DE102007059564A1

DE102007059564A1 - Antriebseinrichtung

Info

Publication number: DE102007059564A1
Application number: DE102007059564A
Authority: DE
Inventors: Marian Bochen
Original assignee: Stabilus GmbH
Current assignee: Stabilus GmbH
Priority date: 2007-12-11
Filing date: 2007-12-11
Publication date: 2009-06-25
Anticipated expiration: 2027-12-12
Also published as: US8286518B2; DE102007059564B4; DE102007059564C5; US20090145036A1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Antriebseinrichtung, insbesondeere für eine Klappe eines Fahrzeugs, mit einem mit einem feststehenden Bauteil oder einem bewegbaren Bauteil verbindbaren ersten Befestigungelement 22 und einem an dem dem ersten Befestigungselement 22 entgegengesetzten Ende axial relativ dazu bewegbaren Gehäuserohr 1, das an seinem dem ersten Befestigungselement 22 entgegengesetzten Ende ein mit dem bewegbaren Bauteil oder dem feststehenden Bauteil befestigbares zweites Befestigungselement 26 aufweist. Mit einem eine Gewindespindel 6 und eine auf der Gewindespindel 6 angeordnete Spindelmutter 20 aufweisenden Spindeltrieb, durch den das erste Befestigungselement 22 und das Gehäuserohr 1 axial relativ zueinander bewegbar antreibbar sind, wobei der Spindeltrieb von einem Drehantrieb drehbar antreibbar ist und die Hubposition des ersten Befestigungselements 22 durch einen Sensor erfassbar ist. Durch die Gewindespindel ist ein Dauermagnet 14 in Spindellängsrichtung entlang des Empfindlichkeitsbereichs eines fest angeordneten Magnetfeldsensors bewegbar antreibbar.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Antriebseinrichtung, insbesondere für eine Klappe eines Fahrzeugs, mit einem mit einem feststehenden Bauteil oder einem bewegbaren Bauteil verbindbaren ersten Befestigungselement und einem an dem dem ersten Befestigungselement entgegengesetzten Ende axial relativ dazu bewegbaren Gehäuserohr, das an seinem dem ersten Befestigungselement entgegengesetzten Ende ein mit dem bewegbaren Bauteil oder dem feststehenden Bauteil befestigbares zweites Befestigungselement aufweist, mit einem eine Gewindespindel und eine auf der Gewindespindel angeordneten Spindelmutter aufweisenden Spindeltrieb, durch den das erste Befestigungselement und das Gehäuserohr axial relativ zueinander bewegbar antreibbar sind, wobei der Spindeltrieb von einem Drehantrieb drehbar antreibbar ist und die Hubposition des ersten Befestigungselements durch einen Sensor erfassbar ist.
Bei einer derartigen Antriebseinrichtung ist es bekannt durch einen Linearpotentiometer die Hubposition und durch einen Hall-Sensor die Spindelumdrehungen zu erfassen.
Diese Ausbildung erfordert einen großen Bauraum und einen aufwendigen Aufbau.
Aufgabe der Erfindung ist es daher eine Antriebseinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die einen kompakten und einfachen Aufbau aufweist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass durch die Gewindespindel ein Dauermagnet in Spindellängsrichtung entlang des Empfindlichkeitsbereichs eines fest angeordneten Magnetfeldsensors bewegbar antreibbar ist.
Diese Ausbildung zur Erfassung der Hubposition ermöglicht auch nach einer Unterbrechung der Energieversorgung die aktuell angenommene Hubposition der Antriebseinrichtung zu erfassen.
Die Hubpositionserfassung erfolgt berührungslos und somit verschleißfrei, was auch eine Wartung weitgehend nicht erfordert.
Magnetfeldsensoren sind dabei alle Sensoren, die eine von der magnetischen Feldstärke oder der magnetischen Induktion abhängige Größe in eine elektrische Größe umwandeln wobei die von der magnetischen Feldstärke oder der magnetischen Induktion abhängige Größe z. B. eine Spannungsinduktion oder ein Hall-Effekt sein kann.
Vorzugsweise ist der Magnetfeldsensor ein MR-Sensor (magnetoresistiver Sensor), so weist der Magnetfeldsensor eine hohe Empfindlichkeit auf und liefert große Ausgangssignale, was zu einer hohen Genauigkeit der Positionserfassung führt.
Der Dauermagnet kann an einem drehfesten Innengewindering angeordnet sein, dessen Innengewinde in das Außengewinde der Gewindespindel eingreift, wobei der Innengewindering vorzugsweise die Spindelmutter ist.
Zu einer Reduzierung des durch den MR-Sensor zu erfassenden Weges des Dauermagneten gegenüber dem Verstellweg der Spindelmutter führt es, wenn auf der Gewindespindel ein zylindrisches Außengewindeteil fest angeordnet ist, dessen Gewinde eine geringere Steigung als das Gewinde der Gewindespindel aufweist, wobei das Gewinde eines ringartigen Innengewindeteils in das Gewinde des Außengewindeteils eingreift und den Dauermagneten trägt.
Dadurch reduziert sich auch die Baugröße der Antriebseinrichtung.
Dazu kann in einfacher Ausbildung das Gewinde von Außengewindeteil und Innengewindeteil ein Feingewinde sein.
Um das Innengewindeteil auf einfache Weise an einem Drehen zu hindern aber eine Axialbewegung zuzulassen, kann das Innengewindeteil und/oder der Dauermagnet radial nach außen in eine sich axial zur Gewindespindel erstreckende, ortsfeste Linearführungsnut oder einen ortsfesten Linearführungsschlitz eingreifen, die oder der sich zumindest annähern über die Länge des Außengewindeteils erstreckt.
Zur einfachen Herstellbarkeit kann dabei die Linearführungsnut oder der Linearführungsschlitz in einem fest angeordneten ringartigen Linearführungsteil ausgebildet sein.
Um ein möglichst großes Ausgangssignal des Magnetfeldsensors zu erhalten, ist vorzugsweise der Magnetfeldsensor an der radial äußeren Seite der Linearführungsnut oder des Linearführungsschlitzes und somit nahe der Bewegungsbahn des Dauermagneten angeordnet.
Zu einer kompakten Ausbildung führt es, wenn der Drehantrieb im Gehäuserohr angeordnet ist.
Vorzugsweise ist der Drehantrieb ein Elektromotor, durch dessen Ausgangswelle die Gewindespindel drehbar antreibbar ist.
Zur Reduzierung der Drehzahl und Erhöhung des Drehmoments kann die Gewindespindel über ein Getriebe von dem Drehantrieb drehbar antreibbar sein, wobei die Anordnung des Getriebes im Gehäuserohr ebenfalls zu einer kompakten Ausbildung führt.
Zur Unterstützung der Ausfahrbewegung kann das erste Befestigungselement von einer Federkraft in Ausfahrrichtung von dem Gehäuserohr weg beaufschlagt sein, wobei in einfacher Ausbildung das erste Befestigungselement von einer an dem Gehäuserohr abgestützten Druckfeder, insbesondere Schraubendruckfeder beaufschlagt ist, die bauraumsparend die Gewindespindel mit Abstand umschließen kann.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen
1 eine Antriebseinrichtung im Längsschnitt
2 einen vergrößerten Ausschnitt der Antriebseinrichtung nach 1.
Die dargestellte Antriebseinrichtung besitzt ein einseitig durch einen Boden geschlossenes Gehäuserohr 1, in dem in Reihe hintereinander geschaltet ein von einem Elektromotor 2 drehbar antreibbares Getriebe 3 angeordnet ist, durch dessen Ausgangswelle 4 über eine Motorbuchse 8 und eine Spindelbuchse 5 eine Gewindespindel 6 drehbar antreibbar ist.
An dem Boden des Gehäuserohres 1 ist ein als Kugelpfanne ausgebildetes zweites Befestigungselement angeordnet.
Die axiale feste Spindelbuchse 5 ist über ein Wälzlager 7 drehbar in dem Gehäuserohr 1 gelagert.
Die Spindelbuchse 5 ragt in die Öffnung eines topfartigen Außengewinderings 9 hinein, dessen Boden 10 fest mit der Gewindespindel 6 verbunden ist.
Das Außengewinde 9 ist an seiner zylindrischen Mantelfläche mit einem Feingewinde 11 versehen, dessen Steigung geringer ist als die Steigung des Gewindes 12 der Gewindespindel 6.
In das Feingewinde 11 des Außengewindeteile 9 greift das entsprechende Gewinde eines Innengewindeteils 13 wesentlich geringerer axialer Länge als das Außengewindeteil 9 ein, das radial nach außen hervorstehend einen Dauermagneten 14 trägt.
Das Innengewindeteil 13 wiederum ist mit radialem Abstand von einem hülsenartigen Linearführungsteil 15 umschlossen, das sich über die ganze Länge des Außengewindeteils 9 erstreckt und mit seiner äußeren Mantelfläche fest in das Gehäuserohr 1 eingesetzt ist.
Der Dauermagnet 14 ragt radial nach außen durch einen im Linearführungsteil 15 ausgebildeten, sich axial zur Gewindespindel 6 erstreckenden Linearführungsschlitz 16, so dass das Innengewindeteil 13 gegen Verdrehen gesichert ist.
In einer Öffnung 17 des Gehäuserohres 1 ist im Bereich des Außengewindeteils 9 ein MR-Sensor 18 angeordnet, an dem und damit auch an dessen Empfindlichkeitsbereich durch Drehung der Gewindespindel 6 und damit auch des Außengewindeteils 9 der Dauermagnet 14 axial vorbeibewegbar ist.
Entsprechend der axialen Position des Innengewindeteils 13 auf dem Außengewindeteil 9 und damit des Dauermagneten 14 erzeugt der MR-Sensor 18 ein Ausgangssignal, das über einen Kabelanschluss 19 einer nicht dargestellten elektrischen oder elektronischen Einheit zuleitbar ist.
Der von dem MR-Sensor 18 erfassbare Bewegungsweg des Dauermagneten 14 entspricht annähernd dem Bewegungsweg einer auf der Gewindespindel 6 axial bewegbar angeordneten und verdrehgesicherten Spindelmutter 20.
An der Spindelmutter 20 ist innerhalb des Gehäuserohres 1 ein Spindelrohr 21 angeordnet, das die Gewindespindel 6 umschließt und dessen dem Elektromotor 2 abgewandtes Ende aus dem Gehäuserohr 1 herausgeführt ist und ein als Kugelpfanne ausgebildetes erstes Befestigungselement 22 trägt.
Ein Schutzrohr 23 ist mit seinem einen Ende im Bereich des ersten Befestigungselements 22 mit dem Spindelrohr 21 verbunden und umschließt teleskopartig den dem ersten Befestigungselement 22 zugewandten Endbereich des Gehäuserohres 1.
In dem dem Außengewindeteil 9 nahen Endbereich ist die Gewindespindel mit radialem Abstand von einer insbesondere vorgespannten Schraubendruckfeder 24 umschlossen, die sich mit ihrem einen Ende an einem fest mit dem Gehäuserohr 1 verbundenen Anschlag 25 und mit ihrem anderen Ende die Spindelmutter 20 in Ausfahrrichtung kraftbeaufschlagt.

1: Gehäuserohr
2: Elektromotor
3: Getriebe
4: Ausgangswelle
5: Spindelbuchse
6: Gewindespindel
7: Wälzlager
8: Motorbuchse
9: Außengewindeteil
10: Boden
11: Feingewinde
12: Gewinde
13: Innengewindeteil
14: Dauermagnet
15: Linearführungsteil
16: Linearführungsschlitz
17: Öffnung
18: MR-Sensor
19: Kabelanschluss
20: Spindelmutter
21: Spindelrohr
22: erstes Befestigungselement
23: Schutzrohr
24: Schraubendruckfeder
25: Anschlag
26: zweites Befestigungselement

Claims

Antriebseinrichtung, insbesondere für eine Klappe eines Fahrzeugs, mit einem mit einem feststehenden Bauteil oder einem bewegbaren Bauteil verbindbaren ersten Befestigungselement und einem an dem dem ersten Befestigungselement entgegengesetzten Ende axial relativ dazu bewegbaren Gehäuserohr, das an seinem dem ersten Befestigungselement entgegengesetzten Ende ein mit dem bewegbaren Bauteil oder dem feststehenden Bauteil befestigbares zweites Befestigungselement aufweist, mit einem eine Gewindespindel und eine auf der Gewindespindel angeordneten Spindelmutter aufweisenden Spindeltrieb, durch den das erste Befestigungselement und das Gehäuserohr axial relativ zueinander bewegbar antreibbar sind, wobei der Spindeltrieb von einem Drehantrieb drehbar antreibbar ist und die Hubposition des ersten Befestigungselements durch einen Sensor erfassbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Gewindespindel ein Dauermagnet (14) in Spindellängsrichtung entlang des Empfindlichkeitsbereichs eines fest angeordneten Magnetfeldsensors bewegbar antreibbar ist.
Antriebseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetfeldsensor ein MR-Sensor (18) (magnetoresistiver Sensor) ist.
Antriebseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Dauermagnet an einem drehfesten Innengewindering angeordnet ist, dessen Innengewinde in das Außengewinde der Gewindespindel eingreift.
Antriebseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Innengewindering die Spindelmutter ist.
Antriebseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Gewindespindel (6) ein zylindrisches Außengewindeteil (9) fest angeordnet ist, dessen Gewinde eine geringere Steigung als das Gewinde (12) der Gewindespindel (6) aufweist, wobei das Gewinde eines ringartigen Innengewindeteils (13) in das Gewinde des Außengewindeteils (9) eingreift und den Dauermagneten (14) trägt.
Antriebseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewinde von Außengewindeteil (9) und Innengewindeteil (13) ein Feingewinde (11) ist.
Antriebseinrichtung nach einem der Ansprüche 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Innengewindeteil und/oder der Dauermagnet (14) radial nach außen in eine sich axial zur Gewindespindel (6) erstreckende, ortsfeste Linearführungsnut oder einen ortsfesten Linearführungsschlitz (16) eingreift, die oder der sich zumindest annähern über die Länge des Außengewindeteils (9) erstreckt.
Antriebseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Linearführungsnut oder der Linearführungsschlitz (16) in einem fest angeordneten ringartigen Linearführungsteil (15) ausgebildet ist.
Antriebseinrichtung nach einem der Ansprüche 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetfeldsensor an der radial äußeren Seite der Linearführungsnut oder des Linearführungsschlitzes (16) angeordnet ist.
Antriebseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehantrieb im Gehäuserohr (1) angeordnet ist.
Antriebseinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehantrieb ein Elektromotor (2) ist, durch dessen Ausgangswelle die Gewindespindel (6) drehbar antreibbar ist.
Antriebseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewindespindel (6) über ein Getriebe (3) von dem Drehantrieb drehbar antreibbar ist.
Antriebseinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (3) im Gehäuserohr (1) angeordnet ist.
Antriebseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Befestigungselement (22) von einer Federkraft in Ausfahrrichtung von dem Gehäuserohr (1) weg beaufschlagt ist.
Antriebseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Befestigungselement (22) von einer an dem Gehäuserohr (1) abgestützten Druckfeder, insbesondere Schraubendruckfeder (24) beaufschlagt ist.
Antriebseinrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraubendruckfeder (24) die Gewindespindel (6) mit Abstand umschließt.