ausgebildet ist und an seinem Bodenbereich die Rampen (9) aufweist, an denen das axial in die Topföffnung (8) des Antriebsrads ragende Antriebskupplungsrad (12) über jeder Rampe (9) zugeordnete Abstützelemente axial abgestützt ist.
Betätigungseinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützelemente radial von dem Antriebskupplungsrad (12) hervorstehende Abstützstifte (13) sind.
Betätigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebskupplungsrad (12) durch Anschläge (10) begrenzt um den bestimmten Drehwinkel frei drehbar zum Antriebsrad angeordnet ist.
Betätigungseinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschläge (10) am Antriebsrad radial in dessen Topföffnung (8) ragend in der Ebene der Abstützelemente angeordnet und die Abstützelemente bei Drehung des Antriebsrads in der einen Drehrichtung (6) an den Anschlägen (10) anschlagbar sind.
Betätigungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsrad ein Antriebszahnrad (4) ist und über ein Getriebe (2, 3) von dem Antriebsmotor, insbesondere von einem Gleichstrommotor (1) drehbar antreibbar ist.
Betätigungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Antriebskupplungsrad (12) und dem Mitnehmerkupplungsrad (21) eine Überlastschutzeinrichtung angeordnet ist, durch die bei Überschreitung einer bestimmten Verstellkraft zum Bewegen des bewegbaren Teils Antriebskupplungsrad (12) und Mitnehmerkupplungsrad (21) voneinander trennbar sind.
Betätigungseinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Mitnehmerkupplungsrad (21) axial von einer Federkraft gegen eine oder mehrere drehfest mit der Seiltrommel (27) verbundene, konzentrisch zur Drehachse (5) sich erstreckende Rampen beaufschlagt und durch Verdrehung in die eine Drehrichtung (6) bei unverdrehbarer Seiltrommel (27) in Einkupplungsrichtung bewegbar ist.
Betätigungseinrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Mitnehmerkupplungsrad (21) auf einem drehfest mit der Seiltrommel (27) verbundenen Zapfen (Lagerring 20) frei drehbar und axial verschiebbar gelagert ist sowie von einer Druckfeder in Kupplungsschließrichtung axial gegen die an einen drehfest mit der Seiltrommel (27) verbundenen Flansch (19) angeordneten Rampen beaufschlagt ist.
Betätigungseinrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Mitnehmerkupplungsrad (21) ein oder mehrere konzentrisch zur Drehachse (5) angeordnete, axial zum Flansch (19) gerichtet trapezartig sich verjüngende Ansätze (25) aufweist und der Flansch (19) mit den Ansätzen (25) entsprechenden und in gleicher Weise konzentrisch zur Drehachse (5) angeordneten trapezartige Ausnehmungen (26) ausgebildet ist.
Betätigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 14 und 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckfeder eine Tellerfeder oder ein Tellerfederpaket (24) ist.
Betätigungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Seiltrommel (27) zwei Sei le aufwickelbar sind, deren jeweils eines Ende mit der Seiltrommel (27) und deren jeweils anderes Ende mit dem bewegbaren Bauteil verbunden ist.
Betätigungseinrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der beiden Seile über eine Seillängenausgleichseinrichtung (35) mit der Seiltrommel (27) verbunden sind.
Betätigungseinrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Seillängenausgleichseinrichtung (35) zwei etwa radial zur Drehachse (5) sich erstreckende Ausgleichsglieder (33, 34) aufweist, die als jeweils um zur Drehachse (5) parallele Schwenkachsen (36, 37) frei schwenkbare zweiarmige Hebel ausgebildet sind und an deren radial äußeren Enden (32) jeweils ein Ende eines Seils befestigt und deren radial innere Enden um einen bestimmten Schwenkwinkel frei zueinander schwenkbar miteinander verbunden sind.
Betätigungseinrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß das radial innere Ende (41) des einen Ausgleichsglieds (33) klauenartig ausgebildet ist und das zapfenartig ausgebildete radial innere Ende (42) des anderen Ausgleichsglieds (34) eine relative freie Schwenkbarkeit der beiden Ausgleichsglieder (33, 34) um einen bestimmten Schwenkwinkel erlaubend umgreift.
Betätigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 19 und 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichsglieder (33, 34) sich etwa diametral zur Drehachse (5) erstrecken.
Betätigungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß durch eine Hinderniserkennung ein eine Schließbewegung des bewegbaren Bauteils behindernder Widerstand erfaßbar und ein entsprechendes Widerstandssignal einer Elektronik (46) zuführbar ist, durch die der Antrieb des Antriebsmotors in der einen Drehrichtung (6) anhaltbar ist.
Betätigungseinrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Elektronik (46) bei Erhalt eines Widerstandssignals der Antriebsmotor um einen bestimmten Drehwinkel entgegen der einen Drehrichtung (6) drehend umschaltbar ist.
Betätigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 22 und 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Hinderniserkennung einen die jeweilige Drehposition der Seiltrommel (27) erfassenden Drehpositi onssensor (45), insbesondere ein Potentiometer aufweist, durch den ein entsprechendes Drehpositionssignal erzeugbar und der Elektronik (46) zuführbar sowie in der Elektronik (46) die zum Erreichen der jeweiligen Drehposition tatsächlich benötigte Laufzeit mit einer bestimmten vorgegebenen Laufzeit zum Erreichen der jeweiligen Drehposition vergleichbar ist, wobei bei Überschreitung der vorgegebenen Laufzeit durch die tatsächliche Laufzeit ein Widerstandssignal erzeugbar ist.
Betätigungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Seiltrommel (27) entgegen der Drehfederkraft einer Torsionsfeder (29) von dem Antriebsmotor drehbar antreibbar ist.
Betätigungseinrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Torsionsfeder (29) eine Schenkelfeder ist, die mit ihrem einen Ende ortsfest und mit ihrem anderen Ende in einem radialen Abstand zur Drehachse (5) an der Seiltrommel (27) angeordnet ist.
Betätigungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Seil oder die Seile die in der Hülle oder den Hüllen (40) eines Bowdenzugs oder von Bowdenzügen (39) verschiebbare Seele ist oder Seelen (38) sind.
Betätigungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Basisteil ein feststehendes Karosserieteil und das bewegbar antreibbare Bauteil eine bewegbare Klappe oder eine verschiebbare Tür eines Kraftfahrzeugs ist.
Betätigungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Antriebsmotor, Kupplung und Seiltrommel (27) eine Baueinheit bilden.
Betätigungseinrichtung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Baueinheit die Überlastschutzeinrichtung und/oder die Seillängenausgleichseinrichtung (35) und/oder die Hinderniserkennung aufweist.
Betätigungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegbare Bauteil entgegen der Federkraft einer Gasfeder oder einer Schraubendruckfeder von dem Antriebsmotor bewegbar antreibbar ist.