DE102006031477A1

DE102006031477A1 - Drehantrieb für schwenkbare Türflügel, insbesondere für Fahrzeugtüren

Info

Publication number: DE102006031477A1
Application number: DE102006031477A
Authority: DE
Inventors: Reinhold Schulte
Original assignee: IWN ARMATUREN DIPL ING WOLFGAN; Iwn Armaturen Dipl-Ing Wolfgang Niemann -Automationsarmaturen- Ek; DaimlerChrysler AG
Current assignee: Schulte Reinhold 33106 Paderborn De; Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2006-07-07
Filing date: 2006-07-07
Publication date: 2008-01-17
Anticipated expiration: 2026-07-08
Also published as: DE102006031477B4; PL2041387T3; EP2041387A1; EP2041387B1; WO2008003449A1; ES2550587T3

Abstract

Drehantrieb für schwenkbare Türflügel, insbesondere für Fahrzeugtüren, mit einer drehbar gelagerten Spindel (18) mit zwei einander gegenüberliegenden, flachen Schraubengängen (62, 64), einem die Spindel (18) konzentrisch umgebenden Zylinder (10), in dem sich ein im Zylinder verschiebbarer, drehfest im Zylinder geführter Kolben (52) befindet, einem Durchlaß in der Achslinie des Kolbens (52), den die Spindel (18) durchläuft, wenigstens zwei Rollen (58, 60), die in dem Kolben (52) beiderseits der Spindel drehbar gelagert sind und auf den beiden gegenüberliegenden Schraubengängen (62, 64) bei Verschiebung des Kolbens (52) abrollen.

Description

Die Erfindung betrifft einen Drehantrieb für schwenkbare Türflügel, insbesondere für Fahrzeugtüren.
Türen von Omnibussen müssen nicht nur vom Fahrersitz aus geöffnet und geschlossen werden können, sondern in vielen Fällen wird gefordert, dass die Türen in der Endstellung so verriegelt werden können, dass sie während der Fahrt nicht klappern und nicht flattern. Es ist daher beispielsweise bei vielen Türen üblich, den Türflügel in der Endstellung der Schwenkbewegung anzuheben und damit in eine verriegelte Position zu bringen. Zum Stand der Technik wird insoweit insbesondere auf die DE-OS 37 05 369 Bezug genommen.
Vielfach wird ein Schraubgetriebe verwendet, das sich in unmittelbarer Verlängerung der Drehsäule befindet.
Zum einschlägigen Stand der Technik kann insbesondere auch auf die DE-OS 20 62 135 Bezug genommen werden.
Die erwähnten Schraubengetriebe enthalten vielfach Kugeln zur Reibungsverminderung, die angesichts der auszuübenden hohen Drehmomente zu Verschleißanfälligkeit führen.
Die herkömmlichen Drehantriebe sind in einer Reihe von Punkten verbesserungsfähig.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Drehantrieb für schwenkbare Türflügel zu schaffen, der zuverlässig und rasch arbeitet, ohne dass dies zu erhöhtem Verschleiß in den Antriebselementen führen muß.
Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Drehantrieb für schwenkbare Türflügel, insbesondere für Fahrzeugtüren,
mit einer drehbar gelagerten Spindel mit zwei einander gegenüberliegenden, flachen Schraubengängen,
einem die Spindel konzentrisch umgebenden Zylinder, in dem sich ein im Zylinder verschiebbarer, drehfest im Zylinder geführter Kolben befindet,
einem Durchlag in der Achslinie des Kolbens, den die Spindel durchläuft,
wenigstens zwei Rollen, die in dem Kolben beiderseits der Spindel drehbar gelagert sind und auf den beiden gegenüberliegenden Schraubengängen bei Verschiebung des Kolbens abrollen.
Die in dem Kolben gelagerten Rollen, die ihrerseits in Rollenlagern oder Nagellagern gelagert sein können, stützen sich großflächig auf den beiden Schraubengängen ab. Wenn der drehfest geführte, im Zylinder verschiebbare Kolben durch ein geeignetes Druckfluid, beispielsweise Luft oder auch ein hydraulisches Medium, in Axialrichtung verschoben wird, wird die Spindel zwangsläufig gedreht. Die beiden gegenüberliegenden Schraubengänge der Spindel können eine relativ große Steigung aufweisen, so dass sich der Druck zwischen den Rollen und den Schraubengängen in Grenzen hält. Im übrigen liegen die Rollen verhältnismäßig großflächig an den Schraubengängen an, so dass insbesondere Punktbelastungen vermieden werden.
Vorzugsweise laufen die Rollen und/oder bewegt sich der Kolben bei der Bewegung des Kolbens in Axialrichtung der Spindel gegen einen Anschlag an der Spindel. Da der Kolben hier nicht mehr weiter in Axialrichtung der Spindel verschoben werden kann, übt er bei weiterer Beaufschlagung mit dem Druckmedium eine Axialkraft auf die Spindel aus, so dass die Spindel dafür verwendet werden kann, die in der Regel bei schwenkbaren Türflügeln vorgesehene Drehsäule in Axialrichtung zu verschieben, insbesondere anzuheben. Dieses Anheben wird dazu benutzt, die Tür insbesondere gegen eine Keilfläche in eine Halteposition zu verschieben, in der die Tür gegen Klappern und Flattern festgehalten werden kann. Zu diesem Zweck ist naturgemäß die Spindel axial beweglich in dem Zylinder gelagert.
Die achsparallele Führung des Kolbens erfolgt vorzugsweise mithilfe wenigstens einer in dem Zylinder zwischen dessen beiden Enden befestigten Führungsstange, die den Kolben in einer entsprechenden Bohrung durchdringt. Vorzugsweise sind zwei Führungsstangen auf gegenüberliegenden Seiten des Kolbens vorgesehen.
Der Kolben ist vorzugsweise an beiden Enden durch Endstücke verschlossen, in denen die Spindel gelagert ist.
In den Endstücken können sich vorzugsweise die Einlässe und Auslässe für das Druckmedium befinden.
Ein wichtiger Aspekt bei Drehantrieben der vorliegenden Art ist die Möglichkeit, in den Endlagen der Bewegung eine Dämpfung vorzusehen, so dass einerseits eine rasche Öffnungs- und Schließbewegung möglich ist, ohne dass es in den Endstellungen zu einem harten Anschlag kommt. Erfindungsgemäß sind in beiden Endbereichen der Spindel flexible Scheiben vorgesehen, die bei Annäherung an die Endstellung die Ein- und Auslässe abdecken, so dass das Druckmedium auf der Rückseite des Kolbens nur noch über eine gedrosselte Bypassleitungen entweichen kann. Die Bewegungsgeschwindigkeit des Kolbens verringert sich daher bei Annäherung an die beiden Endstellungen erheblich, so dass wenigstens die geschlossene Endstellung und gegebenenfalls auch die geöffnete Endstellung der Tür mit geringer Geschwindigkeit angefahren wird.
Die Spindel weist vorzugsweise außerhalb eines der Endstücke einen Wellenzapfen auf, der mit der Drehsäule der Tür unmittelbar verbunden werden kann. In der Regel wird daher ein Antrieb der vorliegenden Art am unteren Ende der Drehsäule installiert und die Drehsäule unmittelbar auf dem aufragenden Wellenzapfen befestigt.
Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.
1 ist ein schematischer Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Antrieb;
2 ist ein Querschnitt entlang der Linie 2-2 in 1; und
3 zeigt einen Blicke auf eines der Enden des Zylinders von der Innenseite des Zylinders.
In 1 ist ein erfindungsgemäßer Antrieb in seiner Gesamtheit gezeigt. Der Antrieb befindet sich in einem Zylinder 10, der zusammengesetzt ist aus einer glatten Hülse 12, die durch Endstücke 14, 16 verschlossen und mit diesen verbunden ist.
Die Endstücke 14, 16 sind plattenförmig oder scheibenförmig ausgebildet. In den Endstücken 14, 16 ist konzentrisch zu dem Zylinder eine Spindel 18 drehbar gelagert. Die Lager in den Endstücken 14, 16 sind mit Lagerhülsen ausgestattet. Das untere Lager befindet sich in einer Sackbohrung des unteren Endstücks 16, bezogen auf die Zeichnung. Diese Sackbohrung ist mit 24 bezeichnet. Sie nimmt eine Lagerhülse 26 auf und am unteren Ende eine Kugel 28, auf der sich die Spindel 18 drehbar abstützt. Die Lagerhülse 26 gestattet eine gewisse Axialverschiebung des mit 30 bezeichneten Lagerzapfens am Ende der Spindel. Auf diesen Zusammenhang soll später noch einmal eingegangen werden.
Im oberen Endstück 14 ist ein ähnliches Lager 32 in einer Durchgangsbohrung 34 ausgebildet. Auch in diesem Lager befindet sich eine Lagerhülse, die eine Drehung und eine Axialverschiebung der Spindel zuläßt. Am äußeren Ende der Durchgangsbohrung 34 befindet sich eine Dichtung 38, die den dortigen Lagerzapfen 40 der Spindel 18 umgibt.
Es sei bereits jetzt vermerkt, dass angrenzend an den oberen Lagerzapfen 40 außerhalb des Endstücks 14 ein die Spindel verlängernder Wellenzapfen 42 vorgesehen ist, der unmittelbar mit der Drehsäule einer nicht dargestellten Tür verbunden werden kann.
Beiderseits der Spindel 18 verlaufen zwei Führungsstangen 44, 46 zwischen den beiden Endstücken 14, 16.
Die Führungsstangen 44, 46 weisen an beiden Enden nicht bezeichnete Axialbohrungen auf, in die von der Außenseite der Endstücke 14, 16 her Schrauben 48, 50 eingeschraubt sind. Mit diesen Schrauben 48, 50 können die beiden Endstücke gegen die Hülse 12 gespannt werden.
Auf den Führungsstangen 44, 46 ist ein Kolben 54 axial verschiebbar innerhalb des Zylinders geführt. Der Kolben 52 weist zwei Bohrungen auf, die die Führungsstangen 44, 46 aufnehmen. Diese Bohrungen sind durch Dichtungen 54, 56 abgedichtet. In dem Kolben 52 sind zwei Rollen 58, 60 auf gegenüberliegenden Seiten der Spindel 18 gelagert. Die Spindel 18 weist auf zwei diametral gegenüberliegenden Außenflächen zwei relativ steile, flache Schraubengänge 62, 64 auf. Gegen diese Schraubengängen 62, 64 liegen die Rollen 58, 60 an, wie vor allem aus 2 hervorgeht. Die Darstellung der 1 ist aus Gründen der Anschaulichkeit insoweit vereinfacht, als die beiden gegenüberliegenden Schraubengänge als ebene Flächen dargestellt werden, während sie tatsächlich schraubenförmig verlaufen. Es ist erkennbar, dass eine Bewegung des Kolbens 52 aufwärts oder abwärts in dem Zylinder dazu führt, dass die Rollen 58, 60 auf den Schraubengängen 62, 64 abrollen und dabei die Spindel 18 drehen.
Die Schraubengänge 62, 64 sind sehr steil, und die Rollen 58, 60 berühren die Schraubengänge 62, 64 verhältnismäßig großflächig, so dass die Belastungen, die zwischen den Rollen und den Schraubengängen auftreten, angemessen gering sind. Wie aus 2 hervorgeht, liegen die Rollen 58, 60 in Durchgangsbohrungen, die den Kolben 52 parallel zueinander beiderseits des nicht bezeichneten Zentrums des Kolbens durchlaufen. In diesen Durchgangsbohrungen 66, 68 befinden sich Nagellager 70, 72 zur Lagerung der Rollen. Auch auf diese Weise ist der Antrieb nur in geringem Maße verschleißbehaftet.
Es kann davon ausgegangen werden, dass die in 1 gezeigte Position die Anwendungsposition für schwenkbare Türen ist, in der der Antrieb in der Art und Weise, wie es in 1 gezeigt ist, senkrecht steht.
Es ist erkennbar, dass in der in 1 gezeigten Stellung der Kolben 52 mit den Rollen 58, 60 seine obere Endstellung erreicht hat. Der Kolben läuft dabei gegen einen vorspringenden Kragen 74 der Spindel 18. Zur weiteren Erläuterung soll davon ausgegangen werden, dass der Kolben 52 bei einem Öffnungsvorgang von unten her in die gezeigte Position der 1 angehoben worden ist und hier seine Endstellung erreicht hat. Wenn nunmehr weiteres Druckmedium in die untere Kammer 76 eingeleitet wird, wird der Kolben 52 weiter nach oben gehoben. Da er seine Endstellung auf der Spindel 18 erreicht hat, führt dies zu einer gewissen Anhebung der Spindel 18 und damit auch des außerhalb des Zylinders 10 liegenden Wellenzapfens 42, der die nicht dargestellte Tür trägt. Von der Stellung der 1 ausgehend wird die Tür angehoben und in eine Verriegelungsposition gebracht, in der Klappern und Flattern unterdrückt werden kann.
Zu dem Kolben ist ergänzend zu bemerken, dass an seiner Unterseite in 1 eine Anzahl von Dichtscheiben eingelegt werden kann. Diese Dichtscheiben umgeben die Spindel 18, so dass die Ausnehmungen mit der in 2 erkennbaren Querschnittsform der Spindel aufweisen müssen.
Anschließend soll zunächst erläutert werden, wie die Endlagendämpfung der Türbewegung zustandekommt. Zu diesem Zweck kann auf 1 in Verbindung mit 3 Bezug genommen werden.
Die beiden Endstücke 14, 16 weisen Einlässe/Auslässe 78 auf, deren Funktion je nach Bewegungsrichtung des Kolbens 52 wechselt. Im folgenden soll von Auslässen gesprochen werden. Ein in 1 im unteren Endstück 16 gezeigter Auslaß 80 soll stellvertretend entsprechend dem oberen Auslaß beschrieben werden. Dieser Auslaß umfaßt einen radialen Kanalabschnitt 82 und einen von diesem ausgehenden achsparallelen Kanalabschnitt 84, der auf der inneren Bodenfläche des unteren Endstücks 16 austritt. Oberhalb dieses Bodens ist an der Spindel 18 eine flexible Scheibe 86 drehfest angebracht. Die Scheibe 86 ist in 2 in einer Draufsicht aus dem Inneren des Zylinders gezeigt.
Die Scheibe 86 weist ein bogenförmiges Langloch auf, das sich bei der Drehung der Spindel 18 entlang dem senkrechten Kanalabschnitt 84 des Auslasses 80 bewegt, so dass stets, wenn der Kolben 52 in dem Zylinder 10 abwärts verschoben wird, das in der unteren Kammer 76 enthaltene hydraulische oder pneumatische Medium frei durch den Auslaß 80 austreten kann. Das Langloch 88 ist so bemessen, dass bei Annäherung der Drehung der Spindel 18 an die Endstellung der Kanalabschnitt 84 zunächst teilweise und sodann vollständig verdeckt wird. Nunmehr kann das Druckmedium nicht mehr durch den Auslaß 80 austreten. Es steht lediglich eine relativ enge Drosselbohrung 90 zur Verfügung, die einen Bypass zwischen dem Inneren des Zylinders und dem radialen Kanalabschnitt 82 herstellt und das Druckmedium langsam über den Auslaß entweichen läßt. Diese Phase der Drehung der Spindel führt dazu, dass die Tür bei der Bewegung in ihre Endstellung wesentlich langsamer geschwenkt wird und damit ohne harten Anschlag in die Endstellung gelangt.
Ergänzend sei noch darauf hingewiesen, dass auf dem oberen Endstück ein Befestigungswinkel 93 angebracht ist, der zur Befestigung des Antriebs im Fahrzeug oder dergleichen dient.
Der in 1 dargestellte Auslaß ist gleichermaßen in dem oberen Endstück 14 ausgebildet. Die beiden Auslässe dienen abwechselnd zur Aufnahme von Druckmedium bzw. zum Auslassen des Druckmediums. Als Druckmedium wird vorzugsweise Luft verwendet.
Eine dichtende Scheibe, wie sie auf der unteren Seite mit 86 bezeichnet ist, trägt am oberen Endstück 14 die Bezugsziffer 92.

Claims

Drehantrieb für schwenkbare Türflügel, insbesondere für Fahrzeugtüren, mit einer drehbar gelagerten Spindel (18) mit zwei einander gegenüberliegenden, flachen Schraubengängen (62, 64), einem die Spindel (18) konzentrisch umgebenden Zylinder (10), in dem sich ein im Zylinder verschiebbarer, drehfest im Zylinder geführter Kolben (52) befindet, einem Durchlaß in der Achslinie des Kolbens (52), den die Spindel (18) durchläuft, wenigstens zwei Rollen (58, 60), die in dem Kolben (52) beiderseits der Spindel drehbar gelagert sind und auf den beiden gegenüberliegenden Schraubengängen (62, 64) bei Verschiebung des Kolbens (52) abrollen.
Drehantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rollen und/oder der Kolben bei ihrer Bewegung in Axialrichtung der Spindel (18) in einer ihrer Endstellungen gegen einen Anschlag (74) an der Spindel (18) laufen.
Drehantrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindel (18) axial beweglich gelagert ist.
Drehantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Zylinder (10) wenigstens eine achsparallele Führung (44, 46) für den Kolben (52) angeordnet ist.
Drehantrieb nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Führung gebildet wird durch wenigstens eine Führungsstange, die sich im Inneren des Zylinders (10) parallel zu dessen Achse erstreckt.
Drehantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindel (18) an beiden Enden in Endstücken (14, 16) gelagert ist, die den Zylinder (10) abschließen.
Drehantrieb nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in den Endstücken (14, 16) Einlässe/Auslässe (80) für ein Druckmedium vorgesehen sind.
Drehantrieb nach einem vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Spindel (18) in wenigstens einer der Endbereiche eine flexible Scheibe (86, 92) angebracht ist, die drehfest mit der Spindel (18) verbunden ist.
Drehantrieb nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass in der flexiblen Scheibe ein bogenförmiges Langloch (88) vorgesehen ist, das bei Drehung der Spindel über den Einlaß/Auslaß im entsprechenden Endstück (14, 16) bewegt wird und bei Annäherung an die Endstellung der Kolbenbewegung den Einlaß/Auslaß abdeckt.
Drehantrieb nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass neben dem Einlaß/Auslaß eine Drosselbohrung (90) mit der Funktion von Einlaß und Auslaß vorgesehen ist.
Drehantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindel (18) außerhalb des Zylinders in einen Wellenzapfen (42) übergeht, der mit dem zu betätigenden Türflügel verbindbar ist.
Drehantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rollen (58, 60) in Nadellagern (72, 74) im Kolben gelagert sind.