DE10145842B4

DE10145842B4 - Betätigungseinrichtung für mindestens eine elektrische Verstelleinrichtung eines Kraftfahrzeuges

Info

Publication number: DE10145842B4
Application number: DE2001145842
Authority: DE
Inventors: Markus Schultz; Thomas Pohl; Thomas Börnchen
Original assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Current assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Priority date: 2001-09-10
Filing date: 2001-09-10
Publication date: 2005-04-14
Anticipated expiration: 2021-09-11
Also published as: DE10145842A1

Abstract

Betätigungseinrichtung für mindestens eine elektrische Verstelleinrichtung in Kraftfahrzeugen, mit einer elektrischen Schaltvorrichtung, bei deren Betätigung die Verstelleinrichtung zum Verstellen eines Verstellteiles aktiviert wird, wobei zum Betätigen der Schaltvorrichtung ein schwenkbar gelagerter Betätigungshebel vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Betätigungshebel (1) als eine zur Auslösung der zugeordneten elektrischen Schaltvorrichtung begrenzt, um einen Winkel von weniger als 360° um eine Schwenkachse (10) verschwenkbare Kurbel ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Betätigungseinrichtung für mindestens eine elektrische Verstelleinrichtung eines Kraftfahrzeuges nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Bei der Verstelleinrichtung kann es sich insbesondere um einen elektrischen Fensterheber oder um ein elektrisch verstellbares Schiebedach handeln. Eine derartige Verstelleinrichtung umfaßt einen elektrischen Antriebsmechanismus sowie einen Verstellmechanismus, mit dem die Antriebskraft auf das entsprechende Verstellteil (z. B. die zu verstellende Fensterscheibe oder das zu verstellende Schiebedach) übertragen wird.

Zum Aktivieren des Antriebs dient eine Betätigungseinrichtung mit einer elektrischen Schalt- bzw. Steuervorrichtung, bei deren Betätigung der Fensterheber zum Anheben oder Absenken einer Fensterscheibe aktiviert wird.

Aus der DE 199 25 006 A1 ist eine Anordnung von Bedienelementen für Kraftfahrzeuge bekannt, die aus Designgründen in einem Emblem angeordnet sind, so dass durch die Integration der Bedienelemente in das Emblem die Bedienelemente als solche nicht mehr erkennbar sind.

In der DE 295 12 708 U1 ist eine Schalteinrichtung zur Auslösung einer Alarmanlage eines Kraftfahrzeugs beschrieben, die in eine Kühlerfigur eines Kraftfahrzeugs integrierbar ist.

Aus der DE 199 62 789 A1 ist eine Fensterscheiben-Betätigungsbaugruppe für ein Kraftfahrzeug mit einem Betätigungselement bekannt, das zur Auslösung einer Auf- oder Abwärtsbewegung unterschiedlicher Fensterscheiben nach Art eines „Joy-Sticks" in unterschiedliche Richtungen bewegbar ist.

In der DE 196 49 912 A1 ist ein am Lenkrad eines Kraftfahrzeugs anzuordnender Modul-Lenkstockschalter beschrieben, der zur Betätigung von Licht, Scheibenwischer, Blinker und vergleichbarer Funktionen eines Kraftfahrzeugs dienen kann.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Betätigungseinrichtung für mindestens eine elektrische Verstelleinrichtung eines Kraftfahrzeuges zu schaffen, die sich bei ansprechendem Design durch eine einfache Bedienbarkeit auszeichnet.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Schaffung einer Betätigungseinrichtung mit dem Merkmal des Patentanspruchs 1 gelöst.

Danach weist die Betätigungseinrichtung zum Betätigen des elektrischen Schalters als Betätigungselement einen Betätigungshebel auf, der als eine zur Auslösung der zugeordneten elektrischen Schaltvorrichtung begrenzt, um einen Winkel von weniger als 360° um eine Schwenkachse verschwenkbare Kurbel ausgebildet ist.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Betätigungselementes als Betätigungshebel in Form einer Kurbel kann die Betätigungseinrichtung derart gestaltet werden, daß sie im Rahmen eines sogenannten Retro-Designs einer Betätigungseinrichtung für einen manuell betätigbaren Fensterheber/Schiebedachöffner entspricht. Der Betätigungshebel wird hierzu nach Art einer Kurbel zum Betätigen einer manuellen Verstelleinrichtung gestaltet, bei der die auf die Kurbel aufgebrachte Kraft die Verstellbewegung erzeugt, d.h., nach Art einer Betätigungsvorrichtung, die der Übertragung (durch eine Bedienperson aufgebrachter) äußerer Kräfte auf den Verstellmechanismus des entsprechendes Verstellteiles und damit auf das Verstellteil selbst dient.

Hierzu weist der Betätigungs- bzw. Schwenkhebel einen Griff, z.B. in Form eines Betätigungskopfes bzw. eines Knaufes, auf. Der Betätigungshebel ist dabei im Gegensatz zu einer üblichen Kurbel, mit der eine manuelle Verstelleinrichtung angetrieben wird, lediglich begrenzt schwenkbar, also nicht über volle 360° sondern lediglich über einen Teil dieses Winkels, um einen zugeordneten elektrischen Schalter auszulösen. Dabei kann die Betätigungsrichtung des Betätigungshebels die Verstellrichtung des entsprechenden Verstellteiles (Fenster, Schiebedach) definieren. Die aufgewandte Betätigungskraft bzw. der hierdurch hervorgerufene Schwenkwinkel geben vorzugsweise die Geschwindigkeit des jeweiligen Verstellteiles vor.

Der Betätigungshebel kann weiterhin Mittel zum Auslösen mindestens einer zusätzlichen Schaltfunktion aufweisen. Diese Weiterbildung der Erfindung hat den Vorteil, daß sie die kompakte Zusammenführung aller Schaltfunktionen für eine elektrische Verstelleinrichtung an einem Betätigungshebel ermöglicht.

Dies ist insbesondere von Vorteil, wenn der Betätigungshebel im Rahmen eines Retro-Designs so gestaltet werden soll, daß er vom Design her einer Kurbel für einen mechanischen Fensterheber/Schiebedachöffner entspricht. Durch die Integration aller Schaltfunktionen in den einen Betätigungshebel kann vermieden werden, daß außerhalb des Betätigungshebels noch zusätzliche Schalter für bestimmte Schaltfunktionen der elektrischen Verstelleinrichtung angeordnet werden müssen. Dies könnte den Anklang an ein klassisches, mechanisches Design stören. Grundsätzlich ist aber auch eine Anordnung der zusätzlichen Schaltmittel außerhalb des Betätigungshebels, z.B. neben diesem möglich, wenn das Design der Umgebung des Betätigungshebels dies gestattet.

Gemäß einer Variante werden die Mittel zum Auslösen mindestens einer zusätzlichen Schaltfunktion durch den Betätigungshebel selbst gebildet, wobei der Betätigungshebel zum Auslösen dieser zusätzlichen Schaltfunktion mindestens einen weiteren Bewegungsfreiheitsgrad zusätzlich zu der eigentlichen Schwenkbewegung aufweist. Der zusätzliche Bewegungsfreiheitsgrad kann beispielsweise einer Verschiebung des Betätigungshebels entlang seiner Schwenkachse oder einem Verkippen des Betätigungshebels um eine zusätzliche Achse entsprechen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist der Betätigungshebel eine Kulisse auf, über die er auf ein Element der zusätzlichen Schaltfunktion einwirkt. Bei diesem Element kann es sich beispielsweise um einen längsverschieblichen Stift handeln, der mit einer geeigneten elektrischen Einrichtung, wie z.B. einem Potentiometer oder einem Wippschalter zusammenwirkt, um die zusätzliche Schaltfunktion auszulösen. Die auf das längsverschiebliche Element einwirkende Kulisse weist hierzu eine Mehrzahl von Kulissenabschnitten auf, die jeweils einem bestimmten Zustand der zusätzlichen Schaltfunktion entsprechen.

In einer Weiterbildung sind die einzelnen Abschnitte der Kulisse als Rastpositionen ausgestaltet, die den jeweils eingestellten Schaltzustand der zusätzlichen Schaltfunktion arretieren.

Andererseits kann vorgesehen sein, daß ein bestimmter Schaltzustand der Schaltfunktion jeweils nur solange aufrechterhalten wird, wie der Betätigungshebel (entgegen der Wirkung eines elastischen Elementes) in einer Position gehalten wird, in der die Kulisse mit dem entsprechenden Kulissenabschnitt auf das zugeordnete Element einwirkt. Anschließend kehrt der Betätigungshebel unter der Einwirkung der Kraft des elastischen Elementes wieder in einen definierten Ruhezustand zurück.

Gemäß einer zweiten Variante werden die Mittel zum Auslösen mindestens einer zusätzlichen Schaltfunktion durch ein zusätzlich am Betätigungshebel vorgesehenes Betätigungsmittel gebildet. Dieses Betätigungsmittel kann entweder an einem schwenkbaren Abschnitt des Betätigungshebels (also insbesondere am Betätigungshebel selbst) oder auf der Schwenkachse des Betätigungshebels angeordnet sein. Das zusätzliche Betätigungsmittel kann beispielsweise durch einen Dreh-, Schwenk-, Schiebe-, Kipp- oder Druckschalter gebildet werden.

Die zusätzliche Schaltfunktion kann beispielsweise zur Auswahl der zu aktivierenden Verstelleinrichtung(en), zur Auswahl der Verstellrichtung des Verstellteiles oder zur Auswahl einer bestimmten Betriebsart der Verstelleinrichtung dienen. So ist es üblich, daß in Kraftfahrzeugen auf der Fahrer- bzw. Beifahrerseite sämtliche Fensterheber des Fahrzeugs aktivierbar sind, um die entsprechende Fensterscheibe anzuheben oder abzusenken. Die zusätzliche Schaltfunktion kann dann dazu dienen, den bzw. die zu aktivierenden Fensterheber auszuwählen.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird der Betätigungshebel entgegen der Wirkung mindestens eines elastischen Elementes verschwenkt, um die Verstelleinrichtung zu aktivieren. Hierbei ist also ein gewisser Betätigungsweg des Betätigungshebels erforderlich, um den gewünschten Schaltvorgang auszulösen.

Das elastische Element wird vorzugsweise durch ein Federelement gebildet, dessen Kennlinie derart verläuft, daß beim Betätigen des Betätigungshebels eine vorgebbare Mindestkraft überwunden werden muß, um die elektrische Verstelleinrichtung zu aktivieren. Dies läßt sich beispielsweise durch eine Kennlinie erreichen, die am Beginn der Auslenkung des Betätigungshebels eine besonders große Steigung aufweist, z.B. eine degressive Federkennlinie. Alternativ oder zusätzlich kann die Federkennlinie am Nullpunkt auch einen Kraft- und/oder Weg-Offset aufweisen.

Das elastische Element kann beispielsweise durch eine oder mehrere Spiralfedern, durch eine Drehfeder oder eine Blattfeder gebildet werden.

Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung wirkt der Betätigungshebel bei einer Betätigung auf mindestens einen Kraftsensor ein, um die Verstelleinrichtung zu aktivieren. In diesem Fall genügt also die Ausübung einer bestimmten Kraft auf den Betätigungshebel in Schwenkrichtung, um den gewünschten Schaltvorgang zum Aktivieren der Verstelleinrichtung auszulösen. Der Betätigungsweg ist in diesem Fall vernachlässigbar, d.h. der Betätigungshebel ist im wesentlichen räumlich fixiert. Vielmehr kommt es allein auf die Krafteinwirkung des Betätigungshebels auf den zugeordneten Kraftsensor an.

Gemäß einer Weiterbildung sind dem Betätigungshebel zwei Kraftsensoren zugeordnet, wobei der Betätigungshebel je nach Betätigungsrichtung auf den einen oder anderen Kraftsensor einwirkt. In Abhängigkeit hiervon kann beispielsweise eine zu verstellende Fensterscheibe entweder angehoben oder abgesenkt werden.

Gemäß einer anderen Weiterbildung wirkt der Betätigungshebel entgegen der Wirkung eines elastischen Elementes auf genau einen Kraftsensor ein. Je nach Betätigungsrichtung des Betätigungshebels wird die (wegen des elastischen Elementes) auf den Kraftsensor wirkende Kraft entweder verstärkt oder gemindert. In Abhängigkeit hiervon kann wiederum die Verstellrichtung des zu verstellenden Teiles (z. B. einer Fensterscheibe) festgelegt sein. Der Betätigungshebel wirkt vorzugsweise unmittelbar und nicht indirekt über ein zusätzliches Federelement auf den mindestens einen Kraftsensor ein.

Um ein unbeabsichtigtes Auslösen der elektrischen Verstelleinrichtung zu verhindern, aktiviert der Schalter die zugeordnete Verstelleinrichtung erst nach Überschreiten einer vorgebbaren Betätigungskraft oder eines vorgebbaren Betätigungsweges beim Betätigen des Betätigungshebels. Ferner kann vorgesehen sein, daß beim Überschreiten einer zweiten, größeren Betätigungskraft bzw. eines zweiten, größeren Betätigungsweges die Verstelleinrichtung in einen Automatikbetrieb geschaltet wird, so daß das Verstellteil bis in seine Endposition weiter verstellt wird, selbst wenn der Betätigungshebel nicht weiter aktiviert bleibt. Schließlich kann die Geschwindigkeit der Verstellbewegung von der Betätigungskraft und/oder dem Betätigungsweg bei Betätigung des Betätigungshebels abhängen.

Eine Verstelleinrichtung für Kraftfahrzeuge mit einer erfindungsgemäß ausgestalteten Betätigungseinrichtung ist durch die Merkmale des Anspruchs 29 charakterisiert.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden bei der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren deutlich werden.

Es zeigen:
1 – eine schematische Darstellung einer Kraftfahrzeugtür mit einer höhenverstellbaren Fensterscheibe und einer Betätigungsreinrichtung zur Betätigung eines der Fensterscheibe zugeordneten Fensterhebers;
2a – eine Darstellung eines Schwenkhebels der Betätigungseinrichtung gemäß 1;
2b – verschiedene Kennlinien eines Federelementes, das einer Schwenkbewegung des Schwenkhebels entgegenwirkt;
3a – eine schematische Darstellung einer Kraftfahrzeugtür gemäß 1 mit angedeuteter Auslenkung eines Schwenkhebels der Betätigungseinrichtung;
3b – eine graphische Darstellung der Abhängigkeit der Verstellgeschwindigkeit der Fensterscheibe von der Auslenkung des Schwenkhebels;
4a – eine schematische Darstellung eines Schwenkhebels für eine Betätigungsreinrichtung gemäß 1 mit einem Mitnehmer zur Kopplung des Schwenkhebels an ein elastisches Element;
4b - ein Detail aus der Darstellung gemäß 4a;
5a bis 5d – vier unterschiedliche Ausführungsformen elastischer Elemente zur Kopplung mit einem Schwenkhebel gemäß 4a und 4b;
6a und 6b – eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform eines Schwenkhebels, auf dem ein weiteres Betätigungsmittel zur Ausübung einer zusätzlichen Schaltfunktion angeordnet ist;
7a und 7b – eine zweite Ausführungsform eines Schwenkhebels, auf dem ein weiteres Betätigungsmittel zur Ausübung einer zusätzlichen Schaltfunktion angeordnet ist;
8a und 8b – eine dritte Ausführungsform eines Schwenkhebels, auf dem ein weiteres Betätigungsmittel zur Ausübung einer zusätzlichen Schaltfunktion angeordnet ist;
9a – einen Schwenkhebel für eine Betätigungseinrichtung gemäß 1, der einen zusätzlichen Bewegungsfreiheitsgrad zur Ausübung einer weiteren Schaltfunktion aufweist;
9b – ein Detail aus der Darstellung gemäß 9a;
10a bis 10c – drei unterschiedliche Varianten zur Ankopplung eines Betätigungshebels gem. 9a an eine Einrichtung zur Ausübung einer zusätzlichen Schaltfunktion;
11a bis 11b – qualitiative Darstellung der Kraft-Weg-Verläufe beim Betätigen der zusätzlichen Schaltfunktion mittels eines Schwenkhebels gem. 9a;
12 – eine weitere qualitative Darstellung des Schaltzustandes der zusätzlichen Schaltfunktion in Abhängigkeit von der Betätigung des Schwenkhebels gemäß 9a;
13a und 13b – zwei Ausführungsformen eines Schwenkhebels für eine Betätigungseinrichtung gemäß 1, der auf einen Kraftsensor einwirkt.
In 1 ist eine Fahrzeugtür T eines Kraftfahrzeugs dargestellt, deren Türrahmen R eine Schreibenöffnung bildet, in der eine Fensterscheibe F höhenverstellbar angeordnet ist. Zum Anheben oder Absenken der Fensterscheibe F dient ein elektrischer Fensterheber, von dem in 1 schematisch ein Antrieb A (umfassend einen Antriebsmotor sowie ein nachgeschaltetes Getriebe) und eine Führungsschiene S, entlang der die Fensterscheibe F beim Verstellen geführt wird, dargestellt sind. Zur Kopplung der Fensterscheibe F mit dem Antrieb A kann ein beliebiger bekannter Verstellmechanismus für Fensterscheiben F dienen, etwa ein Seil, das durch den Antrieb A angetrieben wird und andererseits entlang der Führungsschiene S geführt ist und dabei mittels eines Mitnehmers mit der Fensterscheibe F verbunden ist. Derartige Verstellmechanismen für einen Fensterheber sind allgemein bekannt, so daß diesbezüglich beispielhaft auf die DE 195 09 282 A1 verwiesen wird.
Zur Betätigung des Antriebs A und somit des Fernsterhebers insgesamt dient eine Betätigungseinrichtung B, die einen schwenkbar gelagerten Betätigungshebel mit dem Design einer Kurbel aufweist. Durch Verschwenken dieses Schwenkhebels aus einer Nullpunktlage heraus in die eine oder andere Richtung wird ein Schalter der Betätigungseinrichtung B betätigt, wodurch der Antrieb A aktiviert und je nach Betätigungsrichtung des Schwenkhebels die Fensterscheibe F mittels des Antriebs A entweder angehoben oder abgesenkt wird.
Die den Schwenkhebel der Betätigungseinrichtung bildende Kurbel ist vorliegend vor einer Armstütze S und schräg oberhalb einer Kartentasche K der Fahrzeugtür T angeordnet, also an der Stelle, an der in einer Fahrzeugtür üblicherweise die Kurbel eines mechanischen Fensterhebers angeordnet ist. Vorliegend dient der als Kurbel gestaltete Schwenkhebel der Betätigungseinrichtung B jedoch nicht zur Erzeugung mechanischer Kräfte zum Anheben oder Absenken der Fensterscheibe F sondern vielmehr zum Betätigen eines elektrischen Schalters mittels dem der elektrische Antrieb A zum Anheben oder Absenken der Fensterscheibe F aktiviert wird.
2a zeigt eine schematische Darstellung eines als Kurbel gestalteten Schwenkhebels 1, der zur Betätigung eines elektrischen Schalters dient, mit dem der Antrieb eines Kraftfahrzeugfensterhebers aktivierbar ist. Der Schwenkhebel 1 ist um eine Schwenkachse 10 verschwenkbar gelagert und umfaßt einen sich von der Schwenkachse 10 zu einem Betätigungskopf 16 erstreckenden Hebelabschnitt 15. Der Hebelabschnitt 15 und der Betätigungskopf 16 sind derart gestaltet, daß der Schwenkhebel 1 das Design einer Kurbel aufweist. Es handelt sich hierbei jedoch nicht um eine Kurbel zur manuellen Betätigung eines Fensterhebers, sondern vielmehr zur Betätigung eines elektrischen Schalters durch Verschwenken mittels dem ein elektrischer Antrieb des Fensterhebers aktivierbar ist.
Hierzu ist der Schwenkhebel 1 aus einer durch eine Gerade g repräsentierten Nullpunktlage heraus in die eine oder andere Richtung verschwenkbar, wobei je nach Schwenkrichtung des Schwenkhebels 1 aus der Nullpunktlage heraus der Antrieb entweder zum Anheben oder zum Absenken der Fensterscheibe aktiviert wird.
Die Betätigung des Schwenkhebels 1 erfolgt entgegen der Wirkung einer Federkraft, wobei mögliche Kennlinien des zur Erzeugung dieser Federkraft vorgesehenen elastischen Elementes in 2b dargestellt sind. Besonders geeignet sind degressive Federkennlinien, die einen starken Anstieg am Beginn der Auslenkung des Schwenkhebels 1 aufweisen. Hierdurch ist am Anfang das Aufbringen einer entsprechend großen Betätigungskraft F (vergl. 2a) erforderlich, um den Schalter der Betätigungseinrichtung auszulösen. Hiermit soll ein versehentliches Betätigen des Schalters beim Aufbringen nur sehr kleiner Betätigungskräfte verhindert werden, z. B. wenn ein Fahrzeuginsasse mit seinem Knie gegen den Schwenkhebel 1 stößt. Dieser Mindestfederkraft zum Auslösen des elektrischen Schalters entspricht ein minimaler Schwenkwinkel α, um den der Schwenkhebel 1 zum Auslösen des elektrischen Schalters verschwenkt werden muß.
Bei Verwendung eines Federelementes mit einer linearen oder einer progressiven Kennlinie kann ein entsprechender Effekt dadurch erreicht werden, das die entsprechende Kennlinie um den Nullpunkt des Schwenkwinkels α herum einen Offset aufweist.
Anhand der 3a und 3b ist am Beispiel dreier möglicher Geschwindigkeits-Schwenkwinkel-Kennlinien dargestellt, wie die Geschwindigkeit v der zu verstellenden Fensterscheibe F mit dem Schwenkwinkel α des Schwenkhebels 1 variieren kann. So kann vorgesehen sein, daß von dem elektrischen Schalter der Betätigungseinrichtung ein von dem Schwenkwinkel α abhängiges Signal erzeugt wird, so daß mit zunehmendem Schwenkwinkel α zugleich auch die Geschwindigkeit v der zu verstellenden Fensterscheibe zunimmt. Bei Überschreiten eines Schwenkwinkels α₀ wird der Fensterheber in Automatikbetrieb umgeschaltet, d.h. die Fensterscheibe wird bis zum Erreichen des vollständig geschlossenen bzw. vollständig geöffneten Zustandes weiterbewegt, selbst wenn keine weitere Betätigung des Schwenkhebels 1 erfolgt.
Ferner ist anhand 3b bei den einzelnen Kennlinien jeweils ein Weg-Offset erkennbar, da die Geschwindigkeit v der Fensterscheibe F erst größer als null wird, wenn der Schwenkhebel 1 um einen bestimmten minimalen Winkel verschwenkt worden ist.
Durch den in 3b dargestellten nichtlinearen Zusammenhang zwischen der Geschwindigkeit v der Fensterscheibe und dem Auslenkwinkel α des Schwenkhebels 1 wird die Geschwindigkeit der Fensterscheibe v sozusagen von der auf den Schwenkhebel 1 wirkenden Rückstellkraft teilweise entkoppelt. Es kann so eine optimale Anpassung an den gewünschten Betätigungskomfort erfolgen.
Die 4a und 4b zeigen eine mögliche Koppelung des um eine Achse 10 schwenkbar gelagerten Betätigungshebels 1 mit einem Federelement über einen Mitnehmer 11, der am Schwenkhebel 1 angeordnet und daher zusammen mit diesem verschwenkbar ist. Dieser Mitnehmer 11 in Form eines Bolzens kann an einem Federelement angreifen, so daß die gewünschte Schwenkbewegung entgegen der Wirkung eines Federelementes erreicht wird. Das Federelement erzeugt eine Rückstellkraft, die nach Abschluß der Betätigung des Schwenkhebels 1 den Schwenkhebel wieder in seine Nullpunktlage zurückführt.
In den 5a bis 5d sind unterschiedliche Ausführungsformen von Federelementen dargestellt, die eine Rückstellkraft erzeugen, welche einem Verschwenken des Schwenkhebels 1 entgegenwirkt.
Gemäß 5a sind an dem außermittig bezüglich der Schwenkachse 10 des Schwenkhebels angeordneten Mitnehmer 11 die einen Enden 21b, 22b zweier Zugfedern 21, 22 befestigt, die mit ihrem anderen Ende 21a bzw. 22a jeweils an einem außerhalb des Schwenkhebels angeordneten Verschiebelager befestigt sind. Die beiden Verschiebelager sind gemäß den Doppelpfeilen in 5a jeweils in beiden Raumrichtungen senkrecht zur Schwenkachse 10 verschieb- und damit einstellbar.
Die Anordnung der beiden Zugfedern 21, 22 ist derart, daß in der Nullpunktlage des Schwenkhebels ein Kräftegleichgewicht herrscht, der Schwenkhebel sich also in einem Gleichgewichtszustand befindet. Jede Auslenkung des Schwenkhebels aus der Nullpunktlage heraus führt zu einer Zunahme der Kraft und damit des Drehmomentes, das über den Mitnehmer 11 auf den Schwenkhebel wirkt. Somit wirkt jeder Auslenkung des Schwenkhebels aus seiner Nullpunktlage heraus eine durch Zugfeder 21, 22 begründete Rückstellkraft entgegen, die die Tendenz hat, den Schwenkhebel in die Nullpunktlage zurückzuführen.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 5b dient als Rückstellfeder eine Drehfeder 25. Die als Spiralfeder ausgebildete Drehfeder 25 ist mit einem Ende 25b an den Mitnehmer 11 des Schwenkhebels befestigt und mit dem anderen Ende 25a an der Schwenkachse 10 des Schwenkhebels. Die Drehfeder 25 ist derart angeordnet, daß sie sich in der Nullpunktlage des Schwenkhebels in einem Gleichgewichtszustand befindet. Jede Auslenkung des Schwenkhebels aus der Nullpunktlage heraus erfolgt daher entgegen einer Rückstellkraft der Drehfeder 25.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 5c dient als Rückstellfeder eine Blattfeder 28, die beidseitig des Schwenkhebels mit je einem Ende 28a bzw. 28b fest eingespannt ist.
Bei einem Verschwenken des Schwenkhebels wirkt je einer von zwei Mitnehmern 11 des Schwenkhebels auf die Blattfeder 28 ein, um diese zu verformen. Hierdurch wird auf den Schwenkhebel über den entsprechenden Mitnehmer 11 eine Rückstellkraft in Richtung auf seine Nullpunktlage.
In 5d ist ein Ausführungsbeispiel gezeigt, bei dem sich die Rückstellfeder in Form einer Blattfeder 28 auch in der Nullpunktlage des Schwenkhebels unter Vorspannung befindet. Durch entsprechende Einstellung der Verschiebelager (mögliche Verschiebung entlang der Doppelpfeile in 5d) ist diese Vorspannung einstellbar. Durch geeignete Einstellung der Vorspannung der Blattfeder 28 läßt sich insbesondere eine degressive Kennlinie beim Verschwenken des Schwenkhebels erreichen.
Der jeweilige Drehwinkel des Schwenkhebels wird in einem Türsteuermodul (Elektronikmodul) in ein Stellsignal für den elektrischen Antrieb des Fensterhebers umgesetzt. Diese Umsetzung ist nicht zwingend proportional zum Drehwinkel des Schwenkhebels, sondern an die ergonomischen Anforderungen angepaßt (toter Gang, Feinverstellbereich, Grobverstellung). Die Umsetzung kann durch einen Potentiometer, durch eine bereichsweise Kontaktierung mittels eines Schleifelementes, optisch, magnetisch oder durch ein DMS auf einem Federelement unter Berücksichtigung des Vorzeichens bzw. der Richtung der Auslenkung erfolgen, vgl. hierzu DE 195 486 59 C1 .
Ein Automatikbetrieb des Fensterhebers kann bei Erreichen eines bestimmten Drehwinkels des Schwenkhebels durch einen mechanischen Anschlag oder einen elektronisch auswertbaren Spannungschwellwert aktiviert werden.
Unabhängig von der Bewegungsrichtung und der Geschwindigkeit der Fensterscheibe, die gemäß den 1 bis 5 durch den Schwenkhebel selbst eingestellt werden können, ist in der Regel auch eine Anwahl der jeweils anzusteuernden Fensterscheibe erforderlich. So ist es bei fahrer- bzw. beifahrerseitigen Betätigungseinrichtungen für Fensterheber üblich, daß hiermit jede verstellbare Fensterscheibe des Kraftfahrzeugs, also etwa sowohl die beiden vorderen Seitenscheiben als auch die beiden hinteren Seitenscheiben, über den jeweils zugeordneten Fensterheber einstellbar ist. Hierzu muß eine geeignete Vorrichtung zur Wahl der zu verstellenden Fensterscheibe vorgesehen sein.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den 6a und 6b ist am Betätigungskopf 16 des Schwenkhebels 1 zusätzlich ein dreistufiger Drehschalter 51 angeordnet, bei dem beispielsweise eine Stufe der Anwahl der linken vorderen Seitenscheibe, eine zweite Stufe der Anwahl der rechten vorderen Seitenscheibe und eine dritte Stufe zur Anwahl beider vorderer Seitenscheiben dient.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den 7a und 7b wird die entsprechende Funktion durch einen dreistufigen Kippschalter 53 übernommen, der auf der Schwenkachse 10 des Schwenkhebels 1 angeordnet ist.
In den 8a und 8b ist ein Schwenkhebel 1 mit einem dreistufigen Schiebeschalter 55 dargestellt, der in drei verschiedene Positionen verschiebbar ist, um wahlweise die vordere linke, die vordere rechte oder beide vordere Fensterscheiben zu verstellen.
Selbstverständlich können auch andere Schaltertypen, z.B. ein Druckschalter, für die vorgenannten Zwecke zur Anwendung kommen. Besonders vorteilhaft ist bei den in den 6a bis 8b dargestellten Ausführungsbeispielen, daß der entsprechende zusätzliche Schalter jeweils am Schwenkhebel 1 vorgesehen ist, und zwar entweder unmittelbar auf dem Schwenkhebel 1 selbst oder auf dessen Schwenkachse 10.
In 9a ist ein Ausführungsbeispiel eines um eine Schwenkachse 10 verschwenkbaren Schwenkhebels 1 dargestellt, mit dem unmittelbar auch die Auswahl der zu verstellenden Fensterscheibe vorgenommen werden kann. Hierzu ist dieser, vom Design her nach Art einer Kurbel gestaltete, Schwenkhebel 1 um eine senkrechte zur Schwenkachse 10 verlaufende Achse kippbar. Im Bereich des dem Betätigungskopf 16 abgewandten Endes des Schwenkhebels 1 ist eine Kulisse 12 mit drei Kulissenabschnitten 12a, 12b, 12c angeordnet, über die der Schwenkhebel 1 auf einen entgegen der Wirkung einer Druckfeder 32 längsverschieblichen und in einer Hülse 30 angeordneten Stift 31 einwirkt, der wiederum über eine umlaufende Ringnut 33 mit einem Wippschalter 35 gekoppelt ist.
Je nach Kippwinkel δ des Schwenkhebels 1, gerät einer der drei Kulissenabschnitte 12a, 12b, 12c mit einem Ende des längsverschieblichen Stiftes 31 den Eingriff, wodurch die Längsposition des Stiftes 31 variabel einstellbar ist. Je nach axialer Auslenkung des Stiftes 31 nimmt der Wippschalter 35 einen von drei möglichen Schaltzuständen ein, entsprechend der Auswahl der vorderen linken, der vorderen rechten oder beider vorderer Seitenscheiben.
Wie anhand der Prinzipdarstellung in 9b erkennbar, sind die Kulissenabschnitte 12a, 12b, 12c der an dem Schwenkhebel 1 vorgesehenen Kulisse 12 jeweils als Rastpositionen ausgebildet, in denen der in einer Längsrichtung s verschiebliche Stift unter der Wirkung der Druckfeder 32 jeweils arretierbar ist.
In den 10a bis 10c sind in schematischer Darstellung verschiedene Abwandlungen der Anordnung aus 9b gezeigt.
Gemäß 10a ist die Kulisse 12 über einen Federstift 14 mit dem längsverschieblichen Stift 31 gekoppelt. In diesem Fall erfolgt die Auswahl der zu verstellenden Fensterscheibe nicht durch Ankippen sondern durch Verschieben des Schwenkhebels entlang der Verschieberichtung s des längsverschieblichen Stiftes 31.
Die 10b und 10c zeigen jeweils eine Abwandlung der Anordnungen aus den 9b und 10a, wobei der Unterschied jeweils in der Ausbildung der Kulisse des Schwenkhebels besteht. Gemäß den 10b und 10c ist die Kulisse 13 mit drei Kulissenabschnitten 13a, 13b, 13c jeweils derart ausgebildet, daß zwei der Kulissenabschnitte jeweils einer instabilen Schaltposition entsprechen, weil die Rückstellkraft der Druckfeder 32 bzw. des Federstiftes 14 jeweils die Tendenz hat, den längsverschieblichen Stift 31 derart zu verschieben, daß er in eine Längsposition gerät, die dem einen (13a) der drei Kulissenabschnitte 13a, 13b, 13c zugeordnet ist. Die den beiden anderen Kulissenabschnitten 13b, 13c zugeordneten Schaltpositionen werden daher nur solange aufrecht erhalten, wie der Schwenkhebel in der entsprechenden Position (durch Ankippen oder Verschieben) gehalten wird. Dies wird deutlich anhand der in den 11a und 11b dargestellten Kraft-Weg-Verläufe, wobei sich 11a auf die Ausführungsbeispiele gemäß den 9b und 10a und 11b auf die Ausführungsbeispiele gemäß den 10b und 10c bezieht. Es ist erkennbar, daß die Kulissenabschnitte 12a, 12b, 12c der Kulisse 12 aus den 9b und 10a jeweils zumindest metastabile Zustände definieren, während bei den Ausführungsbeispielen gemäß den 10b und 10c zwei Kulissenabschnitte 13b, 13c jeweils instabile Positionen des längsverschieblichen Stiftes 31 definieren.
Die in den 10b und 10c dargestellten Ausführungsbeispiele einer Anordnung zur Auswahl der zu verstellenden Fensterscheibe können gegebenenfalls mit einer zusätzlichen Steuerkulisse kombiniert werden, die eine Rückstellung des längsverschieblichen Stiftes 31 in seine Gleichgewichtsposition so lange sperrt, wie der entsprechende Fensterheber durch Verschwenken der Kurbel um die hierfür vorgesehene Schwenkachse 10 (vergl. 9a) verschwenkt ist, also die entsprechende Fensterscheibe verstellt wird. Erst danach wird der längsverschiebliche Stift 31 für eine automatische Rückstellung in seine Gleichgewichtsposition freigegeben.
12 zeigt eine der 11a entsprechenden Kennlinie, jedoch nicht als Kraft-Weg (bzw. Kippwinkel)-Kennlinie, sondern als Verschiebung-Weg (bzw. Kippwinkel)-Kennlinie, bei der die Verschiebung s des längsverschieblichen Stiftes 31 (vergl. 9a bis 10c) über dem Kippwinkel δ aufgetragen ist. Die Kennlinie ist nach oben hin an einem definierten Punkt M begrenzt durch einen mechanischen Anschlag, der ein weiteres Verkippen des Schwenkhebels verhindert.
13a zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Schwenkhebels 1, der an einem Ende einen Betätigungskopf 16 und am anderen Ende einen Mitnehmer 18 mit zwei einander gegenüberliegenden Nasen 18a, 18b auf. Jeder der Nasen 18a, 18b des Mitnehmers 18 ist ein Kraftsensor 41 bzw. 42 zugeordnet, der beispielsweise als piezoelektrischer Sensor oder als DMS ausgebildet sein kann.
Wird auf den Schwenkhebel 1 eine Betätigungskraft F ausgeübt, um diesen zu verschwenken, so wirkt je nach Richtung dieser Kraft die eine oder andere Nase 18a, 18b des Mitnehmers 18 auf den einen oder anderen Kraftsensor 41, 42 ein. Der entsprechende Kraftsensor übermittelt dann ein elektrisches Signal an ein Türsteuergerät, die jeweils ausgewählte Fensterscheibe mittels des zugeordneten Fensterhebers anzuheben oder abzusenken, je nachdem, auf welchen der beiden Kraftsensoren 41, 42 der Schwenkhebel 1 über seinen Mitnehmer 18 einwirkt. Die Einwirkung des Schwenkhebels 1 auf den jeweiligen Kraftsensor 41 bzw. 42 erfolgt dabei unmittelbar über den Mitnehmer 18 ohne Zwischenschaltung eines federnden Elementes, wie es in der DE 195 48 659 A1 beschrieben ist.
Bei diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung erfolgt nur eine minimale Bewegung des Schwenkhebels 1, um einen Fensterheber zu aktivieren. Die Betätigung ist im wesentlichen kraftgesteuert, d.h., die auf den Schwenkhebel 1 durch einen Benutzer ausgeübte Betätigungskraft F erzeugt eine entsprechende Kraft, mit der der Mitnehmer 18 des Schwenkhebels 1 auf einen der Sensoren 41, 42 einwirkt.
Das in 13a dargestellte Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einer kraftgesteuerten Betätigung ohne signifikante Auslenkung des Schwenkhebels 1 hat den Vorteil, daß die Hand der jeweiligen Bedienperson bei der Betätigung praktisch nicht bewegt werden muß und beispielsweise beim Betätigen auf einer Armauflage (Armstütze S gemäß 1) verbleiben kann. Darüber hinaus besteht nur ein vergleichsweise kleiner Platzbedarf, da kein Freiraum für das Auslenken des Schwenkhebels vorgesehen sein muß. Allerdings entfällt hierbei die Rückkoppelung an den Bediener über den Auslenkweg, durch den beispielsweise die Geschwindigkeit der zu verstellenden Fensterscheibe sowie der Übergang in den Automatikbetrieb gesteuert werden können. Sowohl die Steuerung der Geschwindigkeit als auch die Steuerung des Übergangs in den Automatikbetrieb sind bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 13a rein kraftgesteuert. Die Rückkoppelung kann in diesem Fall beispielsweise akustisch oder optisch über geeignete Signale erfolgen.
In 13b ist eine Abwandlung des Ausführungbeispieles aus 13a dargestellt, bei dem lediglich eine Nase 18a des Mitnehmers 18 des Schwenkhebels 1 auf einen Kraftsensor 40 einwirkt, während an der anderen Nase 18b eine vorgespannte Druckfeder 45 in Form einer Schraubenfeder mit großer Federkonstante befestigt ist. Mittels dieser Schraubenfeder 45 ist der Mitnehmer 18 über die eine Nase 18a gegen den Kraftsensor 40 vorgespannt. Je nach Betätigungsrichtung des Schwenkhebels 1 wird diese Kraftwirkung entweder verstärkt oder abgeschwächt (Betätigung des Schwenkhebels in Richtung der von der Druckfeder 45 ausgeübten Kraft oder Betätigung des Schwenkhebels entgegen der von der Druckfeder 45 ausgeübten Kraft). Hierdurch wird der auf den Kraftsensor 40 wirkende Druck erhöht oder verringert, was in ein Anheben bzw. Absenken der jeweils angesteuerten Fensterscheibe umgesetzt wird.
Die Erfindung wurde in den vorhergehenden Ausführungsbeispielen anhand einer Betätigungseinrichtung zur Aktivierung eines Fensterhebers beschrieben. Die Erfindung kann jedoch in gleicher Weise auch auf andere Verstelleinrichtungen in Kraftfahrzeugen, z. B. Schiebedächer, angewandt werden.

Claims

Betätigungseinrichtung für mindestens eine elektrische Verstelleinrichtung in Kraftfahrzeugen, mit einer elektrischen Schaltvorrichtung, bei deren Betätigung die Verstelleinrichtung zum Verstellen eines Verstellteiles aktiviert wird, wobei zum Betätigen der Schaltvorrichtung ein schwenkbar gelagerter Betätigungshebel vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Betätigungshebel (1) als eine zur Auslösung der zugeordneten elektrischen Schaltvorrichtung begrenzt, um einen Winkel von weniger als 360° um eine Schwenkachse (10) verschwenkbare Kurbel ausgebildet ist.
Betätigungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Richtung der Verstellbewegung des Verstellteiles von der Betätigungsrichtung des Betätigungshebels (1) abhängt.
Betätigungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit (v) der Verstellbewegung des Verstellteiles von der Betätigungskraft (F) und/oder dem Betätigungsweg (α) bei Betätigung des Betätigungshebels (1) abhängt.
Betätigungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Betätigungshebel (1) Mittel zum Auslösen mindestens einer zusätzlichen Schaltfunktion aufweist.
Betätigungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Schaltfunktion zur Auswahl der zu aktivierenden Verstelleinrichtung, zur Auswahl der Verstellrichtung des Verstellteiles oder zur Auswahl einer Betriebsart der Verstelleinrichtung dient.
Betätigungseinrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (12, 13) zum Auslösen einer zusätzlichen Schaltfunktion durch den Betätigungshebel (1) selbst gebildet werden.
Betätigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Betätigungshebel (1) zum Auslösen der zusätzlichen Schaltfunktion mindestens einen weiteren Bewegungsfreiheitsgrad zusätzlich zu der Schwenkbewegung aufweist.
Betätigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Betätigungshebel (1) eine Kulisse (12, 13) aufweist, über die er auf ein Element (31) der zusätzlichen Schaltfunktion einwirken kann.
Betätigungseinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kulisse (12, 13) auf ein längsverschiebliches Element (31) einwirkt.
Betätigungseinrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kulisse (12, 13) entgegen der Wirkung eines elastischen Elementes (32) auf ein Element (31) der zusätzlichen Schaltfunktion einwirkt.
Betätigungseinrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kulisse (12, 13) eine Mehrzahl von Kulissenabschnitten (12a, 12b, 12c; 13a, 13b, 13c) aufweist, die jeweils auf das Element (31) der zusätzlichen Schaltfunktion einwirken können.
Betätigungseinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Kulisse (12) eine Mehrzahl Rastpositionen (12a, 12b, 12c) definiert, die jeweils einem definierten Schaltzustand der zusätzlichen Schaltfunktion entsprechen.
Betätigungseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (51, 53, 55) zum Auslösen mindestens einer zusätzlichen Schaltfunktion durch mindestens ein zusätzlich am Betätigungshebel (1) vorgesehenes Betätigungsmittel gebildet werden.
Betätigungseinrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsmittel (51, 55) an einem schwenkbaren Abschnitt (15, 16) des Betätigungshebels (1) angeordnet ist.
Betätigungseinrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsmittel (53) auf der Schwenkachse (19) des Betätigungshebels (1) angeordnet ist.
Betätigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsmittel (51, 53, 55) durch einen Dreh-, Schwenk-, Schiebe- oder Druckschalter gebildet wird.
Betätigungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Betätigungshebel (1) begrenzt schwenkbar ist.
Betätigungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Betätigungshebel (1) entgegen der Wirkung mindestens eines elastischen Elementes (21, 22; 25; 28; 45) verschwenkbar ist, um die Verstelleinrichtung zu aktivieren.
Betätigungseinrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Element (21, 22; 25; 28; 45) als Federelement ausgebildet ist.
Betätigungseinrichtung nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß eine vorgebbare Mindestkraft bei Betätigen des Betätigungshebels (1) überwunden werden muß, um die Verstelleinrichtung zu aktivieren.
Betätigungseinrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Kennlinie des elastischen Elementes (21, 22; 25; 28; 45) am Beginn der Auslenkung des Betätigungshebels (1) die größte Steigung aufweist.
Betätigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß als elastisches Element mindestens eine lineare Feder, Drehfeder oder Blattfeder dient.
Betätigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Betätigungshebel (1) zur Einwirkung auf mindestens einen Kraftsensor (40; 41, 42) vorgesehen ist, um die Verstelleinrichtung zu aktivieren.
Betätigungseinrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Betätigungshebel (1) je nach Schwenkrichtung auf einen von zwei Kraftsensoren (41, 42) einwirkt.
Betätigungseinrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Betätigungshebel (1) je nach Schwenkrichtung auf genau einen Kraftsensor (40) zu oder von diesem weg bewegbar ist.
Betätigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 23 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß der Betätigungshebel (1) unmittelbar auf den Kraftsensor (40; 41, 42) einwirkt.
Betätigungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter die Verstelleinrichtung erst nach Überschreiten einer vorgebbaren Betätigungskraft oder eines vorgebbaren Betätigungsweges bei Betätigen des Betätigungshebels (1) aktiviert.
Betätigungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter die Verstelleinrichtung nach Überschreiten einer vorgebbaren Betätigungskraft oder eines vorgebbaren Betätigungsweges in einen Automatikbetrieb schaltet.
Verstelleinrichtung für Kraftfahrzeuge, insbesondere für Kraftfahrzeugfensterheber oder für ein Schiebedach, mit einem elektrischen Antrieb, einem Verstellmechanismus zur Übertragung der Antriebskraft von dem elektrischen Antrieb auf ein Verstellteil und einer Betätigungseinrichtung zum Aktivieren des elektrischen Antriebs nach einem der Ansprüche 1 bis 28.