Die Erfindung betrifft eine Schiebetür für Kraftfahrzeuge mit steuerbarem elektrischem Antrieb, der über ein Ritzel auf eine mit der Schiebetür verbundene Zahnstange wirkt.
Grossraumlimousinen, so genannte Vans bzw. Kleintransporter, weisen oft seitlich angeordnete Schiebetüren auf. Diese Schiebetüren werden regelmässig unter mehr oder weniger grossem Kraftaufwand von Hand geöffnet bzw. geschlossen. Insbesondere wenn die entsprechenden Kraftfahrzeuge an einem Berg stehen und das Kraftfahrzeugheck ein anderes Niveau aufweist als die Kraftfahrzeugfront, muss eventuell erhebliche Kraft aufgewandt werden, um die Schiebetür zu bewegen. Andererseits kann es aber auch vorkommen, dass die Schiebetür nach dem \ffnen derselben durch die beschriebene Schräglage des Kraftfahrzeugs ungehindert mit grosser Geschwindigkeit gegen Anschläge rollt und hier gegebenenfalls Beschädigungen hervorruft.
Sollen derartige Kraftfahrzeuge zum Personentransport, z.B. im Taxidienst oder auf Buslinien, als Minibus eingesetzt werden, kann den Passagieren nicht zugemutet werden, die Schiebetür eventuell unter grossem Kraftaufwand zu schliessen bzw. zu öffnen. Es ist aber auch umständlich und eventuell gefährlich, wenn der Chauffeur an jeder Haltestelle aussteigen müsste, um die Schiebetür zu öffnen bzw. zu schliessen.
Daher wurde bereits vorgeschlagen, derartige Schiebetüren kraftangetrieben, vorzugsweise über elektrische Antriebe, zu öffnen bzw. zu schliessen. Eine die Merkmale des Oberbegriffs aufweisende Schiebetür ist bereits bekannt geworden. Bei dieser Schiebetür wurde das serien mässig eingebaute Schloss in Offenstellung blockiert, sodass die Schliessfunktion ausser Kraft gesetzt war. Der elektrische Antrieb weist ein selbsthemmendes Getriebe auf und hält die Schiebetür in der jeweiligen zuletzt angesteuerten Stellung. Damit wird auch die Schliessposition bzw. die Offenposition der Schiebetür vom elektrischen Antrieb bzw. von dessen Getriebe fixiert. Soll die Schiebetür von Hand betätigt werden, so muss das Ritzel des Antriebs mit erheblichem Kraftaufwand aus der Zahnstange gehoben und in dieser Stellung gehalten werden.
Die Schiebetür lässt sich anschliessend zwar verschieben, in der Schliess- bzw. Offenstellung wird sie jedoch nicht gehalten, es sei denn, das Ritzel des Motors wird wieder in die Zahnstange eingeklinkt. Hinzu kommt, dass der Antrieb lediglich aus dem Innenraum des Kraftfahrzeugs ausser Wirkstellung gebracht werden kann. Ein \ffnen der Tür von aussen, z.B. bei Defekten des Antriebs durch einen Unfall, ist nicht möglich.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine gattungsgemässe Schiebetür so zu verbessern, dass sie jederzeit ohne grossen Aufwand und problemlos bedarfsweise auch von Hand betreibbar ist und dass sie auch bei Handbetrieb sicher in der jeweiligen Endposition gehalten wird.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, dass die Schiebetür einen elektrischen, auf deren Schloss wirkenden \ffner aufweist, und dass der elektrische Antriebsmotor über eine elektrisch steuerbare Kupplung auf das Ritzel arbeitet.
Die Schiebetür weist damit neben dem von Hand betätigbaren \ffner einen elektrischen \ffner auf, der parallel zum handbetätigten \ffner auf das Schloss der Schiebetür wirkt. Damit kann das Schloss der Schiebetür sowohl von Hand als auch elektrisch, z.B. vom Fahrersitz aus, betätigt werden. Das Schloss arretiert die Schiebetür in seiner jeweiligen Endposition, sodass der Antrieb und vor allem die Zahnstange und das Ritzel in diesen Endpositionen entlastet sind.
Die Entlastung erfolgt über die elektrische Kupplung, die den elektrischen Antriebsmotor nur bei Strombeaufschlagung mit dem Ritzel drehfest verbindet. Ist die elektrische Kupplung stromlos, so ist die Wirkverbindung zwischen Antriebsmotor und Ritzel unterbrochen, sodass die Schiebetür problemlos von Hand betätigt werden kann. Selbst wenn die Kupplung die Wirkverbindung nicht trennen würde, könnte der nicht selbst gehemmte Antrieb und das nicht selbst gehemmte Getriebe bei Bewegung der Schiebetür von Hand mitbewegt werden. Durch Trennen des Ritzels vom Antrieb mittels der elektrischen Kupplung wird eine Bewegung der Schiebetür jedoch erheblich erleichtert. Der Schiebewiderstand der Schiebetür wird annähernd auf den Widerstand einer lediglich von Hand betätigbaren Schiebetür zurückgeführt.
Von Vorteil ist, wenn der elektrische Antriebsmotor elektrisch mit der ihm nachgeordneten Kupplung verbunden ist. Durch diese Schaltungsanordnung ist sichergestellt, dass, so bald der Antriebsmotor stromlos geschaltet ist, auch die Verbindung zwischen Motor und Ritzel unterbrochen wird. Eine aufwändige Steuerung für die elektrische Kupplung kann eingespart werden.
Es hat sich bewährt, dass die dem elektrischen Antriebsmotor nachgeordnete Kupplung auf eine das Ritzel aufweisende Antriebsspindel arbeitet, die in einem Führungsgehäuse gelagert ist, welches auf mit der Schiebetür verbundenen, zur Zahnstange parallel verlaufenden Profilschienen vermittels diese umgreifende Führungsrollen geführt ist und den Eingriff des Ritzels in die Zahnstange sichert.
Der elektrische Antriebsmotor, das Getriebe sowie die Kupplung können bei dieser Anordnung auf dem Boden bzw. unter dem Boden der Fahrgastzelle angeordnet werden, sodass sie nicht weiter stören. Das Ritzel wird von einer Antriebsspindel, die in dem Führungsgehäuse gelagert ist, gehalten. Das Führungsgehäuse stützt sich über Führungsrollen ab, die auf parallel zur Zahnstange verlaufenden Schienen gehalten sind, wobei das Führungsgehäuse in Längsrichtung des Kraftfahrzeuges annähernd fest stehend an der C-Säule angelenkt ist. Zwischen der Führungsspindel und der Kupplung dient eine teleskopierbare Kardanwelle als Kraftübertragungsmittel.
Vorzugsweise wird der \ffner durch einen Elektromotor betrieben, dem eine je Schaltvorgang eine Umdrehung bewirkende Kollektoranordnung zugeordnet ist, und der mittels eines Exzenters eine das Schloss der Schiebetür entriegelnde Hebelanordnung betreibt.
Die vom Elektromotor betriebene Hebelanordnung arbeitet parallel zu der von Hand betreibbaren \ffnungsmechanik auf den Riegel des Schlosses der Schiebetür, sodass sowohl ein elektrisches als auch ein handbetätigtes \ffnen der Schiebetür jeweils möglich ist.
Weist die Hebelanordnung einen den elektrischen Antriebsmotor und die Kupplung ansteuernden Schalter, z.B. einen berührungslos arbeitenden Taster, auf, der vorzugsweise gegen Ende des Bewegungsvorgangs der Hebelanordnung geschaltet wird, so ist sichergestellt, dass der Tür-Antriebsmotor sowie die Kupplung erst angesteuert werden, wenn das Schloss geöffnet ist, sodass ein Laufen des elektrischen Antriebsmotors bei noch geschlossener Schiebetür sowie eine dadurch bedingte erhebliche Belastung des Ritzels und der Zahnstange ausgeschlossen sind.
Wesentlich ist, dass dem elektrischen Antriebsmotor sowie der Kupplung eine Steuervorrichtung vorgeordnet ist, welche durch einen Impuls des Tasters aktiviert wird und durch Endschalter und/oder Sicherheitssensoren abschaltbar und/oder reversierbar und/oder umschaltbar ist. Dabei hat es sich bewährt, dass die Steuervorrichtung eine Momentenregelung des elektrischen Antriebsmotors bspw. durch Stromregelung desselben bewirkt und dass der Sollwert des Moments für unterschiedliche, durch Endschalter bestimmbare, Abschnitte des Nutzhubes der Schiebetür separat vorgebbar ist. Zusätzliche Sicherheiten werden erreicht, wenn die Steuervorrichtung bei Überschreiten vorgegebener Zeiten den Abbruch von Schaltvorgängen bewirkende einstellbare Zeitkreise aufweist.
Die Endabschalter sind so positioniert, dass der elektrische Antriebsmotor und die Kupplung in den Extremstellungen (Schiebetür offen/Schiebetür geschlossen) abgeschaltet werden. Andere Endabschalter dienen zur Umschaltung des Drehmomentes. Für den grössten Bereich der Bewegung der Schiebetür werden verhältnismässig geringe Drehmomente benötigt. Für das Schliessen der Schiebetür jedoch wird z.B. über einen Endabschalter das Drehmoment für den letzten Verschiebeweg erheblich vergrössert. Sicherheitssensoren, die überall dort angebracht sind, wo sich ein Fahrgast bei der Bewegung der Tür klemmen könnte, z.B. an der B-Säule, an der C-Säule, an den Kanten der Schiebetür usw. bewirken bei ihrer Betätigung ein sofortiges Reversieren bzw. Abschalten der Bewegung.
Bei den Sicherheitssensoren kann es sich um Lichtschranken, kapazitiv oder induktiv arbeitende Sensoren oder aber mit veränderlichen Widerständen arbeitende Sensoren handeln, die vorzugsweise die gesamte Kontur der Kanten der Schiebetür sowie der B- und C-Säule absichern.
Die Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:
Fig. 1a schematisch und abgebrochen in der Draufsicht dargestellt eine in ein Kraftfahrzeug eingebaute Schiebetür mit elektrischem Antrieb in geschlossenem Zustand,
Fig. 1b schematisch und abgebrochen in der Draufsicht dargestellt eine in ein Kraftfahrzeug eingebaute Schiebetür mit elektrischem Antrieb in geöffnetem Zustand,
Fig. 2 eine schematische Darstellung der elektrischen Schlossbetätigung und
Fig. 3 das an die Schiebetür angeordnete Führungsprofil mit dem Führungsgehäuse.
Fig. 1a und 1b zeigen eine abgebrochen dargestellte Schiebetür 1 eines Kraftfahrzeuges. Die Schiebetür 1 ist über die werksseitig montierten, nicht gezeigten Führungen mit dem Kraftfahrzeug, von dem lediglich die C-Säule 2 sowie ein Teil der hinteren Seitenwand 3 gezeigt ist, verbunden. Ein Führungsgehäuse 4, über welches die Verschiebekraft in die Schiebetür eingeleitet werden kann, ist über eine Halterung 5, 6 mit der C-Säule 2 verbunden. Auf dem nicht gezeigten Boden des Kraftfahrzeugs ist der elektrische Antriebsmotor 7 angeordnet, welcher die Steuerelektronik, den Elektromotor, das Getriebe und die elektrische Kupplung enthält. Der elektrische Antriebsmotor 7 ist über eine teleskopierbare Kardanwelle 8 mit dem Führungsgehäuse 4 verbunden.
An der C-Säule 2, an der Schiebetür 1 sowie an den Seitenwänden 3 sind Sicherheitssensoren 9 gezeigt, die mit der Steuerelektronik des elektrischen Antriebsmotors 7 verbunden sind. Ähnliche Sicherheitssensoren sind an der B-Säule sowie an den vorderen Kanten der Schiebetür 1 wiederzufinden.
Fig. 2 zeigt den in der Schiebetür 1 untergebrachten elektrischen \ffner 10. Ein Motor 11 ist an der nicht dargestellten Schiebetür 1 befestigt. Der Motor 11 weist ein Getriebe 12 auf, über welches ein Exzenter 13 angetrieben wird. Der Motor 11 wird so gesteuert, dass der Exzenter pro Einschaltzyklus eine Drehbewegung durchführt. Der Exzenter 13 arbeitet auf eine Hebelanordnung 14, die aus der Exzenterbewegung eine \ffen- bzw. Schliessbewegung des Schlosses 15 erzeugt.
Der Hebelanordnung 14 ist ein Magnetschalter 16 zugeordnet, über den die elektrische Steuerung des elektrischen Antriebsmotors 7 angesteuert wird. Der Magnetschalter 16 ist so justiert, dass er erst betätigt wird, wenn das Schloss 15 sicher geöffnet ist.
Fig. 3 zeigt die Schiebetür 1 in abgebrochener Darstellung. An der Schiebetür 1 ist in Längsrichtung des Kraftfahrzeugs ein Profil 17 befestigt, welches Profilschienen 18, 19 aufweist. Im Bereich zwischen den Profilschienen 18, 19 ist in das Profil 17 eine Zahn stange 20 eingelassen und an diesem befestigt. Auf den Profilschienen 18, 19 sind Führungsrollen 21, 21 min ; 22, 22 min geführt, die am Führungsgehäuse 4 drehbar gelagert sind und dieses quer zur Schienenlaufrichtung gegenüber der Zahnstange 20 positioniert.
Im Führungsgehäuse 4 ist die Antriebsspindel 23 über Kugellager 24, 24 min oder aber über Lagerbuchsen 25, 25 min gelagert. Die Antriebsspindel 23 wird über die nicht dargestellte Kardanwelle 8 vom elektrischen Antrieb 7 in Drehbewegung versetzt. Auf der Antriebsspindel 23 sitzt das Ritzel 26, welches mit der Zahnstange 20 kämmt.
Das Gehäuse 4 ist in Längsrichtung des Kraftfahrzeugs relativ an der C-Säule festgelegt, sodass das Ritzel 26 in Längsrichtung des Kraftfahrzeuges ebenfalls ortsfest gehalten ist. Wird das Ritzel 26 drehangetrieben, so wird die Zahnstange 20 und mit der Zahnstange 20 die Schiebetür 1 in Längsrichtung des Kraftfahrzeuges bewegt.
Bezugszeichenübersicht
1 Schiebetür
2 C-Säule
3 Seitenwand
4 Führungsgehäuse
5 Halterung
6 Halterung
7 elektrischer Antrieb
8 Kardanwelle
9 Sicherheitssensoren
10 elektrischer \ffner
11 Motor
12 Getriebe
13 Exzenter
14 Hebelanordnung
15 Schloss
16 Magnetschalter
17 Profil
18 Profilschiene
19 Profilschiene
20 Zahnstange
21, 21 min Führungsrolle
22, 22 min Führungsrolle
23 Antriebsspindel
24 Kugellager
25 Lagerbuchse
26 Ritzel
The invention relates to a sliding door for motor vehicles with controllable electric drive, which acts via a pinion on a rack connected to the sliding door.
People carriers, so-called vans or vans, often have sliding doors on the side. These sliding doors are opened or closed regularly by hand with more or less great effort. In particular, if the corresponding motor vehicles are on a mountain and the motor vehicle rear is at a different level than the motor vehicle front, considerable force may have to be used to move the sliding door. On the other hand, it can also happen that the sliding door, after opening it, rolls unhindered against the stops at high speed due to the inclined position of the motor vehicle and may cause damage here.
Should such motor vehicles be used for the transport of people, e.g. In the taxi service or on bus lines, as a minibus, passengers cannot be expected to close or open the sliding door with great effort. But it is also cumbersome and possibly dangerous if the chauffeur would have to get out at every stop to open or close the sliding door.
It has therefore already been proposed to open or close such sliding doors in a power-driven manner, preferably via electric drives. A sliding door having the features of the generic term has already become known. The standard lock on this sliding door was blocked in the open position, so that the locking function was disabled. The electric drive has a self-locking gearbox and holds the sliding door in the last activated position. The closing position or the open position of the sliding door is thus also fixed by the electric drive or by its transmission. If the sliding door is to be operated by hand, the pinion of the drive must be lifted from the rack with considerable effort and held in this position.
The sliding door can then be moved, but it is not held in the closed or open position unless the pinion of the motor is clicked back into the rack. In addition, the drive can only be brought out of the active position from the interior of the motor vehicle. Opening the door from the outside, e.g. if the drive is defective due to an accident, it is not possible.
The invention is based on the object of improving a generic sliding door in such a way that it can be operated by hand at any time without great effort and without any need, and that it is held securely in the respective end position even in manual operation.
To solve this problem, it is proposed that the sliding door has an electric opener acting on its lock and that the electric drive motor works on the pinion via an electrically controllable coupling.
The sliding door thus has an electric opener in addition to the manually operated opener, which acts in parallel with the manually operated opener on the lock of the sliding door. This means that the sliding door lock can be operated both manually and electrically, e.g. from the driver's seat. The lock locks the sliding door in its respective end position, so that the drive and especially the rack and pinion are relieved in these end positions.
Relief takes place via the electrical coupling, which connects the electric drive motor to the pinion in a rotationally fixed manner only when current is applied. If the electrical coupling is de-energized, the active connection between the drive motor and the pinion is interrupted, so that the sliding door can be operated by hand without any problems. Even if the clutch did not disconnect the operative connection, the drive that was not inhibited and the gear that was not inhibited could also be moved by hand when the sliding door was moved. However, moving the sliding door is made considerably easier by separating the pinion from the drive by means of the electrical coupling. The sliding resistance of the sliding door is approximately attributed to the resistance of a sliding door that can only be operated by hand.
It is advantageous if the electric drive motor is electrically connected to the coupling downstream of it. This circuit arrangement ensures that as soon as the drive motor is switched off, the connection between the motor and the pinion is also interrupted. A complex control for the electrical clutch can be saved.
It has proven useful that the clutch arranged downstream of the electric drive motor works on a drive spindle having the pinion, which is mounted in a guide housing which is guided on profile rails connected to the sliding door and running parallel to the rack by means of guide rollers encompassing these and the engagement of the pinion in the rack.
With this arrangement, the electric drive motor, the transmission and the clutch can be arranged on the floor or under the floor of the passenger compartment, so that they do not cause any further interference. The pinion is held by a drive spindle, which is mounted in the guide housing. The guide housing is supported by guide rollers which are held on rails running parallel to the rack, the guide housing being articulated in an approximately fixed manner in the longitudinal direction of the motor vehicle on the C-pillar. Between the guide spindle and the coupling, a telescopic cardan shaft serves as a power transmission means.
The opener is preferably operated by an electric motor, to which a collector arrangement which effects one revolution per switching operation is assigned, and which operates a lever arrangement which unlocks the lock of the sliding door by means of an eccentric.
The lever arrangement operated by the electric motor works in parallel to the manually operated opening mechanism on the bolt of the lock of the sliding door, so that both electrical and manual opening of the sliding door is possible.
If the lever arrangement has a switch which controls the electric drive motor and the clutch, e.g. a non-contact button, which is preferably switched towards the end of the movement of the lever arrangement, ensures that the door drive motor and the clutch are only activated when the lock is open, so that the electric drive motor runs while the sliding door is still closed as well as a resulting significant load on the pinion and the rack are excluded.
It is essential that the electric drive motor and the clutch are preceded by a control device which is activated by a pulse of the push button and can be switched off and / or reversed and / or switched over by limit switches and / or safety sensors. It has proven useful that the control device effects a torque regulation of the electric drive motor, for example by regulating the current thereof, and that the setpoint of the torque can be specified separately for different sections of the useful stroke of the sliding door which can be determined by limit switches. Additional security is achieved if the control device has adjustable time circles which cause switching operations to be interrupted when predetermined times are exceeded.
The limit switches are positioned so that the electric drive motor and the clutch are switched off in the extreme positions (sliding door open / sliding door closed). Other limit switches are used to switch the torque. For the largest range of sliding door movement, relatively low torques are required. However, for closing the sliding door, e.g. The torque for the last displacement is increased considerably via a limit switch. Safety sensors that are installed wherever a passenger could get stuck when moving the door, e.g. on the B-pillar, on the C-pillar, on the edges of the sliding door etc., when they are actuated, the movement is reversed or switched off immediately.
The safety sensors can be light barriers, capacitive or inductive sensors or sensors working with variable resistances, which preferably secure the entire contour of the edges of the sliding door and the B and C pillars.
The invention is explained in more detail with reference to a drawing. Show:
1a shows schematically and broken away in plan view a sliding door installed in a motor vehicle with an electric drive in the closed state,
1b shows schematically and broken away in plan view a sliding door installed in a motor vehicle with an electric drive in the open state,
Fig. 2 is a schematic representation of the electrical lock actuation and
Fig. 3 shows the guide profile arranged on the sliding door with the guide housing.
1a and 1b show a broken sliding door 1 of a motor vehicle. The sliding door 1 is connected to the motor vehicle via the factory-installed guides, not shown, of which only the C-pillar 2 and part of the rear side wall 3 are shown. A guide housing 4, via which the displacement force can be introduced into the sliding door, is connected to the C-pillar 2 via a holder 5, 6. The electric drive motor 7, which contains the control electronics, the electric motor, the transmission and the electric clutch, is arranged on the floor of the motor vehicle, not shown. The electric drive motor 7 is connected to the guide housing 4 via a telescopic cardan shaft 8.
Safety sensors 9 are shown on the C-pillar 2, on the sliding door 1 and on the side walls 3, and are connected to the control electronics of the electric drive motor 7. Similar safety sensors can be found on the B-pillar and on the front edges of the sliding door 1.
2 shows the electric opener 10 housed in the sliding door 1. A motor 11 is fastened to the sliding door 1, not shown. The motor 11 has a gear 12, via which an eccentric 13 is driven. The motor 11 is controlled in such a way that the eccentric performs a rotary movement per switch-on cycle. The eccentric 13 works on a lever arrangement 14, which generates an opening or closing movement of the lock 15 from the eccentric movement.
A magnetic switch 16 is assigned to the lever arrangement 14 and is used to control the electrical control of the electric drive motor 7. The magnetic switch 16 is adjusted so that it is only actuated when the lock 15 is opened securely.
Fig. 3 shows the sliding door 1 in a broken view. A profile 17, which has profile rails 18, 19, is fastened to the sliding door 1 in the longitudinal direction of the motor vehicle. In the area between the rails 18, 19, a toothed rod 20 is inserted into the profile 17 and attached to this. On the rails 18, 19 guide rollers 21, 21 min; 22, 22 min, which are rotatably mounted on the guide housing 4 and positioned transversely to the rail running direction relative to the rack 20.
In the guide housing 4, the drive spindle 23 is supported via ball bearings 24, 24 min or via bearing bushes 25, 25 min. The drive spindle 23 is set in rotation by the electric drive 7 via the cardan shaft 8, not shown. The pinion 26, which meshes with the rack 20, is seated on the drive spindle 23.
The housing 4 is fixed relative to the C-pillar in the longitudinal direction of the motor vehicle, so that the pinion 26 is also held stationary in the longitudinal direction of the motor vehicle. If the pinion 26 is driven in rotation, the rack 20 and, with the rack 20, the sliding door 1 are moved in the longitudinal direction of the motor vehicle.
Reference numeral Overview
1 sliding door
2 C pillar
3 side wall
4 guide housings
5 bracket
6 bracket
7 electric drive
8 cardan shaft
9 safety sensors
10 electric openers
11 engine
12 gears
13 eccentrics
14 lever arrangement
15 castle
16 magnetic switches
17 profile
18 profile rail
19 profile rail
20 rack
21, 21 min leadership role
22, 22 min leadership role
23 drive spindle
24 ball bearings
25 bearing bush
26 sprockets