Die Erfindung betrifft einen Verstellantrieb für ein Verstellelement eines Kraftfahrzeugs. Des Weiteren betrifft die Erfindung die Verwendung einer Schnecke in einem solchen Verstellantrieb, insbesondere in einem Getriebe eines solchen Verstellantriebs.

Verstellantriebe kommen in Kraftfahrzeugen zur Verstellung von verschiedenen Verstellelementen (auch: „Stellelementen“) zum Einsatz. Beispielsweise handelt es sich bei diesen Verstellelementen um verstellbare Fensterscheiben, Kofferraumdeckel, Schiebedächer, Faltdächer oder dergleichen. Üblicherweise kommen als Krafterzeugungselemente Elektromotoren zum Einsatz. Diese werden häufig - insbesondere um eine möglichst flache Bauform des Verstellantriebs zu ermöglichen - mittels eines Getriebes, das eine (zumindest etwa) 90 Grad-Urn lenkung aufweist, mit dem entsprechenden Verstellelement gekoppelt. Üblicherweise handelt es sich bei einem solchen Getriebe um ein Schraubwälz-Getriebe, insbesondere um landläufig als „Schneckengetriebe“ bezeichnete Getriebe, die eine mit der Motorwelle des Elektromotors gekoppelte, insbesondere fluchtend angeordnete, Schnecke, deren Verzahnung schraubengangartig oder helix-artig ausgebildet ist, sowie ein Schneckenrad, dessen Achse um etwa 90 Grad zur Achse der Schnecke versetzt ist, aufweisen. „Etwa“ wird hierbei als ein Bereich von etwa 15 Grad um die exakte 90 Grad-Stellung verstanden. Es ist dabei bekannt, auch in einem Winkel von größer oder kleiner 90 Grad zueinander angeordnet Achsen einzusetzen, beispielsweise um die Überdeckung der Zähne zwischen Schnecke und Schneckenrad zu vergrößern. Herkömmliche Werkstoffe für Getriebe sind üblicherweise Stähle, da diese meist zäh, härtbar und/oder vergleichsweise gut spanend bearbeitbar sind. Damit sind diese gut geeignet für vergleichsweise stark belastete Getriebe. Häufig kommen auch - insbesondere in weniger starken Belastungen ausgesetzten Getrieben - auch Messing-Legierungen zum Einsatz. Diese zeichnen sich unter anderem durch gute Notlaufeigenschaften aus.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Verstellantrieb für ein Verstellelement eines Kraftfahrzeugs zu verbessern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Verstellantrieb mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Des Weiteren wird diese Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch eine Verwendung einer Schnecke mit den Merkmalen des Anspruchs 7. Vorteilhafte und teils für sich erfinderische Ausführungsformen und Weiterentwicklungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung dargelegt.

Der erfindungsgemäße Verstellantrieb ist zur Verstellung eines Verstellelements eines (insbesondere landgestützten, vorzugsweise radgebundenen) Kraftfahrzeugs eingerichtet und vorgesehen. Bei einem solchen Verstellelement handelt es sich vorzugsweise um ein beliebiges zwischen vorgegebenen Stellungen (sowie vorzugsweise entlang eines vorgegebenen Wegs) bewegbares Element eines solchen Kraftfahrzeugs. Beispielsweise ist der Verstellantrieb als Fensterheberantrieb für eine verstellbare Fensterscheibe dieses Kraftfahrzeugs ausgebildet.

Der erfindungsgemäße Verstellantrieb weist einen Elektromotor und ein diesem Elektromotor nachgelagertes Getriebe auf. Dieses Getriebe umfasst eine Schnecke. Mithin ist das Getriebe als ein solches ausgebildet, das eine Umlenkung um etwa 90 Grad (+/- 15 Grad) realisiert. Die Schnecke ist dabei aus einer Aluminium- Legierung gebildet. Aluminium hat gegenüber Messing oder auch Stahl den Vorteil, dass es eine vergleichsweise geringe Dichte aufweist und somit zum Leichtbau des Verstellantriebs, also zur Gewichtsersparnis, beiträgt. Insbesondere ist bei gleichen gewichtsbezogenen Kosten (insbesondere im Vergleich der Aluminium-Legierung zu Messing) auch eine Kosteneinsparung - aufgrund der vorstehend beschriebenen Gewichtsersparnis - möglich.

Die erfindungsgemäße Verwendung sieht die Verwendung einer Schnecke, die aus einer Aluminium-Legierung gebildet ist, in einem Getriebe eines Verstellantriebs für ein Verstellelement eines Kraftfahrzeugs, insbesondere einem Fensterheberantrieb für eine verstellbare Fensterscheibe eines Kraftfahrzeugs, vor. Vorzugsweise wird also die vorstehend und im Folgenden näher beschriebene Schnecke erfindungsgemäß in dem Getriebe des Verstellantriebs, konkret des Fensterheberantriebs, verwendet. Somit teilen sich der Verstellantrieb und die Verwendung die gleichen hier und im Folgenden beschriebenen körperlichen Merkmale sowie die sich aus diesen ergebenden Vorteile.

In einer bevorzugten Ausführung ist die Aluminium-Legierung für die Schnecke derart gewählt, dass deren mechanische Eigenschaften einem Messing, das für verzahnte Getriebeelemente, insbesondere für Getriebeschnecken, üblicherweise eingesetzt wird, bspw. einem CuZn37, angenähert sind. Unter „angenähert“ wird dabei vorzugsweise verstanden, dass die Werte der entsprechenden Eigenschaften der Aluminium-Legierung in der gleichen Größenordnung, insbesondere innerhalb eines Bereichs von vorzugsweise 10 bis 20 Prozent um den Wert des Messings liegen. Bspw. liegt die sogenannte Zugfestigkeit der Aluminium-Legierung bis zu 60 N/mm ² oberhalb des Werts des Messings (für CuZn37 etwa bei 380 N/mm ² ). Vorzugsweise liegen auch ein thermischer Ausdehnungskoeffizient und eine thermische Wärmeleitfähigkeit in einem solchen Bereich um den entsprechenden Wert von Messing. Dadurch kann Messing vorteilhafterweise nahezu ohne Veränderung der Eigenschaften ersetzt werden.

In einer weiteren bevorzugten Ausführung ist die Aluminium-Legierung für die Schnecke derart gewählt, dass die Aluminium-Legierung einen nominellen (d. h. bezogen auf deren chemische Bezeichnung) Aluminium-Anteil von mehr als 93 Gew.-%, vorzugweise von mehr als 94, bevorzugt von gleich oder mehr als 95 Gew.-% aufweist. Häufig ist der Anteil der einzelnen Legierungsbestandteile gegenüber der chemischen Bezeichnung einer Schwankung zwischen einer llnter- und einer Obergrenze unterworfen, so dass bei einer Werkstoffanalyse bei nominell gleichen Werkstoffen - zumindest theoretisch - über alle Legierungsbestandteile hinweg Abweichungen von 1 Gew.-% oder sogar mehr auftreten können. So kann bspw. eine Aluminium-Legierung mit der chemischen Bezeichnung AICu4Mg1 (auch bekannt unter den Bezeichnungen 3.1355 oder EN AW 2024) entgegen des nominellen Anteils von Kupfer von bis zu 4,9 Gew.-% und Magnesium bis zu 1 ,8 Gew.-% enthalten, obwohl die Bezeichnung auf einen nominellen Anteil an Legierungsbestandteilen von gesamt etwa 5 Gew.-% hinweist.

In einer zweckmäßigen Ausführung ist die Schnecke aus einer Aluminium-Legierung gebildet, die derart gewählt ist, dass diese zinkfrei ist oder alternativ einen Anteil von Zink unterhalb von 7 Gew.-%, vorzugsweise von unter 4 Gew.-%, insbesondere von unter 2 Gew.-%, besonders bevorzugt unter 1 Gew.-%, aufweist. Dieser niedrige Anteil von Zink in der Aluminium-Legierung hat den Vorteil, dass die Aluminium-Legierung eine vergleichsweise geringe Sprödigkeit aufweist und somit ein Risiko für Brüche verringert ist.

In einer bevorzugten Ausführung ist die Schnecke aus AICu4Mg1 gebildet. Alternativ ist die Schnecke aus AISil MgMn (auch bekannt unter den Bezeichnungen 3.2315 oder EN AW 6082) gebildet.

In einer zweckmäßigen Ausführung ist die Schnecke separat von einer Motorwelle des Elektromotors ausgebildet und mit der Motorwelle verbunden. Alternativ ist die Schnecke einstückig, d. h. monolithisch, mit der Motorwelle ausgebildet.

Alternativ zu dem Fensterheberantrieb kann der Verstellantrieb auch als Antrieb für ein verstellbares Teil eines Fahrzeugsitzes, für ein Fahrzeug-Schloss, für ein Schiebedach, ein Fahrzeugverdeck, eine Tür des Kraftfahrzeugs oder dergleichen ausgebildet sein. Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:

Fig. 1 in einer Schemazeichung einen elektrischen Fensterheber eines Kraftfahrzeugs,

Fig. 2 in einer Teilschnittdarstellung schematisch einen Fensterheberantrieb, und

Fig. 3 in einer ausschnitthaften Teilschnittdarstellung schematisch ein weiteres Ausführungsbeispiel des Fensterheberantriebs.

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren stets mit gleichen Bezugszeichen versehen.

In Fig. 1 ist schematisch ein Fensterheber 1 eines Kraftfahrzeugs dargestellt. Der Fensterheber 1 umfasst einen Verstellantrieb 2 (oder im vorliegenden Fall: „Fensterheberantrieb“), mittels dessen ein Verstellelement, hier eine Fahrzeugscheibe 4 verstellt, insbesondere also geöffnet oder geschlossen werden kann. Der Verstellantrieb 2 weist dazu einen auf einer Grundplatte 6 montierten Elektromotor 8 auf, der über ein Getriebe 10 (s. Fig. 2) eine Seiltrommel 12 antreibt, um die mehrere Windungen eines zu einer Schlaufe geschlossenen Seils 14 gewickelt sind. Das Seil 14 wird über Seilumlenkrollen 16 entlang einer Führungsschiene 18 geführt, auf der mittels des Seils 14 ein Mitnehmer 20 mit einer Hebeschiene 22 zur Aufnahme der Fahrzeugscheibe 4 infolge einer entsprechenden Ansteuerung des Verstellantriebs 2 bewegt wird. Mittels des Seils 14 wird demnach die Verstellkraft, d.h. ein antriebsseitiges Drehmoment des Elektromotors 8 auf die Fahrzeugscheibe 4 übertragen, die je nach Drehrichtung des Elektromotors 8 entlang eines Verstellweges zwischen einer Schließposition und einer Offenposition angehoben oder abgesenkt werden kann.

In Fig. 2 ist der Verstellantrieb 2 näher dargestellt. Der Verstellantrieb 2 umfasst den Elektromotor 8 mit einem in einem Motor- oder Polgehäuse 24 und einem da- mit über eine Flanschverbindung verbundenen Getriebegehäuse 26 drehbeweglich gelagerten, bewickelten Rotor 28 sowie einen aus Dauermagneten gebildeten Stator 30. Der Elektromotor 8 treibt über dessen Motorwelle 32 das Getriebe 10 mit einer wellenfesten Schnecke 34 und mit einem im Getriebegehäuse 26 drehbeweglich gelagerten Schneckenrad 36 an.

Der Verstellantrieb 2 umfasst des Weiteren eine Elektronik oder ein Elektronikmodul 38 mit einer bauteilbestückten Leiterplatte 40. Auf der Leiterplatte 40 ist außerdem, der Motorwelle 32 zugewandt, ein Hall-Sensor 42 angeordnet. Die Leiterplatte 40 verläuft quer (senkrecht) zur Motorwelle 32, so dass der Hall-Sensor 42 einem drehfest auf der Motorwelle 32 angeordneten Ringmagnet 44 möglichst gering axial beabstandet gegenübersteht. Der Hall-Sensor 42 erfasst ein sich bei rotierendem Ringmagneten 44 änderndes Magnetfeld. Dies führt in Abhängigkeit von der Anzahl der Magnetpole des Ringmagneten 44 zu einer Anzahl von zählbaren Hall-Impulsen, die zur Bestimmung der Motordrehzahl und der Drehrichtung des Elektromotors 8 von dem Elektronikmodul 38 ausgewertet werden. Zur Drehrichtungsbestimmung weist der Hall-Sensor 42 in geeigneter, nicht näher dargestellter Art und Weise zwei zueinander beabstandete Sensorflächen auf, so dass aus der Abfolge der von den Sensorflächen zeitlich versetzt erzeugten Zählimpulsfolgen die jeweilige Drehrichtung identifiziert wird.

In Fig. 2 ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, in dem die Schnecke 34 einteilig mit der Motorwelle 32 gefertigt ist.

In einem alternativen Ausführungsbeispiel, dargestellt in Fig. 3 ist die Schnecke 34 dagegen separat von der Motorwelle 32 gefertigt und auf die Motorwelle 32 gefügt.

Die Schnecke 34 ist außerdem aus einer Aluminium-Legierung, konkret aus AICu4Mg1 , ausgebildet. Dadurch weist die Schnecke 34 zu einer üblichen Messinglegierung vergleichbare, konkret näherungsweise gleichwertige mechanische Eigenschaften auf, jedoch unter Gewichts- und Kosteneinsparung. Im Fall des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 2 ist hierbei auch die Motorwelle 32 aus dieser Aluminiumlegierung gefertigt. Im Fall des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 3 ist die Motorwelle 32 aus einem anderen Material, insbesondere einem Metall, vorzugsweise aus einem Stahl, gefertigt.

Der Gegenstand der Erfindung ist nicht auf das vorstehend beschriebene Ausfüh- rungsbeispiel beschränkt. Vielmehr können weitere Ausführungsformen der Erfindung von dem Fachmann aus der vorstehenden Beschreibung abgeleitet werden.

Bezugszeichenliste

1 Fensterheber

2 Verstellantrieb

4 Fahrzeugscheibe

6 Grundplatte

8 Elektromotor

10 Getriebe

12 Seiltrommel

14 Seil

16 Seilumlenkrollen

18 Führungsschiene

20 Mitnehmer

22 Hebeschiene

24 Polgehäuse

26 Getriebegehäuse

28 Rotor

30 Stator

32 Motorwelle

34 Schnecke

36 Schneckenrad

38 Elektronikmodul

40 Leiterplatte

42 Hall-Sensor

44 Ringmagnet