Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Türantriebsvorrichtung zum Verstellen einer Fahrzeugtür relativ zu einer Fahrzeugkarosserie nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine derartige Türantriebsvorrichtung umfasst ein erstes Ende und ein zweites Ende aufweisendes Verstellteil zum Bewirken eines Verschwenkens der Fahrzeugtür, eine elektromotorische Antriebseinheit und eine mit der Antriebseinheit verbindbare Abtriebseinheit, die zum Einleiten eine Verstellkraft in das Verstellteil mit dem Verstellteil gekoppelt ist.

Eine in der DE 10 2015 215 627 A1 beschriebene Türantriebsvorrichtung weist beispielsweise ein Verstellteil nach Art eines Fangbands auf, das gelenkig mit einer Fahrzeugkarosserie verbunden und über eine Antriebsvorrichtung auf Seiten der Fahrzeugtür verstellt werden kann, um auf diese Weise die Fahrzeugtür relativ zur Fahrzeugkarosserie zu bewegen. Die Antriebsvorrichtung weist eine Seiltrommel auf, die verdreht werden kann und über ein Übertragungselement in Form eines Zugseils mit dem Verstellteil in Form des Fangbands verbunden ist derart, dass durch Verdrehen der Seiltrommel das Verstellteil zu der Seiltrommel bewegt und dadurch die Fahrzeugtür verstellt werden kann.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Türantriebsvorrichtung zur Verfügung zu stellen, die eine einfache Bauweise ermöglicht, gegebenenfalls unter flexibler Skalierbarkeit und Anpassung zur Verwendung der Türantriebsvorrichtung an unterschiedlichen Fahrzeugtüren.

Diese Aufgabe wird durch eine Türantriebsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Demnach weist die Abtriebseinheit eine um eine Drehachse drehbare Spindel und eine mit der Spindel in Gewindeeingriffe stehende, mit dem zweiten Ende des Verstellteils gekoppelte Spindelmutter auf. Durch Verdrehen der Spindel ist die Spindelmutter axial entlang der Spindel verstellbar und dadurch das Verstellteil zum Verstellen der

Fahrzeugtür bewegbar. Das Verstellteil ist bei einem Verstellen der Spindelmutter mit dem ersten Ende entlang einer quer zur Drehachse der Spindel gerichteten Versatzrichtung lageveränderbar und ist in einer durch die Drehachse und die

Versatzrichtung aufgespannten Ebene gekrümmt ausgebildet.

Bei der Türantriebsvorrichtung wird eine Abtriebseinheit nach Art eines Spindeltriebes verwendet, über den Verstellkräfte in das Verstellteil zum Verstellen der Fahrzeugtür eingeleitet werden können. Ein solcher Spindeltrieb kann einfach mit wenigen Bauteilen aufgebaut sein und ermöglicht eine zuverlässige und belastbare Kraftübertragung.

Ein solcher Spindelantrieb ermöglicht zudem eine modulare Bauform, bei der gegebenenfalls die Antriebseinheit, die Abtriebseinheit und zwischengeschaltete weitere Einheiten modular ausgestaltet und modular miteinander verbunden werden können, wobei gegebenenfalls einzelne Einheiten skaliert werden können, um die Türantriebsvorrichtung für eine zur Verfügung zu stellende Leistung zu dimensionieren.

Die Antriebseinheit umfasst eine drehbare Spindel, die mit einer Spindelmutter in Gewindeeingriffe steht. Durch Verdrehen der Spindel kann die Spindelmutter axial entlang der Spindel verstellt werden, sodass auf diese Weise das mit der Spindelmutter gekoppelte Verstellteil bewegt und dadurch eine Verstellkraft zwischen der Fahrzeugtür und der Fahrzeugkarosserie bewirkt wird. Die Türantriebsvorrichtung kann hierbei zum Beispiel auf Seiten der Fahrzeugtür angeordnet sein. Dadurch, dass das Verstellteil einerseits mit der Abtriebseinheit der Türantriebsvorrichtung und andererseits mit der Fahrzeugkarosserie gekoppelt ist, kann auf diese Weise eine Verstellkraft zwischen der Fahrzeugtür und der Fahrzeugkarosserie bewirkt werden, um die Fahrzeugtür zwischen einer geschlossenen und einer geöffneten Stellung zu bewegen.

Dadurch, dass das Verstellteil gekrümmt ausgebildet ist, kann bei einem Verstellen des Verstellteils für ein Verschwenken der Fahrzeugtür eine Lageänderung des Verstellteils insbesondere im Bereich eines Durchtritts durch eine Gehäuseöffnung ausgeglichen werden. Das Verstellteil wirkt als ein Schubelement und dient zur Kopplung der als Spindeltrieb ausgebildeten Abtriebseinheit mit einer Fahrzeugbaugruppe, in die eine Verstellkraft eingeleitet werden soll.

Beispielsweise kann die Türantriebsvorrichtung an der Fahrzeugtür angeordnet sein und ist über das Verstellteil an der Fahrzeugkarosserie abgestützt. In diesem Fall wirkt das Verstellteil als Schubelement zwischen der Fahrzeugtür und der Fahrzeugkarosserie, um eine Verstellkraft zum Verstellen der Fahrzeugtür in die Fahrzeugkarosserie einzuleiten.

Bei einem Verstellen des Verstellteils, angetrieben durch die Spindelmutter, kommt es zu einem Lageversatz des ersten Endes des Verstellteils. Das Verstellteil ist an seinem zweiten Ende mit der Spindelmutter gekoppelt und dient dazu, über das erste Ende eine Verstellkraft in eine zugeordnete Fahrzeugbaugruppe einzuleiten. Bei einem Verschwenken der Fahrzeugtür wird hierbei die Lage des erstes Endes des Verstellteils quer zur Drehachse versetzt, entsprechend der Schwenkbewegung der Fahrzeugtür.

Dadurch, dass das Verstellteil in der durch die Drehachse und die Versatzrichtung ausgebildeten Ebene gekrümmt ausgebildet ist, kann diese Lageänderung insbesondere am Orte des Durchtritts durch eine Gehäusewandung ausgeglichen werden. Dies ermöglicht insbesondere, eine Dichtung am Austritt des Verstellteils aus der Abtriebseinheit bereitzustellen, sodass die Abtriebseinheit gegen einen Feuchtigkeitseintritt geschützt werden kann.

In einer Ausgestaltung ist die Abtriebseinheit in einer Gehäusebaugruppe eingefasst. Das Verstellteil erstreckt sich hierbei mit dem ersten Ende durch eine Gehäuseöffnung aus der Gehäusebaugruppe heraus, um außerhalb der Gehäusebaugruppe mit einer zugeordneten Fahrzeugbaugruppe zum Einleiten einer Verstellkraft in die Fahrzeugbaugruppe, zum Beispiel die Fahrzeugkarosserie, verbunden zu werden. In einer ersten Stellung ist das Verstellteil beispielsweise mit dem ersten Ende der Gehäuseöffnung angenähert. In einer verstellten, zweiten Stellung ist demgegenüber das Verstellteil mit dem ersten Ende - im Vergleich zur ersten Stellung, von der Gehäuseöffnung entfernt. Durch Verstellen zwischen der ersten Stellung und der zweiten Stellung kann eine Verstellkraft in die zugeordnete Fahrzeugbaugruppe eingeleitet werden, um die Fahrzeugtür relativ zur Fahrzeugkarosserie zu verstellen.

Das Verstellteil ist hierbei vorzugsweise derart gekrümmt, dass ein in der Gehäuseöffnung gelegener Abschnitt des Verstellteils einen entlang der Versatzrichtung gemessenen Versatz zur Drehachse aufweist, der bei einem Verstellen der Spindelmutter im Wesentlichen unverändert ist. Durch die Krümmung des Verstellteils wird ein Versatz des ersten Endes bei einem Verstellen des Verstellteils somit gerade ausgeglichen. Innerhalb der Gehäuseöffnung verbleibt das Verstellteil entlang der Versatzrichtung im wesentlichen lagefest, was ermöglicht, die Gehäuseöffnung klein auszubilden und einen Übergang zwischen der Gehäusebaugruppe und dem Verstellteil mittels eines geeigneten Dichtelements abzudichten.

In einer Ausgestaltung ist die Gehäusebaugruppe an einer Türwandung der Fahrzeugtür angeordnet. Das Verstellteil ist hierbei mit dem ersten Ende gelenkig mit der Fahrzeugkarosserie verbunden und somit an der Fahrzeugkarosserie abgestützt. Die Türantriebsvorrichtung ist demgegenüber fest an der Fahrzeugtür montiert und dazu über die Gehäusebaugruppe an der Fahrzeugtür befestigt. Das Verstellteil kann sich beispielsweise mit dem ersten Ende durch eine Öffnung in der Türwandung hindurcherstrecken, wobei die Öffnung der Türwandung zumindest teilweise deckungsgleich ist mit der Gehäuseöffnung der Gehäusebaugruppe, dabei aber kleiner oder größer ausgebildet sein kann.

In einer Ausgestaltung ist ein Dichtelement vorgesehen, das einen Übergang zwischen dem Verstellteil und der Türwandung im Bereich der in der Türwandung geformten Öffnung abdichtet. Das Dichtelement kann zwischen dem Verstellteil und der Türwandung wirken. Das Dichtelement kann aber auch zwischen dem Verstellteil und der Gehäusebaugruppe der Abtriebseinheit wirken.

In einer Ausgestaltung ist die Spindelmutter mit einem längs an der Gehäusebaugruppe geführten Führungsschlitten verbunden. Der Führungsschlitten kann durch Antreiben der Spindelmutter längs zu der Gehäusebaugruppe verstellt werden und stellt eine Kopplung zu dem Verstellteil, insbesondere dem zweiten Ende des Verstellteils her. Die Spindelmutter kann hierbei integral mit dem Führungsschlitten ausgebildet sein.

Alternativ kann die Spindelmutter gelenkig über ein Drehgelenk (mit einem Freiheitsgrad) oder über ein Kugelgelenk (mit zwei Freiheitsgraden) mit dem Führungsschlitten gekoppelt sein. Über eine mit Freiheitsgraden behaftete Kopplung der Spindelmutter mit dem Führungsschlitten können Lagetoleranzen zwischen Spindelmutter und Führungsschlitten und somit zu einer Führung an der Gehäusebaugruppe ausgeglichen werden.

Zusätzlich oder alternativ kann die Spindelmutter einen Freiheitsgrad zu der Spindel aufweisen, indem die Spindelmutter beispielsweise radial zur Drehachse mit Spiel an der Spindel angeordnet ist.

Wiederum zusätzlich oder alternativ kann die Spindelmutter auch ein radiales Spiel zu dem Führungsschlitten aufweisen.

Der Führungsschlitten ist vorzugsweise gelenkig mit dem Verstellteil gekoppelt, wobei eine solche gelenkige Verbindung mit einem Freiheitsgrad über ein Drehgelenk oder mit zwei Freiheitsgraden über ein Kugelgelenk hergestellt werden kann.

In einer Ausgestaltung weist die Türantriebsvorrichtung eine Übertragungseinheit zum Übertragen einer Drehbewegung von der Antriebseinheit auf die Abtriebseinheit auf. Die Übertragungseinheit kann hierbei eine Übersetzung oder eine Untersetzung zwischen einer Drehbewegung der Antriebseinheit und einer Drehbewegung der Spindel einstellen, wobei das Übertragungsverhältnis verstellbar sein kann.

In einer Ausgestaltung weist die Antriebseinheit eine Motorwelle auf, die um eine erste Längsachse drehbar ist. Die Drehachse der Spindel ist hierbei entlang einer zweiten Längsachse gerichtet, die sich parallel zur ersten Längsachse erstreckt und dabei quer zur ersten Längsachse beabstandet ist. Die erste Längsachse, um die die Motorwelle der Antriebseinheit drehbar ist, und die zweite Längsachse, um die die Spindel drehbar ist, sind somit nicht kollinear zueinander gerichtet, sondern parallel zueinander versetzt. Eine Drehbewegung der Motorwelle der Antriebseinheit um die erste Längsachse wird hierbei über die Übertragungseinheit in eine Drehbewegung der Spindel um die zweite Längsachse übertragen, sodass die Spindel angetrieben durch die Antriebseinheit in eine Drehbewegung um die zweite Längsachse versetzt werden kann. In einer Ausgestaltung weist die Übertragungseinheit ein um die erste Längsachse drehbares Eingangselement und ein um die zweite Längsachse drehbares Ausgangselement auf. Die Übertragungseinheit ist hierbei dazu ausgebildet, eine Drehbewegung des Eingangselements um die erste Längsachse in eine Drehbewegung des Ausgangselements um die zweite Längsachse zu übertragen. Das Eingangselement ist der Antriebseinheit zugeordnet und kann über die Antriebseinheit angetrieben werden. Das Ausgangselement ist demgegenüber der Spindel zugeordnet und überträgt eine Drehbewegung auf die Spindel, sodass über die Übertragungseinheit eine Drehbewegung von Seiten der Antriebseinheit auf die Spindel übertragen werden kann.

Das Eingangselement und das Ausgangselement können abhängig von der Bauform der Übertragungseinheit unterschiedlich ausgestaltet sein.

So kann die Übertragungseinheit in einer Ausgestaltung beispielsweise ein Stirnradgetriebe aufweisen. In diesem Fall sind das Eingangselement und das Ausgangselement zum Beispiel jeweils als Stirnrad ausgebildet und über ein Übertragungselement in Form eines zwischen dem eingangsseitigen Stirnrad und dem ausgangsseitigen Stirnrad angeordneten, weiteren Stirnrads miteinander gekoppelt.

In einer anderen Ausgestaltung weist die Übertragungseinheit ein Riemengetriebe auf. In diesem Fall sind das Eingangselement und das Ausgangselement jeweils als Getrieberad ausgebildet, die über ein Übertragungselement in Form eines Riemens miteinander wirkverbunden sind derart, dass eine Drehbewegung am Eingangselement in eine Drehbewegung am Ausgangselement übertragen wird.

In wiederum anderer Ausgestaltung weist die Übertragungseinheit ein stufenloses Getriebe auf. Ein solches stufenloses Getriebe ermöglicht eine variable Einstellung eines Übertragungsverhältnisses, sodass eine Übersetzung/Untersetzung, die durch die Übertragungseinheit zur Verfügung gestellt wird, variabel und stufenlos eingestellt werden kann.

In einer Ausgestaltung weist die Türantriebsvorrichtung zusätzlich eine Kupplungseinheit auf, die zwischen einem Kupplungszustand und einem Freilaufzustand geschaltet werden kann. In dem Kupplungszustand kuppelt die Kupplungseinheit die Antriebseinheit mit der Abtriebseinheit, sodass eine Drehbewegung von der Antriebseinheit auf die Abtriebseinheit übertragen werden kann, Verstellkräfte also über die Spindel und die Spindelmutter in das Verstellteil eingeleitet werden können. In dem Freilaufzustand ist ein Kraftfluss zwischen der Antriebseinheit und der Abtriebseinheit demgegenüber aufgehoben, sodass die Abtriebseinheit unabhängig von der Antriebseinheit verstellt werden kann. In diesem Freilaufzustand kann beispielsweise ein manuelles Verstellen der Fahrzeugtür möglich sein.

Zusätzlich kann die Kupplungseinheit auch in einen Bremszustand schaltbar sein. In diesem Bremszustand stellt die Kupplungseinheit eine Bremswirkung an der Abtriebseinheit und somit an der Fahrzeugtür zur Verfügung. In diesen Bremszustand kann die Kupplungseinheit geschaltet werden, um beispielsweise ein manuelles Verstellen der Fahrzeugtür zu bremsen oder die Fahrzeugtür in einer eingenommenen Stellung festzustellen (bei Ermöglichen eines Lösens der Fahrzeugtür aus der festgestellten Stellung durch Überwinden eines durch die Kupplungseinheit bereitgestellten Haltemoments).

Eine solche Kupplungseinheit kann beispielsweise nach Art einer Trommelbremse ausgestaltet sein, wie sie zum Beispiel in der DE 10 2015 215 627 A1 beschrieben ist. Eine solche Kupplungseinheit kann beispielsweise aber auch durch eine Lamellenkupplung, eine Magnetkupplung oder eine magnetorheologische Kupplung verwirklicht sein.

In einer Ausgestaltung ist die Antriebseinheit Bestandteil einer ersten Baugruppe und die Abtriebseinheit Bestandteil einer zweiten Baugruppe, die jeweils modular ausgebildet und modular miteinander verbindbar sind. Hierbei kann vorgesehen sein, dass die erste Baugruppe und die zweite Baugruppe in unterschiedlichen Stellungen zueinander angeordnet und miteinander wirkverbunden werden können, sodass die Bauform der Türantriebsvorrichtung beispielsweise abhängig von dem zur Verfügung stehenden Bauraum variabel angepasst werden kann.

Insbesondere kann die erste Baugruppe eine erste Gehäusebaugruppe und die zweite Baugruppe eine zweite Gehäusebaugruppe aufweisen. In der ersten Gehäusebaugruppe können beispielsweise die Antriebseinheit, eine Getriebeeinheit, eine Kupplungseinheit und gegebenenfalls auch die Übertragungseinheit zumindest teilweise eingefasst sein. Die zweite Gehäusebaugruppe kann demgegenüber beispielsweise die Abtriebseinheit einfassen. Hierbei kann vorgesehen sein, dass die erste Gehäusebaugruppe und die zweite Gehäusebaugruppe in unterschiedlichen Stellungen aneinander befestigbar sind. Die Lage der Baugruppen zueinander kann somit durch flexible Befestigungsmöglichkeit der Gehäusebaugruppen aneinander variabel angepasst werden. Einheiten der Türantriebsvorrichtung, insbesondere die Antriebseinheit, eine Getriebeeinheit, die Kupplungseinheit, die Übertragungseinheit und die Abtriebseinheit können jeweils modular ausgestaltet sein und können beispielsweise skalierbar sein, um an der Türantriebsvorrichtung eine variabel skalierbare Leistung zur Bereitstellung eines skalierbaren Drehmoments zur Verfügung zu stellen. Denkbar möglich kann hierbei auch sein, abhängig von Ausbaustufen der Türantriebsvorrichtung auf einzelne Funktionen zu verzichten, beispielsweise auf die Kupplungseinheit oder gar die Antriebseinheit, sodass ein (rein) manueller Türantrieb, der im Sinne einer Feststelleinrichtung wirkt, zur Verfügung gestellt werden kann.

Eine Türantriebsvorrichtung der beschriebenen Art kann als Türantrieb an einer Fahrzeugseitentür oder auch an einer Heckklappe oder einer anderen Fahrzeugöffnung Verwendung finden.

Der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke soll nachfolgend anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Fahrzeugtür an einer

Fahrzeugkarosserie, mit einem gelenkig an der Fahrzeugkarosserie angeordneten, bei einem Verschwenken der Fahrzeugtür relativ zu der Fahrzeugtür bewegten Verstellteil in Form eines Schubelements;

Fig. 2 eine Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer Türantriebsvorrichtung;

Fig. 3 eine andere Ansicht der Türantriebsvorrichtung;

Fig. 4 eine Ansicht der Türantriebsvorrichtung, ohne ein eine Abtriebseinheit in

Form eines Spindelgetriebes einfassendes Gehäuseteil;

Fig. 5 eine andere Ansicht der Anordnung gemäß Fig. 4;

Fig. 6 eine Ansicht der unterschiedlichen Einheiten der Türantriebsvorrichtung;

Fig. 7 eine andere Ansicht der unterschiedlichen Einheiten der

Türantriebsvorrichtung; Fig. 8 eine Ansicht der Türantriebsvorrichtung, mit einer Übertragungseinheit nach Art eines Stirnradgetriebes;

Fig. 9 eine Ansicht der Türantriebsvorrichtung, mit einer Übertragungseinheit nach Art eines Riemengetriebes;

Fig. 10 eine Ansicht der Türantriebsvorrichtung mit einer Übertragungseinheit nach Art eines stufenlosen Getriebes;

Fig. 11A-C Ansichten eines stufenlosen Getriebes bei unterschiedlichen

Übertragungsverhältnissen;

Fig. 12A-C andere Ansichten des stufenlosen Getriebes bei den unterschiedlichen

Übertragungsverhältnissen;

Fig. 13A-C Seitenansichten des stufenlosen Getriebes bei den unterschiedlichen

Übertragungsverhältnissen;

Fig. 14 eine Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer Türantriebsvorrichtung mit einem gekrümmten Verstellteil;

Fig. 15 eine andere Ansicht der Türantriebsvorrichtung;

Fig. 16 eine Draufsicht auf die Türantriebsvorrichtung;

Fig. 17A eine schematische Ansicht eines gekrümmten Verstellteils, in einer ersten

Stellung;

Fig. 17B eine schematische Ansicht des Verstellteils, in einer zur ersten Stellung verstellten, zweiten Stellung;

Fig. 18 eine Ansicht der Türantriebsvorrichtung an einer Türwandung einer

Fahrzeugtür; und

Fig. 19 eine andere Ansicht der Anordnung gemäß Fig. 18. Fig. 1 zeigt eine schematische Ansicht eines Fahrzeugs 1 mit einer Fahrzeugkarosserie 10 und einer um ein Türscharnier 111 gelenkig an der Fahrzeugkarosserie 10 angeordneten Fahrzeugtür 11 , die entlang einer Öffnungsrichtung O relativ zu der Fahrzeugkarosserie 10 verschwenkt werden kann, um eine Türöffnung freizugeben oder zu verschließen.

Zwischen der Fahrzeugkarosserie 10 und der Fahrzeugtür 11 wirkt eine Türantriebsvorrichtung 2, die ein Verstellteil 21 in Form eines Schubelements aufweist und zum Feststellen und/oder Verstellen der Fahrzeugtür 11 relativ zu der Fahrzeugkarosserie 10 dient. Das Verstellteil 21 in Form des Schubelements ist um ein Gelenk 20 an der Fahrzeugkarosserie 10, beispielsweise an der A-Säule des Fahrzeugs 1 , gelenkig angeordnet und bewegt sich bei einem Verschwenken der Fahrzeugtür 11 relativ zu der Fahrzeugtür 11. Das Verstellteil 21 ragt hierzu mit einem Ende 211 in einen Türinnenraum 110 der Fahrzeugtür 11 hinein und bewegt sich bei einem Verstellen der Fahrzeugtür 11 in diesem Türinnenraum 110.

Fig. 2 bis 7 zeigen unterschiedliche Ansichten eines Ausführungsbeispiels einer Türantriebsvorrichtung 2, die eine Antriebseinheit 22 in Form eines Elektromotors zum Antreiben einer Verstellbewegung der Fahrzeugtür 11 und eine Abtriebseinheit 26 in Form eines Spindeltriebes zum Übertragen einer Verstellkraft auf das Verstellteil 21 aufweist. Das Verstellteil 21 ist mit einem Ende 210 mit der Fahrzeugkarosserie 10 gelenkig verbunden. Die Türantriebsvorrichtung 2 ist an der Fahrzeugtür 11 angeordnet und dazu beispielsweise über Befestigungsstellen 273 an einem Gehäuseteil 272 eines Gehäuses 27 zu einer Rahmenstruktur der Fahrzeugtür 11 festgelegt.

Die Abtriebseinheit 26 ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel als Spindeltrieb ausgebildet, wie dies insbesondere aus Fig. 4 und 5 ersichtlich ist. Der Spindeltrieb weist eine Spindel 260 auf, an deren umfänglicher Außenfläche ein Gewinde geformt ist, über das eine Spindelmutter 261 mit der Spindel 260 in Gewindeeingriff steht. Die Spindelmutter 261 ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel integral mit einem Führungsschlitten 262 ausgebildet, der an einander gegenüberliegenden Seiten über Längsführungen in dem den Spindeltrieb einfassenden Gehäuseteil 272 (siehe zum Beispiel Fig. 6 und 7) geführt und dazu mit Führungsstegen 277 (siehe Fig. 7) innerhalb des Gehäuseteils 272 gleitend in Eingriff steht.

Die Spindel 260 ist um eine entlang einer Längsachse L2 erstreckte Drehachse drehbar. Durch Verdrehen der Spindel 260 kann somit - aufgrund des Gewindeeingriffs - die Spindelmutter 261 längs entlang der Längsachse L2 zu der Spindel 260 bewegt werden. Dadurch, dass das Verstellteil 21 über sein von dem Ende 210 abliegendes Ende 211 mit der Spindelmutter 261 gekoppelt ist, kann durch Verstellen der Spindelmutter 261 das Verstellteil 21 längs bewegt und damit die Fahrzeugtür 11 relativ zur Fahrzeugkarosserie 10 verstellt werden.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind unterschiedliche Einheiten vorgesehen, um eine (schaltbare) Wirkverbindung zwischen der Antriebseinheit 22 und der Abtriebseinheit 26 herzustellen.

Die Antriebseinheit 22 in Form des Elektromotors weist eine Motorwelle 220 auf, die um eine entlang einer Längsachse L1 gerichtete Drehachse drehbar ist. Die Längsachse L1 ist hierbei parallel zur Längsachse L2, um die die Spindel 260 drehbar ist, gerichtet, dabei aber quer entlang einer Querachse Q zu der Längsachse L2 versetzt, wie dies zum Beispiel aus Fig. 4 und 5 ersichtlich ist.

Über die Motorwelle 220 steht die Antriebseinheit 22 mit einer Getriebeeinheit 23 in Wirkverbindung, die beispielsweise ein Planetengetriebe, Zykloidengetriebe oder Harmonic-Drive-Getriebe verwirklichen kann und über die eine Drehbewegung der Motorwelle 220 übersetzt wird in eine Drehbewegung einer Welle 230.

An die Getriebeeinheit 23 schließt eine Kupplungseinheit 24 an, die beispielsweise nach Art einer Trommelbremse, als Lamellenkupplung, als Magnetkupplung oder als magnetorheologische Kupplung ausgebildet sein kann und dazu dient, zwischen unterschiedlichen Zuständen zu schalten, um eine Wirkverbindung zwischen der Antriebseinheit 22 und der Abtriebseinheit 26 herzustellen oder aufzuheben oder eine Bewegung an der Abtriebseinheit 26 zu bremsen.

So kann die Kupplungseinheit 24 in einen Kupplungszustand geschaltet werden, in dem die Antriebseinheit 22 über die Kupplungseinheit 24 mit der Abtriebseinheit 26 wirkverbunden ist und eine Drehbewegung von der Antriebseinheit 22 somit auf die Abtriebseinheit 26 übertragen werden kann. In diesem Kopplungszustand kann die Spindel 260 elektromotorisch über die Antriebseinheit 22 angetrieben werden.

Die Kupplungseinheit 24 kann in einen Freilaufzustand geschaltet werden, in dem ein Kraftfluss zwischen der Antriebseinheit 22 und der Abtriebseinheit 26 unterbrochen ist und die Abtriebseinheit 26 somit unabhängig von der Antriebseinheit 22 verstellt werden kann. In diesen Freilaufzustand kann die Kupplungseinheit 24 beispielsweise geschaltet werden, wenn ein manuelles Verstellen der Fahrzeugtür 11 ermöglicht werden soll.

Zudem kann die Kupplungseinheit 24 optional in einen Bremszustand geschaltet werden, in dem eine Bewegung an der Abtriebseinheit 26 gebremst wird, beispielsweise um eine manuelle Verstellbewegung zu kontrollieren oder die Fahrzeugtür 11 in einer gerade eingenommenen Position festzustellen.

An die Kupplungseinheit 24 schließt eine Übertragungseinheit 25 an, die dazu dient, eine Drehbewegung an der ersten Längsachse L1 in eine Drehbewegung der Spindel 260 um die zweite Längsachse L2 zu übertragen. Über die Übertragungseinheit 25 wird ein Drehmoment somit von der Kupplungseinheit 24 entlang der Querachse Q übertragen und in die Spindel 260 eingeleitet, sodass die Spindel 260 zum Verstellen der Spindelmutter 261 und darüber das Verstellteil 21 angetrieben werden kann.

Die Getriebeeinheit 23 und die Kupplungseinheit 24 sind in ein Gehäuseteil 270 in Form eines zylindrischen Gehäuserohrs eingefasst, an das ein Gehäuseabschnitt 274 anschließt, der zusammen mit einem Gehäuseteil 271 die Übertragungseinheit 25 einfasst. Das der Abtriebseinheit 26 zugeordnete Gehäuseteil 272 kann mit dem Gehäuseabschnitt 274 (oder dem Gehäuseteil 271) verbunden werden, um auf diese Weise die Türantriebsvorrichtung 2 zu komplettieren.

Die Übertragungseinheit 25 kann bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel in unterschiedlicher Weise verwirklicht sein, wobei aus unterschiedlichen Übertragungseinheiten 25 nach Art eines Baukastens ausgewählt werden kann, um die Türantriebsvorrichtung 1 zu montieren, wie dies in Fig. 6 und 7 und zudem in Fig. 8 bis 10 dargestellt ist.

In einer ersten Ausgestaltung ist die Übertragungseinheit 25 mit einem Stirnradgetriebe 3 ausgebildet, das als Eingangselement 30 ein erstes Stirnrad, als Ausgangselement 32 ein zweites Stirnrad und als zwischen den Stirnrädern 30, 32 angeordnetes Übertragungselement 31 ein weiteres Stirnrad aufweist. Das Eingangselement 30 ist um die erste Längsachse L1 drehbar und steht mit der Kupplungseinheit 24 in Wirkverbindung. Das Ausgangselement 32 ist demgegenüber um die zweite Längsachse L2 drehbar und ist mit der Spindel 260 gekoppelt. Das Übertragungselement 31 kämmt mit dem Eingangselement 30 und dem Ausgangselement 32 und überträgt somit eine Drehbewegung des Eingangselements 30 in eine Drehbewegung des Ausgangselements 32 mit einem durch die Durchmesser der einzelnen Stirnräder bestimmten Übertragungsverhältnis.

In einer anderen, zweiten Ausgestaltung ist die Übertragungseinheit 25 durch ein Riemengetriebe 4 verwirklicht, das als Eingangselement 40 ein erstes Reibrad (oder Zahnrad) und als Ausgangselement 42 ein zweites Reibrad (oder Zahnrad) aufweist, die über ein Übertragungselement 41 in Form eines Reibriemens (oder auch eines Zahnriemens) miteinander gekoppelt sind. Das Eingangselement 40 ist wiederum mit der Kupplungseinheit 24 wirkverbunden, während das Ausgangselement 42 der Spindel 260 zugeordnet und drehtest mit der Spindel 260 verbunden ist.

In einer wiederum anderen, dritten Ausgestaltung ist die Übertragungseinheit 25 durch ein stufenloses Getriebe 5 verwirklicht, das ein verstellbares Eingangselement 50, ein verstellbares Ausgangselement 52 und ein das Eingangselement 50 mit dem Ausgangselement 52 koppelndes Übertragungselement 51 in Form eines Riemens aufweist.

Wie in Fig. 11A bis 11 C, 12A bis 12C und 13A bis 13C dargestellt, weist das Eingangselement 50 Getriebeelemente 500, 502 in Form von Kegelelementen auf, die axial entlang der Längsachse L1 zueinander verstellt werden können. Gleichermaßen weist das Ausgangselement 52 Getriebeelemente 520, 522 in Form von Kegelelementen auf, die axial entlang der Längsachse L2 zueinander verstellt werden können. Durch axiales Verstellen der Getriebeelemente 500, 502 einerseits und der Getriebeelemente 520, 522 andererseits kann das Übertragungsverhältnis zwischen dem Eingangselement 50 und dem Ausgangselement 52 stufenlos eingestellt werden.

So wird durch Verstellen der Getriebeelemente 500, 502 in eine Verstellrichtung A1 aufeinander zu das Übertragungselement 51 in Form des Riemens an dem Eingangselement 50 radial nach außen versetzt, indem das Übertragungselement 51 an einander zugewandten Konusflächen 501 , 503 der Getriebeelemente 500, 502 aufläuft wie dies im Übergang von Fig. 11A zu 11 B, Fig. 12A zu 12B und Fig. 13A zu 13B ersichtlich ist. Der Wirkradius an dem Eingangselement 50 wird somit (stufenlos) vergrößert. Synchron wird durch Verstellen der Getriebeelemente 520, 522 in eine Verstellrichtung A2 axial voneinander weg das Übertragungselement 51 in Form des Riemens an Konusflächen 521 , 523 der Getriebeelemente 520, 522 des Ausgangselements 52 radial nach innen versetzt, wie dies im Übergang von Fig. 11A zu 11 C, Fig. 12A zu 12C und Fig. 13A zu 13C ersichtlich ist. Der Wirkradius an dem Ausgangselement 22 wird somit (stufenlos) verkleinert. Im Ergebnis wird die Übersetzung der Drehbewegung vergrößert.

Durch umgekehrte Verstellung der Getriebeelemente 500, 502, 520, 522 kann die Übersetzung in umgekehrter Richtung angepasst werden.

Das Verstellen der Getriebeelemente 500, 502, 520, 522 kann in gesteuerter Weise durch eine Steuereinrichtung 6 erfolgen, die beispielsweise ein Stellglied aufweisen kann, das elektromotorisch oder elektromagnetisch (über eine Spule) angetrieben werden kann. Alternativ kann ein manuelles Einstellen der Übersetzung durch ein manuell zu betätigendes, mechanisches Stellglied vorgesehen sein.

Ist eine elektronische Steuerung zum Einstellen des Übertragungsverhältnisses vorgesehen, kann das Einstellen des Übertragungsverhältnisses beispielsweise in Abhängigkeit von einer Drehzahl oder einem Drehmoment an der Spindel 260 erfolgen.

Die unterschiedlichen Einheiten der Türantriebsvorrichtung 2 sind, in einem Ausführungsbeispiel, modular ausgestaltet und können modular miteinander kombiniert und skaliert werden. So können beispielsweise unterschiedlich dimensionierte Antriebseinheiten 22, unterschiedlich dimensionierte Getriebeeinheiten 23 und/oder unterschiedlich dimensionierte Kupplungseinheiten 24 zum Einsatz kommen, um an der Türantriebsvorrichtung 2 eine gewünschte Leistung und ein gewünschtes Drehmoment zur Verfügung zu stellen.

Die Abtriebseinheit 26 in Form des Spindeltriebes kann hierbei als Gleichteil zusammen mit unterschiedlichen Einheiten verwendet werden, wobei auch denkbar und möglich ist, zum Beispiel die Spindel 260 in Abhängigkeit von zum Beispiel einem bereitzustellenden Verstellweg auszuwählen, um zum Beispiel Spindeln 260 unterschiedlicher Länge zu verwenden.

Zudem ist möglich, die Türantriebsvorrichtung 2 in unterschiedlichen Ausbaustufen mit sämtlichen der Einheiten oder nur einer Untergruppe der Einheiten zu bestücken. Beispielsweise kann in einer (reduzierten) Ausbaustufe auf die Antriebseinheit 22 verzichtet werden, um einen manuellen Türantrieb, der eine Feststellfunktion und eine Dämpfungsfunktion für eine manuelle Verstellbewegung übernimmt, zur Verfügung zu stellen. Die Türantriebsvorrichtung 2 ist, in dem dargestellten Ausführungsbeispiel, so ausgebildet, dass eine aus der Antriebseinheit 22, der Getriebeeinheit 23, der Kupplungseinheit 24 und der Übertragungseinheit 25 bestehende erste Baugruppe und eine durch die Abtriebseinheit 26 gebildete, zweite Baugruppe in unterschiedlichen Stellungen miteinander verbunden werden können. Dies wird insbesondere dadurch ermöglicht, dass das Gehäuseteil 271 der Abtriebseinheit 26 über Befestigungsstellen 275, 276 an dem Gehäuseabschnitt 274 des Gehäuseteils 270 und an dem Gehäuseteil 271 in unterschiedlichen Drehstellungen und zudem wahlweise an unterschiedlichen Seiten der durch die Gehäuseteile 270, 271 gebildeten Gehäusebaugruppe befestigt werden kann.

Bei der Türantriebsvorrichtung 2 dient das Verstellteil 21 als Schubelement zum Übertragen einer Verstellkraft zwischen der an der Fahrzeugtür 11 angeordneten Türantriebsvorrichtung 2 und der Fahrzeugkarosserie 10. Das Verstellteil 21 ist hierbei, bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel, über sein erstes Ende 210 gelenkig mit einem an der Fahrzeugkarosserie 10 angeordneten Gelenk 20 (siehe Fig. 1) verbunden und kann durch Verstellen der Spindelmutter 261 der Abtriebseinheit 26 so verstellt werden, dass das Verstellteil 21 eine Schwenkbewegung der Fahrzeugtür 11 relativ zur Fahrzeugkarosserie 10 bewirkt.

Bei dem in Fig. 14 bis 16 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Verstellteil 21 in einer durch die Längsachse L2 und eine Versatzrichtung A aufgespannten Ebene gekrümmt ausgebildet. Entlang der Versatzrichtung A wird das Verstellteil 21 mit seinem ersten Ende 210 bei einem Verstellen versetzt. Eine solche Krümmung des Verstellteils 21 kann hierbei so beschaffen sein, dass eine Lageänderung des Verstellteils 21 insbesondere im Bereich eines Durchtritts des Verstellteils 21 durch eine Gehäuseöffnung der Gehäusebaugruppe 272 (siehe Fig. 2) ausgeglichen werden kann.

Fig. 18 und 19 zeigen Ansichten der Türantriebsvorrichtung 2 an einer Türwandung 112 der Fahrzeugtür 11. Die Türwandung 112 weist eine Öffnung 113 auf, durch die hindurch das Verstellteil 21 mit seinem ersten Ende 210 greift, wie dies aus Fig. 18 und 19 ersichtlich ist. Mit der Türwandung 112 ist die Gehäusebaugruppe 272, die die Abtriebseinheit 26 einfasst, fest verbunden, wobei eine Gehäusewandung der Gehäusebaugruppe 272 an der Türwandung 112 anliegt und darüber eine Verbindung zu der Türwandung 112 herstellt. Wie aus Fig. 18 und 19 ersichtlich ist, weist die Gehäusebaugruppe 272 eine Gehäuseöffnung 278 auf, die kleiner ist als die Öffnung 113 in der Türwandung 112. Durch diese Gehäuseöffnung 278 greift das Verstellteil 21 mit seinem ersten Ende 210 hindurch.

In einer ersten Stellung, schematisch dargestellt in Fig. 17A, ist das Verstellteil 21 mit seinem ersten Ende 210 der Öffnung 113 der Türwandung 112 angenähert. In einer zur ersten Stellung verstellten, zweiten Stellung, in der das Verstellteil 21 um einen Verstellweg X entlang der der Längsachse L2 entsprechenden Drehachse der Spindel 260 der Abtriebseinheit 26 verstellt ist, ist das erste Ende 210 demgegenüber von der Türwandung 112 entfernt und dabei relativ zur Längsachse L2 entlang der quer zur Längsachse L2 gerichteten Versatzrichtung A versetzt, wie dies im Übergang von Fig. 17A hin zu Fig. 17B ersichtlich ist.

Dieser Versatz wird dadurch bewirkt, dass das Verstellteil 21 mit seinem ersten Ende 210 an dem Gelenk 20 gelenkig mit der Fahrzeugkarosserie 10 gekoppelt ist, wie dies schematisch in Fig. 17A und 17B eingezeichnet ist. Bei einem Verschwenken der Fahrzeugtür 11 um das Türscharnier 111 zu der Fahrzeugkarosserie 10 kommt es zu einer Winkeländerung zwischen der Fahrzeugtür 11 und der Fahrzeugkarosserie 10 (Winkel a in Fig. 17B), die den Versatz entlang der Versatzrichtung A bewirkt.

Weil das Verstellteil 21 aber in der durch die Längsachse L2 und die Versatzrichtung A aufgespannten Ebene gekrümmt ausgebildet ist, verbleibt ein in der Öffnung 113 der Türwandung 112 gelegener Abschnitt B des Verstellteils 21 bei einem Verstellen des Verstellteils 21 entlang der Längsachse L2 - betrachtet entlang der Versatzrichtung A - im wesentlichen lageunveränderlich. Das Verstellteil 21 ändert seine Lage in der Öffnung 113 somit im Wesentlichen nicht.

Dies ermöglicht, die Öffnung 113 (und/oder die Gehäuseöffnung 278) klein auszubilden und zudem einen Übergang zwischen dem Verstellteil 21 und der Öffnung 113 bzw. der Gehäuseöffnung 278 durch ein Dichtelement 28 abzudichten, wie dies schematisch in Fig. 17A und 17B eingezeichnet ist.

Die Spindelmutter 261 ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel integral mit einem Führungsschlitten 262 ausgebildet, über den die Spindelmutter 261 längsverschieblich an der Gehäusebaugruppe 272 geführt ist. Denkbar ist, die Spindelmutter 261 und den Führungsschlitten 262 separat voneinander auszubilden und mit einem Freiheitsgrad oder mit zwei Freiheitsgraden miteinander zu koppeln, beispielsweise über ein Drehgelenk oder ein Kugelgelenk.

Das Verstellteil 21 ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel über ein Drehgelenk mit dem Führungsschlitten 262 gekoppelt. Die Kopplung des Verstellteils 21 mit dem Führungsschlitten 262 weist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel somit einen Freiheitsgrad auf.

Denkbar ist, diese Kopplung mit zwei Freiheitsgraden auszugestalten, indem das Verstellteil 21 an seinem zweiten Ende 211 beispielsweise über ein Kugelgelenk mit dem Führungsschlitten 262 gekoppelt wird.

Die Spindelmutter 261 kann ein radiales Spiel zu der Spindel 260 aufweisen.

Ebenso kann das Verstellteil 21 ein radiales Spiel zu dem Führungsschlitten 262 und/oder der Führungsschlitten 262 ein radiales Spiel zu der Spindelmutter 261 (wenn dieser zweiteilig ausgestaltet ist) aufweisen.

Der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke ist nicht auf die vorangehend geschilderten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern lässt sich auch in gänzlich andersgearteten Ausführungsformen verwirklichen.

Eine Türantriebsvorrichtung der beschriebenen Art lässt sich insbesondere an einer Fahrzeugseitentür genauso wie an einer Heckklappe oder auch an einer anderen Fahrzeugöffnung verwenden.

Bezugszeichenliste

1 Fahrzeug

10 Karosserie

11 Fahrzeugtür

110 Türinnenraum

11 1 Türscharnier

112 Türwandung

113 Öffnung

2 T ürantriebsvorrichtung

20 Gelenk

21 Verstellteil (Schubelement)

210, 211 Ende

22 Antriebseinheit

220 Motorwelle

23 Getriebeeinheit

230 Welle

24 Kupplungseinheit

25 Übertragungseinheit

26 Abtriebseinheit

260 Spindel

261 Spindelmutter

262 Führungsschlitten

27 Gehäuse

270-272 Gehäusebaugruppe

273 Befestigungsstellen

274 Gehäuseabschnitt

275, 276 Befestigungsstellen

278 Gehäuseöffnung

277 Führungsstege

28 Dichtelement

3 Stirnradgetriebe

30 Eingangselement

31 Übertragungselement (Stirnrad)

32 Ausgangselement

4 Riemengetriebe

40 Eingangselement 41 Übertragungselement (Riemen)

42 Ausgangselement

5 Stufenloses Getriebe

50 Eingangselement

500, 502 Getriebeelement

501 , 503 Konusfläche

51 Übertragungselement (Riemen)

52 Ausgangselement

520, 522 Getriebeelement

521 , 523 Konusfläche

6 Steuereinrichtung

a Winkel

A Versatzrichung

B Abschnitt

L1 , L2 Längsachse

O Öffnungsrichtung

Q Querachse

X Verstellweg