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WO2021089498A1 - Antriebsvorrichtung für verstelleinrichtungen von kraftfahrzeugen mit einem wenigstens zweiteiligen gehäuse sowie verfahren zur montage einer solchen antriebsvorrichtung - Google Patents

Antriebsvorrichtung für verstelleinrichtungen von kraftfahrzeugen mit einem wenigstens zweiteiligen gehäuse sowie verfahren zur montage einer solchen antriebsvorrichtung Download PDF

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Publication number
WO2021089498A1
WO2021089498A1 PCT/EP2020/080734 EP2020080734W WO2021089498A1 WO 2021089498 A1 WO2021089498 A1 WO 2021089498A1 EP 2020080734 W EP2020080734 W EP 2020080734W WO 2021089498 A1 WO2021089498 A1 WO 2021089498A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
housing
drive
gear
unit
circuit board
Prior art date
Application number
PCT/EP2020/080734
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Manuel Stotz
Original Assignee
Küster Holding GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Küster Holding GmbH filed Critical Küster Holding GmbH
Priority to US17/766,819 priority Critical patent/US20230055417A1/en
Priority to EP20803111.2A priority patent/EP4055686A1/de
Priority to CN202080076821.7A priority patent/CN114631250A/zh
Publication of WO2021089498A1 publication Critical patent/WO2021089498A1/de

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16H19/00—Gearings comprising essentially only toothed gears or friction members and not capable of conveying indefinitely-continuing rotary motion
    • F16H19/02—Gearings comprising essentially only toothed gears or friction members and not capable of conveying indefinitely-continuing rotary motion for interconverting rotary or oscillating motion and reciprocating motion
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/10—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters
    • H02K7/116—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters with gears
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    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/10—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters
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    • B62D65/00—Designing, manufacturing, e.g. assembling, facilitating disassembly, or structurally modifying motor vehicles or trailers, not otherwise provided for
    • B62D65/02—Joining sub-units or components to, or positioning sub-units or components with respect to, body shell or other sub-units or components
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    • F16H2057/02082—Gearboxes for particular applications for application in vehicles other than propelling, e.g. adjustment of parts
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • H02K2211/00—Specific aspects not provided for in the other groups of this subclass relating to measuring or protective devices or electric components
    • H02K2211/03—Machines characterised by circuit boards, e.g. pcb

Definitions

  • Drive device for adjusting devices of motor vehicles with an at least two-part housing and a method for assembling such a drive device
  • the invention relates to a drive device according to the preamble of claim 1.
  • Such drive devices for adjusting devices of motor vehicles with an at least two-part housing are often used in motor vehicles as drives for window lifters and cargo space covers.
  • Corresponding drive devices are known, for example, from EP 1 212825 B1, EP 664470 B1, EP 1 529 145 B1 and EP 1 284042 B2.
  • EP 1 664470 B1 and EP 1 212825 B1 and EP 1 529 145 B1 show an adjustment drive in which a pancake motor is used in conjunction with a planetary gear.
  • EP 1 284042 B2 shows a drive unit in which a pancake motor is used in combination with a harmonic drive gear. All these drive devices known from the prior art for adjusting devices of motor vehicles have in common that a drive unit is in operative connection with a gear unit and this combination is arranged in a housing which is designed to be arranged on the motor vehicle in which it is to be used .
  • the requirements are always to achieve a weight reduction so that the energy consumption of the motor vehicle can be reduced during operation.
  • components and thus also drive devices for adjusting devices of motor vehicles should be built compactly so that the existing installation space can be used as effectively as possible when installing them in the motor vehicle.
  • the number of individual components used should also be as small as possible.
  • a further object of the invention is to develop a method for assembling a drive device for adjusting devices of motor vehicles with an at least two-part housing in such a way that it can be mounted without considering a specific installation position with regard to the adjustment of the adjusting device.
  • the drive device according to the invention for adjusting devices of motor vehicles has an at least two-part housing in which an electric drive unit and a gear unit that is operatively connected to it are arranged.
  • the drive device is now characterized in that the housing is designed as part of the gear unit.
  • the inventive design of a drive device for adjusting devices of motor vehicles results in a reduction in the number of components, since the housing performs the task of a part of the transmission and thus a separate transmission part within the housing can be dispensed with.
  • a more compact design can also be achieved, which moreover also leads to a weight reduction of the entire drive device and thus to lower energy consumption during operation of the motor vehicle.
  • the housing is provided with an internal toothing for engagement of an external toothing of a part of the gear unit.
  • This embodiment of the invention makes it possible for the housing to become part of the gear unit.
  • the external toothing of a part of the gear unit is in operative connection with the internal toothing arranged on the housing, in particular in its interior.
  • the at least two-part housing has a cover element and a receiving element.
  • the drive unit together with the rest of the gear unit can now be inserted into the receiving element, the housing being closed by placing the cover element.
  • the housing begins to act as part of the gear unit in that the internal toothing, within the housing, engages with external toothing, of part of the remaining gear unit.
  • the cover element of the housing is designed as part of the gear unit.
  • the receiving element of the housing is designed as part of the gear unit. In both configurations it is made possible in a simple manner that the housing acts as part of the gear unit and the entire drive device can be mounted for use in a motor vehicle.
  • the internal toothing is arranged on the cover element or on the receiving element of the housing.
  • a corresponding other part of the transmission which is designed for operative connection with the cover element or the receiving element of the housing, via a corresponding external toothing in operative connection with the cover element or the Step receiving element of the housing.
  • the drive device has an electric motor, in particular a brushless electric motor, as the drive unit.
  • electric motors have proven themselves in the motor vehicle sector for driving corresponding adjusting devices and can be used without problems in the drive device according to the invention, without complex development work having to be carried out in this area before they are ready for series production.
  • eccentric gears e.g. cycloid gears or harmonic drive gears or planetary gears or the like
  • Such transmissions have also proven themselves in many areas of motor vehicle construction in which electric drives are used, so that no complex development work is necessary in this regard in order to achieve a corresponding series production readiness. All of these gears also have corresponding parts with external teeth, which can be brought into operative connection in operative connection with internal teeth arranged within the housing.
  • the drive device for adjusting devices for motor vehicles also has a control unit for the drive unit.
  • the drive unit can be addressed and controlled according to the desired requirements.
  • control unit is arranged on a printed circuit board, in particular on a flexible printed circuit board, the printed circuit board preferably as printed circuit is formed with preferably integrated circuits or circuits.
  • Control units designed in this way can be arranged very flexibly within a housing and can also be adapted to the shape of the housing or the installation space therein.
  • the housing thus takes on a double function in that on the one hand it accommodates the circuit board protected from external influences and on the other hand acts as part of the gear unit.
  • circuit board inside the housing, since it is protected there from external influences during the operation of the drive device for adjusting devices of a motor vehicle.
  • the circuit board is contacted, for example, using press-fit technology or blade contact terminals.
  • the circuit board is arranged within the housing parallel to the drive axis of the drive unit.
  • the overall depth of the drive device according to the invention can be further reduced in the direction of the drive axis of the drive unit.
  • the drive unit with the gear unit is designed to be rotationally symmetrical within the at least two-part housing.
  • This embodiment of the invention provides an increased degree of freedom during assembly, because left / right variants of the drive device are omitted.
  • the same drive device can be mounted both on the left and on the right side of the motor vehicle, for example when using window lifters as adjusting devices. Due to the rotationally symmetrical design of the drive unit with the gear unit, only one universal drive device or drive variant or gear motor is required. In addition, in the case of window regulators or similar adjustment devices operated with a cable, this results in a increased degree of freedom for the cable exit of the adjustment device.
  • the adjusting device e.g. a window lifter
  • the pre-assembly of a cable drum housing of a window regulator is also pre-assembled in such an assembly.
  • fastening domes are inserted through bores in the body component and preassembled on the body with latching hooks arranged on the fastening domes.
  • corresponding receptacles are formed at the fastening points, which enclose the fastening domes of the cable drum housing.
  • Recesses for receiving the latching hooks are provided in the receptacles on the sides of the bore.
  • the method according to the invention for assembling a previously described drive device for adjusting devices of motor vehicles is characterized in that the adjusting device is mounted or fastened on a motor vehicle body or on a component connected to the motor vehicle body before the drive device is mounted on the adjusting device.
  • This also enables the pre-assembly of door modules to be optimized when using window lifters as adjusting devices, since the now universal drive device can be used in the same way for left and right door modules after the window lifters have been installed.
  • the drive device can be mounted for both left and right variants of the adjustment device of motor vehicles.
  • the drive device on cable-operated adjusting devices of motor vehicles is independent of the routing of the cable of the cable-operated Adjustment device mountable.
  • cable pull is to be understood as a spiral or round strand cable, which can optionally also be guided in an outer sheath.
  • a pull and push cable such as an inclined cable; the basic structure of an inclined cable is described, for example, in DE 10 2007 041 233 A1.
  • a motor vehicle component adjustment device is to be protected with a drive device according to the invention described above.
  • Such motor vehicle component adjustment devices are used in motor vehicles for the electric motor adjustment of a wide variety of components.
  • Window lifters, cargo space covers and sliding roofs are not mentioned here as examples, so that in these examples the motor vehicle component adjustment device is designed as a window lift adjustment device or as a cargo space cover device or as a sliding roof.
  • Figure 1 an embodiment of a drive device according to the invention in a perspective view
  • Figure 2 the drive device according to Figure 1 in a plan view perpendicular to Output axis
  • Figure 3 a detailed view of a receiving element of the housing of Figures 1 and 2,
  • FIG. 4 an exploded view of a first exemplary embodiment of a drive device according to the invention
  • Figure 5 a second embodiment of a drive device according to the invention in an exploded view
  • Figure 6 a third embodiment of a drive device according to the invention in an exploded view
  • FIG. 7 a detailed view of an exemplary embodiment of a receiving element of the housing 1.
  • FIG. 1 shows an exemplary embodiment of a drive device according to the invention for an adjusting device in motor vehicles.
  • a drive unit which is not attracted here, is accommodated within a housing 1, which drive unit is in operative connection with a gear unit which is likewise not attracted in FIG.
  • the housing 1 is constructed in two parts and contains a receiving element 7 which can be closed by means of a cover element 6.
  • An opening is provided in the receiving element 7, from which a pinion 15, 25, 35 and an output shaft 13 of the gear unit 1 protrude.
  • the exact arrangement of the pinion 15, 25, 35 and the output shaft 13 can also be seen in the plan view of the housing 1 according to FIG.
  • electrical connection elements 14 are shown in Figures 1 and 2, with which a control arranged within the housing 1 and the electrical drive unit within the Housing 1 can be supplied with electrical energy.
  • FIG. 3 now shows an interior view of the receiving element 7 of the housing 1 of FIGS. 1 and 2.
  • An internal toothing 4 within the receiving element 7 can be clearly seen therein.
  • the connection elements 14 are also shown here.
  • An adjustment device e.g. a window regulator
  • a window regulator is designed to be preassembled on a vehicle body for assembly.
  • the pre-assembly of a cable drum housing of the window regulator is also carried out with such an assembly.
  • fastening domes are inserted through bores in the body component and preassembled on the body with latching hooks arranged on the fastening domes.
  • Corresponding receptacles 40 which enclose the fastening domes of the cable drum housing, are formed on the drive device at the fastening points.
  • Recesses for receiving the latching hooks are provided in the receptacles on the sides of the bore.
  • the receptacles 40 are designed to be rotationally symmetrical by 120 °. This is also a prerequisite that the drives can be used universally for the left and right sides of the vehicle. This rotationally symmetrical design of the receptacles 40 can be seen both in FIGS. 1 to 3 and in FIGS. 4 to 6 described below.
  • FIG. 4 a first exemplary embodiment of the interior of the housing 1 is shown in an exploded view.
  • a drive unit 2 can be seen, which consists of a rotor 17 and a stator 18 and is in operative connection with an output shaft 13.
  • the drive unit 2 is arranged on a carrier plate 19, a printed circuit board 12, on which a control unit 11 for the drive unit 2 is applied, being arranged between the carrier plate 19 and the cover element 6 of the housing 1.
  • the drive device of FIG. 3 contains, as gear unit 3, an eccentric gear in the form of a cycloid gear with a first and a second cam disk 26 and 27 as well as an eccentric 28 and a pinion 25 that is operatively connected to it.
  • An external toothing 5 is applied to the pinion. When the drive device is in operation, the external toothing 5 is in operative connection with an internal toothing 4 mounted inside the receiving element 7 of the housing 1, so that the receiving element 7 of the housing 1 is designed as part of the cycloid gear.
  • FIG. 5 a second exemplary embodiment of an interior of the housing 1 of FIGS. 1 and 2 is shown in an exploded view.
  • the drive unit consists of a brushless electric motor with a stator 18 and a rotator 17 and an output shaft 13 according to the embodiment of FIG Circuit board 12 is located on which a control unit 11 for the drive unit 2 is applied.
  • the gear unit 3 is designed as a voltage wave gear in the form of a harmonic drive gear.
  • the gear unit 3 of FIG. 4 has a flexspline 15 which is designed as a pinion and is provided with external teeth 5.
  • the external toothing 5 is in operative connection with an internal toothing 4, which is arranged within the receiving element 7 of the housing 1.
  • the receiving element 7 acts as an integral component of the gear unit 3 through the operative connection 5 of the flexspline 15 with its internal toothing 4.
  • FIG. 6, A third exemplary embodiment of an interior of the housing 1 in FIGS. 1 and 2 is shown in FIG. 6, likewise in an exploded view.
  • the drive unit 2 is identical to the drive units of the exemplary embodiments according to FIGS. 3 and 4.
  • the drive unit 2 is arranged on a carrier plate 19, with a printed circuit board 12 between the carrier plate 19 and the cover element 6 of the housing 1 is arranged, on which a control unit 11 for the drive unit 2 is applied.
  • a planetary gear is used, which in the present case has a sun gear 37 and three planet gears 35.
  • the planet gears 35 are arranged on a planet carrier 36, which is also designed as a pinion and has external teeth 5. This external toothing 5 of the planet carrier 36 is in operative connection with an internal toothing of the receiving element 7 of the housing 1.
  • the receiving element 7 of the housing 1 acts as an integral part of the gear unit 3.
  • FIG. 7 now shows a plan view of a further exemplary embodiment of the receiving element 7 of the housing 1, the internal toothing 4 arranged on the housing 1 not being shown, although this is also present in this exemplary embodiment.
  • the printed circuit board 12 with a control unit 11 arranged thereon is not arranged perpendicular to the drive shaft 13 or axis of the drive unit 2. Rather, the printed circuit board 12 is arranged parallel to the drive shaft 13 in this exemplary embodiment.
  • the circuit board 12 is arranged in such a way that it is arranged in the housing 1 directly behind the electrical connections 14 and not - as shown in FIG. 3 - axially following the gear unit 3 and the drive unit 2 within the housing 1.
  • receptacles 40 - of which only one is shown here - can be provided, which are designed to be rotationally symmetrically offset by 120 ° and which are used to fasten the drive device to a body.
  • receptacles 40 can be provided, which are designed to be rotationally symmetrically offset by 120 ° and which are used to fasten the drive device to a body.
  • other arrangements of the receptacles 40 are also possible.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für Verstelleinrichtungen von Kraftfahrzeugen mit einem wenigstens zweiteiligen Gehäuse (1), in dem eine elektrische Antriebseinheit (2) und eine damit in Wirkverbindung stehende Getriebeeinheit (3) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (1) als Teil der Getriebeeinheit (3) ausgebildet ist.

Description

Bezeichnung: Antriebsvorrichtung für Verstelleinrichtungen von Kraftfahrzeugen mit einem wenigstens zweiteiligen Gehäuse sowie Verfahren zur Montage einer solchen Antriebsvorrichtung
Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Derartige Antriebsvorrichtungen für Verstelleinrichtungen von Kraftfahrzeugen mit einem wenigstens zweiteiligen Gehäuse kommen bei Kraftfahrzeugen häufig als Antriebe für Fensterheber und Laderaumabdeckungen zum Einsatz.
Entsprechende Antriebsvorrichtungen sind beispielsweise aus der EP 1 212825 B1, der EP 664470 B1 , der EP 1 529 145 B1 und der EP 1 284042 B2 bekannt. Dabei wird in der EP 1 664470 B1 und der EP 1 212825 B1 sowie EP 1 529 145 B1 ein Verstellantrieb gezeigt, bei dem ein Scheibenläufermotor in Verbindung mit einem Planetengetriebe zum Einsatz kommt. Die EP 1 284042 B2 zeigt eine Antriebseinheit, bei der ein Scheibenläufermotor in Kombination mit einem Harmonic-Drive-Getriebe verwendet wird. All diesen aus dem Stand der Technik bekannten Antriebsvorrichtungen für Verstelleinrichtungen von Kraftfahrzeugen ist gemein, dass eine Antriebseinheit in Wirkverbindung mit einer Getriebeeinheit steht und diese Kombination in einem Gehäuse angeordnet ist, welches zur Anordnung an dem Kraftfahrzeug, in dem es verwendet werden soll, ausgebildet ist.
Im gesamten Kraftfahrzeugbereich gehen die Anforderungen immer weiter dahin, eine Gewichtsreduzierung zu erzielen, damit im Betrieb der Energieverbrauch des Kraftfahrzeuges gesenkt werden kann. Weiterhin sollen Komponenten und damit auch Antriebsvorrichtungen für Verstelleinrichtungen von Kraftfahrzeugen kompakt gebaut sein, damit beim Einbau in das Kraftfahrzeug der vorhandene Einbauraum möglichst effektiv ausgenutzt werden kann. Um den logistischen Aufwand zu minimieren, soll zudem die Bauteileanzahl der einzelnen eingesetzten Komponenten möglichst klein sein. Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Antriebsvorrichtung für Verstelleinrichtungen von Kraftfahrzeugen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 derart weiterzubilden, dass einerseits eine Gewichts- und Teilereduzierung erzielt werden kann und andererseits eine kompaktere Bauweise ermöglicht wird. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Montage einer Antriebsvorrichtung für Verstelleinrichtungen von Kraftfahrzeugen mit einem wenigstens zweiteiligen Gehäuse derart weiterzubilden, dass sie ohne Berücksichtigung einer bestimmten Einbaulage bezüglich der Verstellung der Verstelleinrichtung montiert werden kann.
Vorrichtungsmäßig wird diese Aufgabe durch eine Antriebsvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Verfahrenmäßig wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 13 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung finden sich in den Unteransprüchen.
Die erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung für Verstelleinrichtungen von Kraftfahrzeugen weist dabei ein wenigstens zweiteiliges Gehäuse auf, in welchem eine elektrische Antriebseinheit und eine damit in Wirkverbindung stehende Getriebeeinheit angeordnet ist. Die Antriebsvorrichtung zeichnet sich nunmehr dadurch aus, dass das Gehäuse als Teil der Getriebeeinheit ausgebildet ist.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung einer Antriebsvorrichtung für Verstelleinrichtungen von Kraftfahrzeugen ist zum einen eine Reduzierung der Bauteileanzahl erreicht, da das Gehäuse die Aufgabe eines Teils des Getriebes wahrnimmt und somit auf ein separates Getriebeteil innerhalb des Gehäuses verzichtet werden kann. Zudem kann durch die Verwendung des Gehäuses als Getriebebauteil auch eine kompaktere Bauweise erzielt werden, die darüber hinaus auch in einer Gewichtsreduzierung der gesamten Antriebsvorrichtung und somit zu einem geringeren Energieverbrauch während des Betriebs des Kraftfahrzeugs führt.
Nach einer ersten vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass an dem Gehäuse eine Innenverzahnung für einen Eingriff einer Außenverzahnung eines Teils der Getriebeeinheit angeordnet ist. Durch diese Ausgestaltung der Erfindung ist es ermöglicht, dass das Gehäuse Teil der Getriebeeinheit wird. Die Außenverzahnung eines Teils der Getriebeeinheit steht in Wirkverbindung mit der an dem Gehäuse, insbesondere in seinem Inneren, angeordneten Innenverzahnung. Durch diese Maßnahme übernimmt das Gehäuse einen Teil des Getriebes, sodass auf ein gesondertes Getriebebauteil innerhalb des Gehäuses verzichtet werden kann, da das Gehäuse nunmehr dessen Aufgabe übernimmt.
In einer Weiterbildung der Erfindung hat es sich als vorteilhaft erwiesen, dass das wenigstens zweiteilige Gehäuse ein Deckelelement und ein Aufnahmeelement aufweist. In das Aufnahmeelement kann nunmehr die Antriebseinheit samt der restlichen Getriebeeinheit eingefügt werden, wobei das Gehäuse durch Aufsetzen des Deckelelementes geschlossen wird. Spätestens beim Aufsetzen des Deckelelementes beziehungsweise beim Schließen des Gehäuses beginnt das Gehäuse als Teil der Getriebeeinheit zu wirken, indem die Innenverzahnung, innerhalb des Gehäuses in Eingriff mit einer Außenverzahnung, eines Teils der übrigen Getriebeeinheit in Wirkverbindung tritt.
Dabei kann zum einen vorgesehen sein, dass das Deckelelement des Gehäuses als Teil der Getriebeeinheit ausgebildet ist. Alternativ kann es auch vorgesehen sein, dass das Aufnahmeelement des Gehäuses als Teil der Getriebeeinheit ausgebildet ist. In beiden Ausgestaltungen ist in einfacher Weise ermöglicht, dass das Gehäuse als Teil der Getriebeeinheit wirkt und die gesamte Antriebsvorrichtung zum Einsatz in einem Kraftfahrzeug montiert werden kann.
Dabei ist es vorgesehen, dass die Innenverzahnung an dem Deckelelement oder an dem Aufnahmeelement des Gehäuses angeordnet ist. Hierdurch kann ein entsprechendes anderes Teil des Getriebes, welches zur Wirkverbindung mit dem Deckelelement oder dem Aufnahmeelement des Gehäuses ausgebildet ist, über eine entsprechende Außenverzahnung in Wirkverbindung mit dem Deckelelement oder dem Aufnahmeelement des Gehäuses treten.
Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Antriebsvorrichtung als Antriebseinheit einen Elektromotor, insbesondere einen bürstenlosen Elektromotor, aufweist. Derartige Elektromotoren haben sich im Kraftfahrzeugbereich zum Antrieb entsprechender Verstelleinrichtungen bewährt und können problemlos bei der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung eingesetzt werden, ohne dass in diesem Bereich aufwendige Entwicklungsarbeiten durchgeführt werden müssen, bevor eine Serienreife erreicht ist.
In der erfindungsgemäßen Vorrichtung können auch verschiedene Getriebe zum Einsatz kommen. Nicht abschließend sind als Getriebeeinheiten daher Exzentergetriebe, z.B. Zykloidgetriebe oder Harmonic-Drive-Getriebe oder Planetengetriebe oder dergleichen in der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung für Verstelleinrichtungen für Kraftfahrzeuge einsetzbar. Auch derartige Getriebe haben sich in vielen Bereichen des Kraftfahrzeugbaus, in welchem elektrische Antriebe zum Einsatz kommen, bewährt, sodass auch diesbezüglich keine aufwendigen Entwicklungsarbeiten nötig sind, um eine entsprechende Serienreife zu erzielen. All diese Getriebe weisen auch entsprechende Teile mit einer Außenverzahnung auf, welche in Wirkverbindung mit einer innerhalb des Gehäuses angeordneten Innenverzahnung in Wirkverbindung gebracht werden kann.
Bei der Verwendung eines Zykloidgetriebes hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn ein Zykloidgetriebe mit 2 Scheiben zum Einsatz kommt.
Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung weist die Antriebsvorrichtung für Verstelleinrichtungen für Kraftfahrzeuge auch eine Steuereinheit für die Antriebseinheit auf. Mithilfe dieser Steuereinheit kann die Antriebseinheit entsprechend den gewünschten Anforderungen angesprochen und gesteuert werden.
Dabei hat es sich bewährt, dass die Steuereinheit auf einer Leiterplatte, insbesondere auf einer flexiblen Leiterplatte, angeordnet ist, wobei die Leiterplatte vorzugsweise als gedruckte Schaltung mit bevorzugt integrierten Schaltungen beziehungsweise Schaltkreisen ausgebildet ist. Derartig ausgebildete Steuereinheiten sind sehr flexibel innerhalb eines Gehäuses anordenbar und können dabei auch an die Form des Gehäuses beziehungsweise dem darin vorhandenen Bauraum angepasst werden. Das Gehäuse übernimmt somit eine Doppelfunktion, indem es einerseits die Leiterplatte geschützt vor äußeren Einflüssen aufnimmt und anderseits als Teil der Getriebeeinheit wirkt.
Zudem ist es vorgesehen, die Leiterplatte innerhalb des Gehäuses anzuordnen, da sie dort vor äußeren Einflüssen während des Betriebs der Antriebsvorrichtung für Verstelleinrichtungen eines Kraftfahrzeuges geschützt ist.
Die Kontaktierung der Leiterplatte erfolgt dabei bspw. über Einpresstechnik oder Messerkontaktklemmen.
Um dabei nochmals den Bauraum minimieren zu können und somit eine noch kompaktere Bauweise der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung zu erzielen, ist es vorgesehen, dass die Leiterplatte innerhalb des Gehäuses parallel zur Antriebsachse der Antriebseinheit angeordnet ist. Hierdurch kann die Bautiefe der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung in Richtung der Antriebsachse der Antriebseinheit nochmals reduziert werden.
Vorteilhaft ist es weiterhin, wenn die Antriebseinheit mit der Getriebeeinheit innerhalb des wenigstens zweiteiligen Gehäuses rotationssymmetrisch ausgebildet ist. Durch diese Ausgestaltung der Erfindung ist ein erhöhter Freiheitsgrad bei der Montage gegeben, weil dadurch links-/rechts-Varianten der Antriebsvorrichtung entfallen.
Dieselbe Antriebsvorrichtung kann beispielsweise bei Verwendung von Fensterheben als Verstelleinrichtungen sowohl an der linken als auch an der rechten Kraftfahrzeugseite montiert werden. Durch die rotationssymmetrische Ausgestaltung der Antriebseinheit mit der Getriebeeinheit wird nur eine universelle Antriebsvorrichtung beziehungsweise Antriebsvariante oder Getriebemotor benötigt. Zudem wird bei Fensterhebern oder ähnlich mit Seilzug betätigten Verstelleinrichtungen dadurch ein erhöhter Freiheitsgrad für den Seilabgang der Verstelleinrichtung erreicht.
Darüber hinaus ist es vorteilhaft, dass die Verstelleinrichtung, z.B. ein Fensterheber, an der Fahrzeugkarosserie vormontierbar ist. Die Vormontage eines Seiltrommelgehäuses eines Fensterhebers wird bei einer derartigen Montage ebenfalls vormontiert. Dazu werden Befestigungsdome durch Bohrungen des Karosseriebauteils gesteckt und mit an den Befestigungsdomen angeordneten Rasthaken an der Karosserie vormontiert. An der Antriebsvorrichtung sind an den Befestigungspunkten entsprechende Aufnahmen ausgebildet, welche die Befestigungsdome des Seiltrommelgehäuses umschließen. In den Aufnahmen sind an den Seiten der Bohrung Ausnehmungen zur Aufnahme der Rasthaken vorgesehen.
Vorteilhaft ist dabei, wenn die Ausrichtung dieser Aufnahmen rotationssymmertrisch ausgebildet ist. Das ist auch Voraussetzung dafür, dass die Antriebe universell für die linke und rechte Fahrzeugseite verwendet werden können.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Montage einer zuvor beschriebenen Antriebsvorrichtung für Verstelleinrichtungen von Kraftfahrzeugen zeichnet sich dadurch aus, dass die Verstelleinrichtung an einer Kraftfahrzeugkarosserie oder an einem mit der Kraftfahrzeugkarosserie verbunden Bauteil montiert oder befestigt wird, bevor die Antriebsvorrichtung an der Verstelleinrichtung montiert wird. Flierdurch ist es ermöglicht, dass beispielsweise bei Verwendung von Fensterheben als Verstelleinrichtungen die Vormontage von Türmodulen optimiert werden kann, da die nunmehr universelle Antriebsvorrichtung nach Montage der Fensterheber in gleicher Weise für linke und rechte Türmodule eingesetzt werden kann.
Erfindungsgemäß ist die Antriebsvorrichtung sowohl für linke als auch rechte Varianten der Verstelleinrichtung von Kraftfahrzeugen montierbar.
Weiterhin ist die Antriebsvorrichtung an seilzugbetätigten Verstelleinrichtungen von Kraftfahrzeugen unabhängig von der Verlegung des Seilzuges der seilzugbetätigten Verstelleinrichtung montierbar.
Unter dem Begriff Seilzug ist dabei ein Spiral- oder Rundlitzenseil zu verstehen, welches wahlweise auch in einer Außenhülle geführt sei kann. Möglich ist aber auch die Verwendung eines Zug- und Druckkabels, wie z.B. eines Steigungskabels; der prinzipielle Aufbau eines Steigungskabels ist beispielsweise in der DE 10 2007 041 233 A1 beschrieben.
Ferner soll eine Kraftfahrzeugbauteilverstelleinrichtung mit einer zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung geschützt sein.
Solche Kraftfahrzeugbauteilverstelleinrichtung werden in Kraftfahrzeuge zur elektromotorischen Verstellung verschiedenster Bauteile eingesetzt. Beispielhaft sind hier nicht abschließend Fensterheber, Laderaumabdeckungen und Schiebedächer genannt, sodass bei diesen Beispielen die Kraftfahrzeugbauteilverstelleinrichtung als Fensterheberverstelleinrichtung beziehungsweise als Laderaumabdeckvorrichtung oder als Schiebedach ausgebildet ist.
Weitere Ziele, Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger sinnvoller Kombination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung, auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.
Es zeigen:
Figur 1 : ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung in einer perspektivischen Ansicht,
Figur 2: die Antriebsvorrichtung gemäß Figur 1 in einer Draufsicht senkrecht zur Abtriebsachse,
Figur 3: eine Detailansicht eines Aufnahmeelementes des Gehäuses der Figuren 1 und 2,
Figur 4: eine Explosionsdarstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung,
Figur 5: ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung in einer Explosionsdarstellung,
Figur 6: ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung in einer Explosionsdarstellung und
Figur 7: eine Detailansicht eines Ausführungsbeispiels eines Aufnahmeelementes des Gehäuses 1.
Die Figur 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung für eine Verstelleinrichtung von Kraftfahrzeugen. Dabei ist innerhalb eines Gehäuses 1 eine hier nicht angezogene Antriebseinheit aufgenommen, welche mit einer in Figur 1 ebenfalls nicht angezogenen Getriebeeinheit, die ebenfalls im Gehäuse 1 angeordnet ist, in Wirkverbindung steht. Das Gehäuse 1 ist zweiteilig aufgebaut und enthält ein Aufnahmeelement 7, welches mittels eines Deckelelementes 6 geschlossen werden kann.
In dem Aufnahmeelement 7 ist eine Öffnung vorgesehen, aus welcher ein Ritzel 15, 25, 35 sowie eine Abtriebsachse 13 der Getriebeeinheit 1 herausragen. Die exakte Anordnung des Ritzels 15, 25, 35 und der Abtriebswelle 13 ist auch in der Draufsicht auf das Gehäuse 1 gemäß Figur 2 zu entnehmen. Ferner sind in den Figuren 1 und 2 elektrische Anschlusselemente 14 dargestellt, mit welchen eine innerhalb des Gehäuses 1 angeordnete Steuerung sowie die elektrische Antriebseinheit innerhalb des Gehäuses 1 mit elektrischer Energie versorgt werden können.
Die Figur 3 zeigt nunmehr eine Innenansicht des Aufnahmeelementes 7 des Gehäuses 1 der Figuren 1 und 2. Deutlich ist darin eine Innenverzahnung 4 innerhalb des Aufnahmeelementes 7 zu erkennen. Ferner sind auch hier die Anschlusselemente 14 dargestellt.
Zur Montage ist eine Verstelleinrichtung, z.B. eines Fensterhebers, an einer Fahrzeugkarosserie vormontierbar ausgebildet. Die Vormontage eines Seiltrommelgehäuses des Fensterhebers wird bei einer derartigen Montage ebenfalls vorgenommen. Dazu werden Befestigungsdome durch Bohrungen des Karosseriebauteils gesteckt und mit an den Befestigungsdomen angeordneten Rasthaken an der Karosserie vormontiert. An der Antriebsvorrichtung sind an den Befestigungspunkten entsprechende Aufnahmen 40 ausgebildet, welche die Befestigungsdome des Seiltrommelgehäuses umschließen. In den Aufnahmen sind an den Seiten der Bohrung Ausnehmungen zur Aufnahme der Rasthaken vorgesehen.
Die Aufnahmen 40 sind dabei um 120° rotationssymmetrisch ausgebildet. Das ist auch Voraussetzung dafür, dass die Antriebe universell für die linke und rechte Fahrzeugseite verwendet werden können. Diese rotationssymmetrische Ausbildung der Aufnahmen 40 ist sowohl den Figuren 1 bis 3 als auch den nachfolgend beschriebenen Figuren 4 bis 6 zu entnehmen.
In der Figur 4 ist ein erstes Ausführungsbeispiel des Innenlebens des Gehäuses 1 in einer Explosionsdarstellung dargestellt. Zu erkennen ist eine Antriebseinheit 2, welche aus einem Rotor 17 und einem Stator 18 besteht und mit einer Abtriebswelle 13 in Wirkverbindung steht. Die Antriebseinheit 2 ist auf einem Trägerblech 19 angeordnet, wobei zwischen Trägerblech 19 und Deckelelement 6 des Gehäuses 1 eine Leiterplatte 12 angeordnet ist, auf welcher eine Steuereinheit 11 für die Antriebseinheit 2 aufgebracht ist. Ferner enthält die Antriebsvorrichtung der Figur 3 als Getriebeeinheit 3 ein Exzentergetriebe in Form eines Zykloidgetriebes mit einer ersten und einer zweiten Kurvenscheibe 26 und 27 sowie einem Exzenter 28 und einem damit in Wirkverbindungen stehenden Ritzel 25. Dabei ist auf dem Ritzel eine Außenverzahnung 5 aufgebracht. Die Außenverzahnung 5 steht im Betrieb der Antriebsvorrichtung in Wirkverbindung mit einer innerhalb des Aufnahmeelementes 7 des Gehäuses 1 angebrachten Innenverzahnung 4, sodass das Aufnahmeelement 7 des Gehäuses 1 als Teil des Zykloidgetriebes ausgebildet ist.
In der Figur 5 ist ein zweites Ausführungsbeispiel eines Innenlebens des Gehäuses 1 der Figuren 1 und 2 in einer Explosionsdarstellung dargestellt. Auch hierbei besteht die Antriebseinheit aus einem bürstenlosen Elektromotor mit einem Stator 18 und einem Rotator 17 sowie einer Abtriebsachse 13 entsprechend dem Ausführungsbeispiel der Figur 3. Die Antriebseinheit 2 ist auf einem Trägerblech 19 angeordnet, wobei sich zwischen Trägerblech 19 und Deckelelement 6 des Gehäuses 1 eine Leiterplatte 12 befindet, auf welcher eine Steuereinheit 11 für die Antriebseinheit 2 aufgebracht ist. Allerdings ist bei diesem Ausführungsbeispiel die Getriebeeinheit 3 als Spannungswellengetriebe in Form eines Harmonic-Drive-Getriebes ausgebildet. Die Getriebeeinheit 3 der Figur 4 weist einen Flexspline 15 auf, welcher als Ritzel ausgebildet und mit einer Außenverzahnung 5 versehen ist. Die Außenverzahnung 5 steht in Wirkverbindung mit einer Innenverzahnung 4, welche innerhalb des Aufnahmeelementes 7 des Gehäuses 1 angeordnet ist. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel wirkt das Aufnahmeelement 7 durch die Wirkverbindung 5 des Flexsplines 15 mit seiner Innenverzahnung 4 als integrales Bauteil der Getriebeeinheit 3.
Ein drittes Ausführungsbeispiel eines Innenlebens des Gehäuses 1 der Figuren 1 und 2 zeigt die Figur 6, ebenfalls in einer Explosionsdarstellung. Die Antriebseinheit 2 ist identisch zu den Antriebseinheiten der Ausführungsbeispiele gemäß den Figuren 3 und 4 ausgebildet. Die Antriebseinheit 2 ist auf einem Trägerblech 19 angeordnet, wobei zwischen Trägerblech 19 und Deckelelement 6 des Gehäuses 1 eine Leiterplatte 12 angeordnet ist, auf welcher eine Steuereinheit 11 für die Antriebseinheit 2 aufgebracht ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel kommt ein Planetengetriebe zum Einsatz, welches im vorliegenden Fall ein Sonnenrad 37 und drei Planetenräder 35 aufweist. Die Planetenräder 35 sind auf einem Planetenträger 36 angeordnet, welcher ebenfalls als Ritzel ausgebildet ist und eine Außenverzahnung 5 aufweist. Diese Außenverzahnung 5 des Planetenträgers 36 steht in Wirkverbindung mit einer Innenverzahnung des Aufnahmeelementes 7 des Gehäuses 1. Auch in diesem Fall wirkt das Aufnahmeelement 7 des Gehäuses 1 als integraler Bestandteil der Getriebeeinheit 3.
Die Figur 7 zeigt nunmehr eine Draufsicht auf ein weiteres Ausführungsbeispiel des Aufnahmeelementes 7 des Gehäuses 1, wobei auf die Darstellung der an dem Gehäuse 1 angeordneten Innenverzahnung 4 verzichtet wurde, obwohl diese auch bei diesem Ausführungsbeispiel vorhanden ist. Im Gegensatz zum Aufnahmeelement 7 der vorherigen Figuren ist hierbei die Leiterplatte 12 mit einer darauf angeordneten Steuereinheit 11 nicht senkrecht zu der Antriebswelle 13 beziehungsweise -achse der Antriebseinheit 2 angeordnet. Vielmehr ist die Leiterplatte 12 in diesem Ausführungsbeispiel parallel zur Antriebswelle 13 angeordnet. Die Anordnung der Leiterplatte 12 erfolgt dabei derart, dass sie in dem Gehäuse 1 direkt hinter den elektrischen Anschlüssen 14 angeordnet ist und nicht - wie dies in der Figur 3 dargestellt ist - axial nachfolgend der Getriebeeinheit 3 und der Antriebseinheit 2 innerhalb des Gehäuses 1.
Auch bei diesem Ausführungsbeispiel können Aufnahmen 40 - von denen hier nur eine dargestellt ist - vorgesehen sein, die um 120° rotationssymmetrisch versetzt ausgebildet sind und zur Befestigung der Antriebsvorrichtung an einer Karosserie dienen. Allerdings sind auch andere Anordnungen der Aufnahmen 40 möglich. Bezugszeichenliste
1 Gehäuse
2 Antriebseinheit
3 Getriebeeinheit
4 Innenverzahnung
5 Außenverzahnung
6 Deckelelement
7 Aufnahmeelement
8 Exzentergetriebe
9 Harmonic-Drive-Getriebe
10 Planetengetriebe
11 Steuereinheit
12 Leiterplatte
13 Abtriebswelle
14 elektrische Anschlüsse
15 Flexspline
16 Kugellager
17 Rotor
18 Stator
19 Trägerblech
25 Ritzel mit Außenverzahnung
26 erste Kurvenscheibe
27 zweite Kurvenscheibe
28 Exzenter
35 Planetenräder
36 Planetenträger
37 Sonnenrad 40 Aufnahmen

Claims

Patentansprüche
1. Antriebsvorrichtung für Verstelleinrichtungen von Kraftfahrzeugen mit einem wenigstens zweiteiligen Gehäuse (1), in dem eine elektrische Antriebseinheit (2) und eine damit in Wirkverbindung stehende Getriebeeinheit (3) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (1) als Teil der Getriebeeinheit (3) ausgebildet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Gehäuse (1) eine Innenverzahnung (4) für einen Eingriff einer Außenverzahnung (5) eines Teils der Getriebeeinheit (3) angeordnet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (1) ein Deckelelement (6) und ein Aufnahmeelement (7) aufweist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Deckelement
(4) oder das Aufnahmeelement (5) des Gehäuses (1) als Teil der Getriebeeinheit (3) ausgebildet ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenverzahnung (4) an dem Deckelement (4) oder an dem Aufnahmeelement
(5) des Gehäuses (1) angeordnet ist.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Antriebseinheit (2) einen Elektromotor (7), insbesondere einen bürstenlosen Elektromotor (7), aufweist.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Getriebeeinheit (3) ein Exzentergetriebe, insbesondere ein Zykloidgetriebe (8) oder ein Spannungswellengetriebe, insbesondere ein Harmonic-Drive-Getriebe (9), oder ein Planetengetriebe (10) aufweist.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Steuereinheit (11 ) für die Antriebseinheit (2) aufweist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (11) auf einer Leiterplatte (12), insbesondere auf einer flexiblen Leiterplatte (12) angeordnet ist, wobei die Leiterplatte (12) vorzugsweise als gedruckte Schaltung mit bevorzugt integrierten Schaltungen bzw. Schaltkreisen ausgebildet ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatte (12) innerhalb des Gehäuses (1) angeordnet ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatte (11 ) innerhalb des Gehäuses (1 ) parallel zur Antriebswelle (13) der Antriebseinheit (2) angeordnet ist.
12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit (2) mit der Getriebeeinheit (3) innerhalb des wenigstens zweiteiligen Gehäuses (1 ) rotationssymmetrisch ausgebildet ist.
13. Verfahren zur Montage einer Antriebsvorrichtung für Verstelleinrichtungen von Kraftfahrzeugen nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstelleinrichtung an einer Kraftfahrzeugkarosserie oder an einem mit der Kraftfahrzeugkarosserie verbunden Bauteil montiert oder befestigt wird, bevor die Antriebsvorrichtung an der Verstelleinrichtung montiert wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsvorrichtung sowohl für linke als auch rechte Varianten der Verstelleinrichtung von Kraftfahrzeugen montierbar ist.
15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsvorrichtung an seilzugbetätigten Verstelleinrichtungen von Kraftfahrzeugen unabhängig von der Verlegung des Seilzuges der seilzugbetätigten Verstelleinrichtung montierbar ist.
16. Kraftfahrzeugbauteilverstelleinrichtung mit einer Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12.
17. Kraftfahrzeugbauteilverstelleinrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Fensterheberverstelleinrichtung oder als Laderaumabdeckvorrichtung oder als Schiebedach ausgebildet ist.
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