-
Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verriegeln eines Karosserieteils
eines Kraftfahrzeugs, wie einer Kraftfahrzeugtür, mit einem angrenzenden Karosserieteil,
wie einer Nachbartür,
einem Rohbauteil, einer B-Säule
oder dergleichen. Üblicherweise
sind derartige Verriegelungsvorrichtungen mit einem als Zapfen ausgebildeten
Verriegelungsteil aufgebaut, das von einer passiven Ruheposition
in eine aktive Verriegelposition in einer Verfahrrichtung verlagerbar
ist.
-
Ein
Beispiel für
eine derartige Verriegelungsvorrichtung sei durch die
DE 3234781 A1 angegeben,
bei der das Verriegelungsteil an der Kraftfahrzeugtür gelagert
ist, und aus einer Ruheposition in eine aktive Verriegelungsposition
eingreifend in eine Aufnahme gelangt, die an dem Kraftfahrzeugtürrahmen
oder der B-Säule
angeordnet ist.
-
Aus
der
DE 4429475 A1 ist
eine Verriegelungsvorrichtung bekannt, bei der eine federdruckunterstützte Arretierkugel
in eine Einbuchtung eines Verriegelungszapfens eingreifen kann,
um eine ungewünschte
Zurückverlagerung
des Verriegelungszapfens zu vermeiden. Bei der bekannten Verriegelungsvorrichtung
ist allerdings von Nachteil, daß bei stärkeren auf
den Verriegelungszapfen wirkenden Rückverlagerungskräften ein
ungewünschtes
Freigeben der Arretierkugel aufgrund der einfach überwindbaren
Federkraft und damit eine Zurückverlagerung des
Verriegelungszapfens möglich
sind. Außerdem würde bei
starken, auf die zueinander benachbarten Karosserieteile wirkenden
Verformungskräften,
insbesondere bei derart starken Verformungs kräften, daß die Karosserieteile voneinander
weg verformt werden, der Verriegelungszapfen die Aufnahme freigeben,
so daß eine
Verriegelung und eine damit einhergehende Versteifung der Karosserieteile
untereinander aufgehoben ist.
-
Es
ist Aufgabe der Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik
zu überwinden,
insbesondere eine Vorrichtung zum Verriegeln eines Karosserieteils
eines Kraftfahrzeugs mit einem angrenzenden Karosserieteil zu schaffen,
mit der auch bei sehr großen
Verformungskräften
eine sichere Verriegelung und/oder Versteifung der Karosserieteile
zueinander gewährleistet
ist und damit ein durch die Karosserieteile gebildetes, verformungssteifes
Karosseriegefüge
geschaffen ist.
-
Diese
Aufgabe wird durch die Merkmale von Patentanspruch 1 gelöst. Danach
umfaßt
eine erfindungsgemäße Verriegelunsgvorrichtung
ein von einer passiven Ruheposition in eine aktive Verriegelposition
in einer Verfahrrichtung verlagerbares Verriegelungsteil, das an
einem der Karosserieteile beweglich gelagert ist, und eine Aufnahme,
die an dem anderen der Karosserieteile angeordnet ist und in die das
Verriegelungsteil in dessen Verriegelposition greift. Erfindungsgemäß ist eine
insbesondere federvorspannungsfreie Entriegelsperre zum Sperren
einer Verlagerung des Verriegelungsteils entgegen der Verfahrrichtung
im Bereich der Aufnahme ausgebildet und derart aktivierbar, daß ein Freigeben
des Verriegelungsteils aus der Aufnahme gesperrt ist. Sitzt das
Verriegelungsteil in der Aufnahme und ist die Entriegelsperre aktiviert,
ist ein starres Karosseriegefüge
geschaffen, bei dem eine Bewegung der das Karosseriegefüge bildenden
Karosserieteile aufeinander zu und vor allem voneinander weg stark
eingeschränkt
ist.
-
Bei
einer Weiterbildung der Erfindung weist die Entriegelsperre wenigstens
einen ausfahrbaren Arretiervorsprung insbesondere an dem Verrieglungsteil
und eine insbesondere an der Aufnahme für einen im wesentlichen formschlüssigen Eingriff
des Arretiervorsprung ausgebildete Arretiervertiefung auf.
-
Vorzugsweise
weist die Entriegelsperre wenigstens einen, vorzugsweise mehrere,
Arretierkörper,
insbesondere wenigsten eine Arretierkugel, vorzugsweise mehrere
Arretierkugeln, auf, der quer, insbesondere senkrecht, zur Verfahrrichtung
an dem Verriegelungsteil ausfahrbar gelagert ist.
-
Die
Aufnahme kann einen Anschlag für
das Verriegelungsteil in Verfahrrichtung bilden.
-
Ein
eigenständiger
oder von dem oben genannten Erfindungsgegenstand abhängiger Aspekt der
Erfindung betrifft eine gattungsgemäße Vorrichtung zum Verriegeln
eines Karosserieteils eines Kraftfahrzeugs mit einem angrenzenden
Karosserieteil, bei der eine Entriegelsperre eine Verlagerung des
in die Verriegelposition gebrachten Verriegelungsteils entgegen
der Verfahrrichtung sperrt und ein Antriebsmechanismus mit einem
antreibbaren Getriebeteil dazu ausgelegt ist, durch Antriebsbewegung
des Getriebeteils das Verriegelungsteil in Verfahrrichtung in die
aktive Verriegelposition zu verlagern und die Entriegelsperre zu
aktivieren. Die erfindungsgemäße Vorrichtung
gemäß dem obengenannten
abhängigen
oder unabhängigen
Aspekt der Erfindung bietet eine platzsparende Maßnahme zum
Versteifen eines durch ein bewegliches Karosserieteil und ein dazu
benachbartes Karosserieteil bestehenden Karosseriegefüges. Ein
besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Verriegelungsvorrichtung
ist der mechanisch besonders einfach realisierbare Aufbau, weil
zum Verriegeln und zum Aktivieren der Entriegelsper re nur ein einziges
anzutreibendes Bauteil notwendig ist. Die erfindungsgemäße Verriegelungsvorrichtung
stellt auch bei großen,
auf die Karosserieteile wirkenden Verformungskräften ein steifes Karosseriegefüge sicher.
-
Bei
einer Weiterbildung der Erfindung ist der Antriebsmechanismus derart
koordiniert, daß er
bei einer primären
Antriebsbewegung des Getriebeteils insbesondere in einer Antriebsrichtung,
die der Verfahrrichtung des Verriegelungsteils entspricht, eine Verlagerung
des Verriegelungsteils hin zur aktiven Verriegelposition veranlaßt und nach
Erreichen der Verriegelposition eine sekundäre Antriebsbewegung des Getriebeteils
insbesondere auch in Antriebsrichtung die Aktivierung der Entriegelsperre
betreibt.
-
Bei
einer bevorzugten Ausführung
der Vorrichtung sind das Verriegelungsteil und das Getriebeteil
teleskopartig ineinander verschiebbar angeordnet. Dabei kann das
Verriegelungsteil als Hülse
ausgeführt
sein, in welcher ein als Antriebsstange ausgebildetes Getriebeteil
einfahrbar ist und welche verschiebbar in einem ortsfesten, hülsenartigen
Gehäuse
gelagert ist.
-
Bei
einer Weiterbildung der Erfindung kann eine Koordination des Antriebsmechanismus
dadurch realisiert sein, daß eine
Reibungskraft, insbesondere ein Reibungskoeffizient, zwischen dem
Verriegelungsteil und dem Gehäuse
kleiner als eine Reibungskraft, insbesondere ein Reibungskoeffizient, zwischen
dem Verriegelungsteil und dem Getriebeteil ist. Es können auch
andere Antriebskoordinationen, beispielsweise durch separate Antriebe
für den
Antriebsmechanismus, vorgesehen sein.
-
Bei
einer bevorzugten Ausführung
der Erfindung kann die Aktivierung der Entriegelsperre dadurch realisiert
sein, daß we nigstens
ein, vorzugsweise mehrere, beweglich gelagerte Arretierkörper durch
die, insbesondere sekundäre,
Antriebsbewegung des Getriebeteils verrückt, insbesondere aus einer
Ruhestellung verdrängt,
werden, um jeweils in wenigstens eine Arretieraussparung, vorzugsweise in
mehrere Arretieraussparungen, in der Aufnahme arretierend einzugreifen.
-
Vorzugsweise
kann das Getriebeteil mit einem sich weitenden Anlaufabschnitt ausgebildet sein,
mit dem bei der Antriebsbewegung des Getriebeteils der wenigstens
eine Arretierkörper
zu dessen Verrückung
zusammenwirkt.
-
Des
weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Verriegeln eines
beweglichen Karosserieteils eines Kraftfahrzeugs, wie einer Kraftfahrzeugtür, mit einem
angrenzenden Karosserieteil, wie einer Nachbartür, einem Rohbauteil, einer
B-Säule
oder dergleichen. Erfindungsgemäß wird ein
Getriebeteil angetrieben, ein Verriegelungsteil wird zu dessen Verlagerung
in Verfahrrichtung in eine aktive Verriegelposition von dem angetriebenen
Getriebeteil mitgenommen, und eine insbesondere federvorspannungsfreie
Entriegelsperre wird zum Blockieren einer Verlagerung des Verriegelungsteils
entgegen der Verfahrrichtung durch die Antriebsbewegung des Getriebeteils
aktiviert.
-
Insbesondere
kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren
durch die Antriebsbewegung des Getriebeteils ein Arretierkörper der
Entriegelsperre aus einer Ruheposition in eine Arretierposition
getrieben werden, nachdem das Verriegelungsteil in die Verriegelposition
gelangt ist.
-
Es
sei klar, daß das
erfindungsgemäße Verfahren
auch nach der erfindungsgemäßen Vorrichtung
verfahren kann.
-
Weitere
Vorteile und Merkmale der Erfindung werden durch die folgende Beschreibung
einer bevorzugten Ausführung
anhand der beiliegenden Zeichnungen deutlich, in denen zeigen:
-
1 eine
schematische Seitenansicht eines Kraftfahrzeugs mit einer eingebauten
erfindungsgemäßen Vorrichtung
zum Verriegeln einer Kraftfahrzeugvorder- und -hintertür;
-
2 eine
Detailansicht des Bereichs I gemäß 1;
-
3a eine
Querschnittsansicht einer erfindungsgemäßen Verriegelungsvorrichtung
in deren Ruhestellung;
-
3b eine
offene Stirnansicht der Vorrichtung gemäß 3a;
-
4a eine
Querschnittsansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß 3a in
einer Zwischenstellung;
-
4b eine
offene Stirnansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß 4a;
-
5a eine
Querschnittsansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß den 3a und 4a in
der Verriegelungsstellung; und
-
5b eine
offene Stirnansicht der der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß 5a.
-
In 1 ist
schematisch ein Kraftfahrzeug 1 ohne B-Säule angedeutet,
das ein zurück-
und einfahrbares Verdeck aufweist. Bei derartigen offen ausgeführten Kraftfahrzeugen
bedarf es einer besonders steifen Anbindung der Karosserieteile
unter einander. Das Kraftfahrzeug 1 hat eine Vordertür 3,
welche mittels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 11 zum
direkten Verriegeln der Vordertür 3 an
ein benachbartes Karosserieteil mit einer Hintertür 5 ein
im verriegelten Zustand steifes Karosseriegefüge bildet. Wie in 1 ersichtlich
ist, erstreckt sich die erfindungsgemäße Vorrichtung 11 in
Längsrichtung
des Kraftfahrzeugs 1 und ist im oberen Drittel der Hintertür 5 bzw.
der Vordertür 3 angeordnet.
-
Wie
insbesondere auch in 2 ersichtlich, ist die erfindungsgemäße Vorrichtung 11 größtenteils in
der Hintertür 5 untergebracht.
Ein in der Hintertür 5 ortsfest
gelagerter Elektromotor 13 treibt ein als Getriebestange
ausgebildetes Getriebeteil 15 für eine translatorische Bewegung
an, das von einem hülsenartigen
Gehäuse 25 der
erfindungsgemäßen Vorrichtung 11 aufgenommen
ist. Eine Aufnahme 41, mit der ein in 2 nicht
dargestelltes verlagerbares Verriegelungsteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung 11 in Eingriff
bringbar ist, ist in der Vordertür 3 im
Bereich des an die Hintertür 5 angrenzenden
Randes 7 fluchtend zur Antriebsachse des Elektromotors 13 angedeutet.
Oberhalb der erfindungsgemäßen Verriegelungsvorrichtung 11 sind
Türgriffausbuchtungen 8, 9 in 2 angedeutet.
-
In
den 3a bis 5b ist
eine erfindungsgemäße Verriegelungsvorrichtung 11 in
drei verschiedenen Betriebsstellungen dargestellt – Ruhestellung,
Zwischenstellung, Verriegelstellung. Zur besseren Lesbarkeit der
Figurenbeschreibung werden sämtliche
in den Figuren dargestellten Bauteile mit denselben Bezugszeichen
versehen, gleichwohl sie verschiedene Funktionszustände aufweisen
können.
-
Die
Verriegelungsvorrichtung 11 umfaßt einen Elektromotor 13,
der ein als Getriebestange 15 ausgebildetes Getriebeteil
translatorisch in bzw. entgegen der Verfahrrichtung A hin- bzw. herbewegen kann.
-
Die
Getriebestange 15 ist mit einem motorfernen, schmalen Betätigungsende 17 gebildet,
an dem ein konischer Anlaufflächenabschnitt 19 geformt ist.
An den Anlaufflächenabschnitt 19 schließt ein erster
zylindrischer Abschnitt 21 kleineren Querschnitts und daran
wiederum ein zweiter zylindrischer Abschnitt 23 größeren Querschnitts
an.
-
Die
erfindungsgemäße Verriegelungsvorrichtung 11 umfaßt weiterhin
ein Gehäuse 25,
in dem ein als Hülse 27 ausgebildetes
Verriegelungsteil geführt
ist. In der Hülse 27 ist
zu deren Antrieb die Getriebestange 15 unter Ausbildung
von vorbestimmten Reibungskräften
an Gleitlagern 26, 28 geführt, wobei das Gleitlager 26 mit
dem zweiten Abschnitt und das Gleitlager 28 mit dem ersten
Abschnitt reibend zusammenwirken. Die Getriebestange 15,
die Hülse 27 und
das ortsfest Gehäuse 25 bilden
eine zur Antriebsachse C konzentrische Teleskopanordnung.
-
Die
Hülse 27 ist
an ihrem motorfernen Ende mit einer konischen Eingriffsaußenfläche 29 geformt und
an zwei voneinander beabstandeten Gleitlagern 31, 33 an
der Innenseite des Gehäuses 25 geführt. Die
Gleitlager 31, 33 haben eine erste Reibungszahl μ1.
Durch Verwendung bestimmter Reibmaterialien, wie Gummi, kann die
zwischen der Hülse 27 und
der Getriebestange 15 hervorzurufende Reibungskraft vorab
eingestellt werden.
-
Die
für die
innenseitige Führung
der Getriebestange 15 vorgesehenen, ebenfalls voneinander beabstandeten
Gleitlager 26, 28 haben einen Reibungskoeffizienten μ2,
der deutlich größer als
der Reibungskoeffizient μ1 zwischen der Hülse 27 und dem Gehäuse 25 ist.
-
In
Verfahrrichtung konzentrisch zur Antriebsachse C ist eine kegelstumpfförmige, hülsenförmige Aufnahme 41 mit
sich in Verfahrrichtung verjüngenden
Innenabmessungen vorgesehen. Die sich konisch verjüngende Innenfläche 43 der
Aufnahme 41 ist im wesentlichen formkomplementär zur Eingriffsaußenfläche 29 der
Hülse 27.
-
Die
Hülse 27 hat
im Bereich der Verriegelfläche 29 Führungslöcher 45 zum
Halten von Arretierkugeln 47, die aufgrund des Betätigungsendes 17 der Getriebestange 15 nicht
aus den Führungslöchern 45 fallen
können,
wobei die Getriebestange 15 nicht über die Führungslöcher 45 hinaus entgegen
der Verfahrrichtung A verlagert werden kann. Die Führungslöcher 45 lassen
eine Verlagerbarkeit der Arretierkugeln 47 in Querrichtung
Q senkrecht zur Verlagerrichtung A zu.
-
Die
Anlauffläche 29 am
aufnahmenahen Ende der Hülse 27 ist
derart auf die konische Innenfläche 43 der
Aufnahme 41 abgestimmt, daß die Führungslöcher 45 mit einer
Arretieraussparung 51 in Querrichtung Q dann fluchtend
zusammenfallen, wenn die Eingriffsaußenfläche 29 der Hülse 27 formschlüssig an
der konischen Innenfläche 43 der
Aufnahme 41 anliegt. In die Arretieraussparung 51 greifen
die von dem Anlaufflächenabschnitt 19 der
Getriebestange 15 verdrängten
Arretierkugeln 47, um ein Freigeben der Hülse 27 aus
der Aufnahme 41 zu verhindern Im folgenden werden die einzelnen
Bewegungsphasen des erfindungsgemäßen Antriebsmechanismus beschrieben,
der sich aus dem Elektromotor 13, der damit gekoppelten
Getriebestange 15 und der Hülse 27 zusammensetzt.
-
In
den 3a und 3b ist
die Ruhestellung dargestellt, in der die Getriebestange 15 und
die Hülse 27 eingefahren
sind. Die drei Arretierkugeln 47 liegen passiv in den Führungslöchern und
behindern in dieser Stellung die Verlagerung der Hülse 27 nicht.
-
In
den 4a und 4b ist
eine Zwischen- oder Ausrichtstellung dargestellt, in der die Eingriffsaußenfläche 29 der
Getriebestange 15 formschlüssig an der konischen Innenfläche 43 der
Aufnahme 41 liegt und die Führungen 45 fluchtend
zur Arretieraussparung 51 liegen. Diese primäre Bewegungsphase, bei
der, angetrieben von der Getriebestange 15, ausschließlich die
Hülse 27 in
deren Verriegelposition verlagert wird, wird dadurch realisiert,
daß eine
Relativbewegung zwischen dem Gehäuse 25 und
der Hülse 27 aufgrund
des kleineren Reibungswiderstandes zugelassen wird, während eine
Relativbewegung zwischen der Getriebestange 15 und der
Hülse 27 aufgrund
des höheren
Reibungswertes unterbunden ist.
-
In
der Ausricht- oder Zwischenstellung ist die Aufnahme 43 mit
deren Arretieraussparung 51 paßgenau für eine Blockade der Hülse auch
entgegen der Verfahrrichtung A ausgerichtet.
-
In
den 5a und 5b ist
die durch die Arretierkugeln 47 gebildete Entriegelsperre
aktiviert. Durch eine an die primäre Bewegungsphase (4a,
b) anschließende
sekundäre
Bewegungsphase der Getriebestange 15 wird nunmehr eine
Relativbewegung zwischen letzterer und der Hülse 27 zugelassen.
Aufgrund des Anschlags der konischen Anlauffläche 43 der Aufnahme 41 in
Verfahrrichtung A wird der Widerstand zur Verlagerung der Hül se derart
erhöht,
daß der
Reibungswiderstand zwischen der Getriebestange 15 und der
Hülse 27 überwunden werden
kann.
-
Aufgrund
des Anlaufflächenabschnitts 19 der Getriebestange 15 werden
bei einer Relativbewegung zwischen Getriebestange 15 und
Hülse 27 allmählich die
Arretierkugeln 47 in Querrichtung Q verlagert. Sobald die
Arretierkugeln 47 den ersten Abschnitt 21 der
Getriebestange 15 erreicht haben, greifen die Arretierkugeln
formschlüssig
in die Arretieraussparung 51 ein und werden dort gehalten,
wobei die Arretierkugeln 47 noch in den Führungslöchern 45 der
Hülse 27 zu
deren Sperrung verbleiben. Somit ist eine Entriegelsperre realisiert,
welche eine Verlagerung des durch die Hülse 27 gebildeten
Verriegelungsteils in Verfahrrichtung A sowie auch in entgegengesetzter
Richtung verhindert.
-
Auch
bei starken Verformungskräften,
welche aneinandergrenzende Karosserieteile auseinander bewegen können, ist
eine Freigabe des durch die Hülse 27 gebildeten
Verriegelungsteils aus der Aufnahme 41 durch die Entriegelsperre
verhindert.
-
Die
in der vorstehenden Beschreibung, den Figuren und den Ansprüchen offenbarten
Merkmale können
sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Realisierung
der Erfindung in den verschiedenen Ausgestaltungen von Bedeutung
sein.
-
- 1
- Kraftfahrzeug
- 3
- Vordertür
- 5
- Hintertür
- 7
- Rand
- 8,
9
- Türgriffausbuchtungen
- 11
- Verriegelungsvorrichtung
- 13
- Elektromotor
- 15
- Getriebestange
- 17
- motorfernes,
schmales Ende der Getriebestange
- 19
- konischer
Anlaufflächenabschnitt
- 21
- zylindrischer
Abschnitt kleineren Querschnitts
- 23
- zylindrischer
Abschnitt größeren Querschnitts
- 25
- Gehäuse
- 26,
28
- Gleitlager
- 27
- Hülse
- 29
- Eingriffsaußenfläche
- 31,
33, 35, 37
- Gleitlager
- 41
- Aufnahme
- 43
- Innenfläche der
Aufnahme
- 45
- Führungslöcher
- 47
- Arretierkugel
- 51
- Aussparung
- μ1, μ2
- Reibungskoeffizienten
- A
- Verfahrrichtung
- Q
- Querrichtung
- C
- Antriebsachse