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Die
Erfindung betrifft eine Türfeststelleinrichtung
für eine
Kraftfahrzeugtür.
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Eine
Türfeststelleinrichtung
für eine
Kraftfahrzeugtür
dient dazu, die an einer Türsäule angelenkte
Kraftfahrzeugtür
bis zu einem gewünschten Türöffnungswinkel
leicht und geräuschlos
zu öffnen, in
der gewünschten Öffnungsstellung
aber gegen weitere selbstständige
und unbeabsichtigte Verstellungen sicher festzulegen. Die zwischen
der Türsäule und
der Kraftfahrzeugtür
angeordnete und über
ein Verbindungsglied entweder mit der Kraftfahrzeugtür oder mit
der Türsäule verbundene
Türfeststelleinrichtung
kann als mechanische, elektromechanische oder hydraulische Einrichtung
ausgebildet werden.
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Viele
mechanische Türfeststelleinrichtungen weisen
den Nachteil auf, dass ein Feststellen der Kraftfahrzeugtür nur in
vorbestimmten Türöffnungswinkeln
möglich
ist, was insbesondere bei räumlich beengten
Parkplatzverhältnissen,
geneigter Fahrbahn oder in engen Garagen mit Bewegungseinschränkungen
des Benutzers verbunden ist.
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Hydraulische
und elektromechanische Türfeststelleinrichtungen
sind dagegen mit einem erheblichen Herstellungsaufwand verbunden
und die Auslösekraft
zum Verstellen der Kraftfahrzeugtür von insbesondere hydraulischen
Türfeststelleinrichtungen ist
in erheblichem Maße
von der Umgebungstemperatur abhängig.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, eine einfach aufgebaute, mechanisch
wirkende Türfeststelleinrichtung
für eine
Kraftfahrzeugtür
so auszubilden, dass die Kraftfahrzeugtür stufenlos in jedem gewünschten
Türöffnungswinkel
feststellbar und darüber
hinaus leichtgängig
zu öffnen
und zu schließen
ist.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die
Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
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Die
erfindungsgemäße Lösung stellt
eine mechanisch wirkende Türfeststelleinrichtung
bereit, die einfach aufgebaut und mit geringem Aufwand und in gewünschter
Baugröße herstellbar
ist. Die Türfeststelleinrichtung
ermöglicht
eine stufenlose Festlegung eines gewünschten Öffnungswinkels der Kraftfahrzeugtür und ist
darüber
hinaus leichtgängig
zu öffnen
und zu schließen.
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Durch
die alleinige Auslegung der Funktionsteile der Türfeststelleinrichtung kann
ein Betätigungsmoment
eingestellt werden, das zum Verstellen der Kraftfahrzeugtür erforderlich
ist, so dass die Kraftfahrzeugtür
auch bei in Grenzen geneigter Fahrbahn oder Windlast die gewünschte Türöffnungsstellung beibehält und bei Überschreiten
des eingestellten Betätigungsmoments,
das heißt
bei einer entsprechenden, auf den Türaußengriff oder Türinnengriff ausgeübten Betätigungskraft,
leichtgängig
verstellbar ist.
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Die
erfindungsgemäße Türfeststelleinrichtung
setzt sich aus einem mit der Kraftfahrzeugtür verbundenen Abtriebselement,
einem zylinderförmigen
Gehäuse
mit an dessen Innenwand anliegendem Federelement und mit dem Federelement
verbundener oder wirkverbundener Brems- und Lösevorrichtung zusammen, wobei
die Bremsvorrichtung das Federelement mit der Innenwand reibschlüssig verspannt,
wenn ein auf das Abtriebselement einwirkendes Drehmoment kleiner
als ein Betätigungsmoment
ist, und die Lösevorrichtung
die Verspannung des Federelements mit der Innenwand löst, wenn
das auf das Abtriebselement einwirkende Drehmoment gleich dem Betätigungsmoment
oder größer als
das Betätigungsmoment
ist.
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Ein
wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht in dem Einsatz eines
mechanischen Reibsystems, dessen einfachem Aufbau, einer vom Reibwert des
Reibsystems unabhängigen
Auslösekraft
zum Verstellen der Kraftfahrzeugtür aus der Haltestellung und
einer einfachen Anpassung des Reibsystems an die Schlingfeder bei
der Montage und dadurch bedingt eine konstante Auslösekraft
und Mitnahmekraft.
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Vorzugsweise
besteht das Federelement aus einer Schlingfeder oder einem Federband
mit abgewinkelten Federenden, an denen zwei am Abtriebselement angelenkte
Hebel anliegen, die miteinander gekoppelt und derart gegeneinander
verspannt sind, dass sie im Sinne eines Aufweitens der Schlingfeder oder
des Federbandes auf die abgewinkelten Federenden einwirken. Zum
Lösen der
Verspannung legt sich die Lösevorrichtung
beim Betätigen
des Abtriebselements an mindestens ein abgewinkeltes Federende im
Sinne eines Zusammenziehens der Schlingfeder oder des Federbandes
an.
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Durch
die Ausbildung des an der Innenwand des zylinderförmigen Gehäuses der
Türfeststelleinrichtung
anliegenden Federelements als Schlingfeder oder Federband mit abgewinkelten
Federenden ist bei entsprechender Vorspannung der Schlingfeder oder
des Federbandes bzw. durch Einwirken der Bremsvorrichtung ein fester
Reibschluss zwischen dem beweglichen und feststehenden Teil der
Türfeststelleinrichtung
gewährleistet
und damit eine einstellbare Haltekraft der Türfeststelleinrichtung sichergestellt.
Die am Abtriebselement angelenkten, miteinander gekoppelten und
gegeneinander verspannten Hebel bewirken in der Haltestellung der
Türfeststelleinrichtung
ein Aufweiten der Schlingfeder oder des Federbandes, während zum
Verstellen der Kraftfahrzeugtür
die Lösevorrichtung
bei einer konstant einstellbaren Auslösekraft ein Zusammenziehen
der Schlingfeder oder des Federbandes bewirkt und damit die reibschlüssige Anlage
der Schlingfeder oder des Federbandes an der Gehäuseinnenwand reduziert bzw.
aufhebt und ein dementsprechend leichtes Verstellen der Kraftfahrzeugtür bei konstanter
Mitnahmekraft ermöglicht.
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Zur
Platz sparenden Anordnung und Aufnahme der Brems- und Lösevorrichtung
ist das je nach Anordnung der Türfeststelleinrichtung
im Bereich der Türsäule oder
in der Kraftfahrzeugtür über eine
Verbindungseinrichtung mit der Kraftfahrzeugtür oder mit der Türsäule verbundene
Abtriebselement scheibenförmig
ausgebildet und um eine zentrale Drehachse drehbar im zylinderförmigen Gehäuse angeordnet,
während
die Hebel im Bereich der Peripherie des Abtriebselements um eine
senkrecht zur Scheibenebene des Abtriebselements verlaufende Achse schwenkbar
am Abtriebselement angelenkt sind.
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Die
miteinander gekoppelten Hebel sind mit in Bezug auf die Anlenkung
der Hebel am Abtriebselement ersten Hebelarmen zwischen den abgewinkelten
Federarmen angeordnet und mit in Bezug auf die Anlenkung der Hebel
am Abtriebselement zweiten Hebelarmen mit einer Auslösefeder
verbunden.
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Die
um die Anlenkung am Abtriebselement schwenkbaren und miteinander
gekoppelten Hebel greifen somit mit ihren ersten Hebelarmen zwischen die
abgewinkelten Federenden der Schlingfeder oder des Federbandes und
liegen aufgrund der zwischen den zweiten Hebelarmen wirksamen Auslösefeder
in der Haltestellung an den abgewinkelten Federenden im Sinne eines
Aufweitens der Schlingfeder oder des Federbandes an. Dadurch bestimmen
der Reibwert zwischen der Schlingfeder bzw. dem Federband und der
Gehäuseinnenwand,
der Umschlingungswinkel der Schlingfeder bzw. des Federbandes, die
Hebelverhältnisse
der Hebelarme der am Abtriebselement angelenkten Hebel und die Federkraft
der Auslösefeder
das Grenz- oder Betätigungsmoment
bzw. die Auslösekraft
der Türfeststelleinrichtung
für das
Festlegen eines gewünschten
Türöffnungswinkels
der Kraftfahrzeugtür.
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Durch
verschiedene Modifikationen der Hebel und der Auslösefeder
kann das Grenz- oder
Betätigungsmoment
bzw. die Auslösekraft
zum Feststellen bzw. zum Verstellen der Kraftfahrzeugtür eingestellt
werden, so dass die erfindungsgemäße Türfeststelleinrichtung bei entsprechender
Ausbildung und Justage der Funktionsteile auf unterschiedlich dimensionierte
Kraftfahrzeugtüren
anwendbar ist.
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Eine
erste Ausführungsvariante
besteht darin, die Hebel zweiteilig auszubilden, beide Hebelteile über eine
gemeinsame Schwenkachse am Abtriebselement anzulenken und miteinander
zu koppeln, so dass in Bezug auf die Anlenkung der ersten Hebelteile
am Abtriebselement erste Hebelarme zwischen den abgewinkelten Federenden
und die der Anlenkung der zweiten Hebelteile am Abtriebselement
entgegen gesetzten Enden der zweiten Hebelteile mit der Auslösefeder
verbunden sind.
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Bei
dieser ersten Variante der erfindungsgemäßen Lösung kann durch gegenseitige
Verstellung der Hebelteile und Fixierung der eingestellten Verstellung
mittels einer die Hebelteile zumindest eines Hebels gegeneinander
verspannenden Klemmschraube die Vorspannung eingestellt werden,
mit der die Hebel unter Einwirkung der Federkraft der Auslösefeder
an den abgewinkelten Federenden der Schlingfeder oder des Federbandes
im Sinne eines Aufweitens der Schlingfeder Order des Federbandes anliegen.
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Vorzugsweise
liegen die mit der Auslösefeder
wirkverbundenen Hebelarme oder Hebelteile an Abstützungen
des Abtriebselements an, so dass eine die Enden der beiden Hebelteile
zumindest eines Hebels miteinander verspannende Einstellfeder eine spielfreie
Anlage der Hebelarme bzw. Hebelteile an den Abstützungen des Abtriebselements
ei nerseits und an den abgewinkelten Federenden der Schlingfeder
bzw. des Federbandes andererseits gewährleistet.
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Die
Koppelung der Hebel bzw. Hebelteile eines mehrteiligen Hebels erfolgt
vorzugsweise formschlüssig über miteinander
kämmende
Zahnsegmente.
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Eine
zweite Variante der erfindungsgemäßen Lösung zur Einstellung des Betätigungs- oder Grenzmoments
besteht darin, die Vorspannung der Auslösefeder einzustellen. Zu diesem
Zweck kann zumindest ein Hebel über
einen verstellbaren Einstellhebelarm mit der Auslösefeder
verbunden werden, wobei der Einstellhebelarm am zweiten Hebelarm
eines Hebels oder Hebelteils angelenkt und über einen am Hebel oder Hebelteil
angelenkten Einstellexzenter verstellbar ist.
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Eine
weitere Möglichkeit
der Einstellung der wirksamen Vorspannkraft der Auslösefeder
besteht darin, an dem Abtriebselement angelenkte und mit der Auslösefeder
verbundene Rollenhebel vorzusehen, die an mit den Hebeln oder Hebelteilen
fest verbundenen Übertragungshebeln
anliegen, wobei zwischen den Übertragungshebeln
ein Anschlag des Abtriebselements vorgesehen ist. Dabei bewirkt
die Anordnung der Rollenhebel eine andere Federkennlinie der Auslösefeder
gegenüber
einer starren Einhängung
der Auslösefeder
an den Enden der Hebel bzw. Hebelteile, woraus ein steiler Kraftabfall
beim Überschreiten
des Auslöse-
oder Grenzmoments resultiert.
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Die
das Betätigungs-
oder Grenzmoment mit ihrer Federkraft mitbestimmende, zwischen den zweiten
Hebelarmen einteiliger Hebel bzw. zwischen den zweiten Hebelteilen
mehrteiliger Hebel wirksame Auslösefeder
kann als Zugfeder ausgebildet sein oder aus einer U-förmig gebogenen
Blattfeder bestehen, deren Federenden mit den zweiten Hebelarmen oder
mit den der Anlenkung der zweiten Hebelteile am Abtriebselement
entgegen gesetzten Enden der zweiten Hebelteile verbunden sind.
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Um
beim Lösen
der Türfeststelleinrichtung mit
dem dadurch bedingten Verschwenken der Hebel bzw. Hebelteile im
Sinne eines Auseinanderziehens der als Zugfeder oder Blattfeder
ausgebildeten Auslösefeder
ein Überschreiten
des Totpunktes der Auslösefeder
und damit ein Umschnappen der Auslösefeder zu vermeiden, so dass
die Auslösefeder
nicht mehr in der Lage ist, die der Anlage der Hebel bzw. Hebelteile
an den abgewinkelten Federenden der Schlingfeder bzw. des Federbandes
entgegen gesetzten Enden zusammenzuziehen, ist in einer vorteilhaften
Ausgestaltung der Erfindung eine Zusatzfe der vorgesehen, die den
Verbindungsschenkel der U-förmig
gebogenen Blattfeder ab einer vorgegebenen Auslenkung der U-förmig gebogenen
Blattfeder abstützt.
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Vorzugsweise
besteht die Zusatzfeder aus einer zwischen der Drehachse des Abtriebselements und
dem Verbindungsschenkel der U-förmig
gebogenen Blattfeder angeordneten Druckfeder, die kürzer ist
als der Abstand zwischen dem Verbindungsschenkel der U-förmig gebogenen Blattfeder und
der Abstützung
der Druckfeder an der Drehachse des Abtriebselements.
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Dabei
bewirkt die als Druckfeder ausgebildete Zusatzfeder einen zusätzlichen
Kraftaufbau, der ein Durchschlagen der Blattfeder verhindert und
stets ein gleiches positives Restmoment gewährleistet, so dass die Gesamt-Federkraft
immer positiv bleibt und kein negatives Drehmoment entstehen kann.
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Eine
alternative Möglichkeit,
die auch in Verbindung mit einer als Zugfeder ausgebildeten Auslösefeder
eingesetzt werden kann, besteht aus einer zwischen den ersten Hebelarmen
der Hebel oder ersten Hebelteile angeordneten Auslöse-Druckfeder.
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Vorzugsweise
ist die Auslöse-Druckfeder
so ausgebildet oder weist eine solche Federkennlinie auf, dass sie
erst ab einer vorgegebenen Auslenkung der Hebel oder Hebelteile
eine Federkraft auf die ersten Hebelarme oder Hebelteile ausübt. Vorzugsweise ist
die Auslöse-Druckfeder
kürzer
als der Abstand zwischen den ersten Hebelarmen der Hebel oder Hebelteile.
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Zum
Lösen der
Haltestellung der Türfeststelleinrichtung
kann in einer ersten alternativen Ausführungsform die Lösevorrichtung
aus an dem scheibenförmigen
Abtriebselement ausgebildeten Anschlägen bestehen, die den abgewinkelten
Federenden der Schlingfeder oder des Federbandes mit in der Haltestellung
der Türfeststelleinrichtung
vorgegebenem Winkelabstand auf der den ersten Hebelarmen gegenüberliegenden
Seite der abgewinkelten Federenden der Schlingfeder oder des Federbandes
gegenüberstehen.
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Eine
zweite alternative Ausführungsform
der Lösevorrichtung
besteht aus an den Hebeln oder Hebelteilen ausgebildeten Anschlägen, die
ebenfalls den abgewinkelten Federenden der Schlingfeder oder des
Federbandes mit in der Haltestellung der Türfeststelleinrichtung vorgegebenem
Winkelabstand auf der den ersten Hebelarmen gegenüberlie genden
Seite der abgewinkelten Federenden der Schlingfeder oder des Federbandes
gegenüberstehen.
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In
beiden Ausführungsformen
bestimmt der Abstand zwischen den an den abgewinkelten Federenden
der Schlingfeder oder des Federbandes in der Haltestellung anliegenden
Hebelarmen und dem der gegenüberliegenden
Seite der abgewinkelten Federenden gegenüberstehenden Anschlägen das
zum Lösen
der Haltestellung erforderliche Grenz- oder Betätigungsmoment, das bis zu dem
von der Schwenkrichtung der Kraftfahrzeugtür abhängigen Anlegen eines der beiden
Anschläge
an das ihm zugeordnete abgewinkelte Federende ansteigt und abrupt
abfällt,
wenn der betreffende Anschlag im Sinne eines Zusammenziehens der
Schlingfeder oder des Federbandes auf das ihm zugeordnete abgewinkelte Federende
einwirkt. Dabei ist sichergestellt, dass beim weiteren Verschwenken
der Kraftfahrzeugtür das
durch die Türfeststelleinrichtung
ausgeübte
Gegenmoment nur minimal ist, da nur noch das geringe Reibmoment
der an der Innenwand des Gehäuses der
Türfeststelleinrichtung
schleifenden Schlingfeder bzw. des Federbandes wirksam ist, so dass
eine konstante Mitnahmekraft beim Verstellen der Kraftfahrzeugtür gewährleistet
ist.
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Da
auf Grund der internen Übersetzung
bei einer Verstellung des Abtriebselements die Hebel schneller drehen
als das Abtriebselement, bewirkt die Ausbildung der Anschläge an den
Hebeln einen unabhängig
von Toleranzen insbesondere der Auslösefeder stets gleich bleibenden
Auslöseweg,
so dass eine definierte, toleranzunempfindliche Einstellung des
Freischaltens bzw. Auslösens
der Türfeststelleinrichtung
gewährleistet
ist.
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Das
Funktionsprinzip der Erfindung sowie daraus ableitbare Ausführungsformen
sollen anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele
näher erläutert werden.
Es zeigen in ausschließlich
schematischer Darstellung zur Erläuterung des Aufbaus und der
Funktion der verschiedenen Ausführungsformen
der erfindungsgemäßen Türfeststelleinrichtung:
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1 einen
Schnitt durch eine Türfeststelleinrichtung
mit einem zylinderförmigen
Gehäuse,
einer an der Innenwand des Gehäuses
anliegenden Schlingfeder, einem kreisscheibenförmigen Abtriebselement mit
Anschlägen
zum Lösen
der Schlingfederverspannung, zwei miteinander gekoppelten, auf dem
Abtriebselement angelenkten Hebeln zum Aufweiten der Schlingfeder
und einer mit den Hebelenden verbundenen Auslösefeder;
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2 einen
Schnitt durch eine Türfeststelleinrichtung
wie in 1 mit zwei Hebeln mit Hebelarmen zum Aufweiten
und Anschlägen
zum Zusammenziehen der Schlingfeder;
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3 einen
Schnitt durch eine Türfeststelleinrichtung
wie in 1 mit einem Einstellhebel und einem Einstellexzenter
zum Einstellen der Vorspannung der Auslösefeder;
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4 einen
Schnitt durch eine Türfeststelleinrichtung
wie in 2 mit zweiteiligen Hebeln, Abstützungen
der beiden Hebelteile auf dem Abtriebselement, einer die Hebelteile
spielfrei gegen die Abstützungen
und abgewinkelten Federenden andrückenden Einstellfeder und einer
die Hebelteile gegeneinander verspannenden Klemmschraube;
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5 einen
Schnitt durch eine Türfeststelleinrichtung
wie in 4 mit an den Hebelteilen anliegenden Rollenhebeln
zur Einstellung der Federkennlinie der Auslösefeder und einem Anschlag
und einer Abstützung
für die
Hebelteile und Auslösefeder;
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6 einen
Schnitt durch eine Türfeststelleinrichtung
wie in 4 mit einer als Blattfeder ausgebildeten Auslösefeder
und einer Zusatzfeder;
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7 einen
Schnitt durch eine Türfeststelleinrichtung
wie in 6 in der Brems- oder
Haltestellung der Türfeststelleinrichtung;
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8 einen
Schnitt durch die Türfeststelleinrichtung
wie in 6 in der Lösestellung
der Türfeststelleinrichtung;
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9 eine
Darstellung der Federkennlinien der Blattfeder, der Zusatzfeder
und der Gesamtfederkraft und
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10 einen
Schnitt durch eine Türfeststelleinrichtung
wie in den 6 bis 8 mit einer
Blattfeder und einer Auslöse-Druckfeder.
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Die
in 1 in einem Schnitt schematisch dargestellte Türfeststelleinrichtung
weist ein zylinderförmiges
Gehäuse 1 auf,
in das eine Schlingfeder 2 mit einer vorgegebenen Anzahl
Windungen und abgewinkelten Federenden 21, 22 eingesetzt
ist und reibschlüssig
an der Innenwand des zylinderförmigen Gehäuses 1 anliegt.
Innerhalb der Schlingfeder 2 ist ein kreisscheibenförmiges Abtriebselement 3 angeordnet,
das um eine zum zylinderförmigen
Gehäuse 1 konzentrische
Abtriebsachse 30 drehbar und beispielsweise mit einem nicht
dargestellten Ritzel verbunden ist, das mit einer in den 7 und 8 dargestellten
Zahnstange kämmt,
die entweder mit der Kraftfahrzeugtür verbunden ist, wenn das zylinderförmige Gehäuse 1 an
der Türsäule eines
Kraftfahrzeugs angelenkt ist, oder die mit der Türsäule verbunden wird, wenn das
zylinderförmige
Gehäuse
mit der Türkarosserie
verbunden ist.
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Zwei
Hebel 4, 6 sind um Anlenkungen 40, 60 schwenkbar
am Abtriebselement 3 angelenkt und über Zahnsegmente 43, 63 formschlüssig miteinander
gekoppelt, so dass eine Schwenkbewegung des einen Hebels im Uhrzeigersinn
zu einer Schwenkbewegung des anderen Hebels entgegen dem Uhrzeigersinn
führt.
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Die
Hebel 4, 6 weisen erste Hebelarme 41, 61 auf,
die in den Raum zwischen den abgewinkelten Federenden 21, 22 der
Schlingfeder 2 hineinragen und im Halte- oder Ruhezustand
der Türfeststelleinrichtung
kraftschlüssig
an den abgewinkelten Federenden 21, 22 im Sinne
eines Aufweitens und damit Verspannens der Schlingfeder 2 mit
der hohlzylindrischen Innenwand des zylinderförmigen Gehäuses 1 anliegen. Zur
kraftschlüssigen
Anlage der ersten Hebelarme 41, 61 der Hebel 4, 6 sind
die den ersten Hebelarmen 41, 61 in Bezug auf
die Anlenkungen 40, 60 der Hebel 4, 6 am
Abtriebselement 3 entgegen gesetzten zweiten Hebelarme 42, 62 über Einhängungen 44, 64 mit
einer als Zugfeder ausgebildeten Auslösefeder 80 verbunden.
Die Auslösefeder 80 übt eine
durch ihre Abmessung und Federkennlinie bestimmte Vorspannkraft
auf die Hebel 4, 6 aus, so dass die ersten Hebelarme 41, 61 mit
entsprechender Vorspannkraft an den abgewinkelten Federenden 21, 22 der
Schlingfeder 2 anliegen.
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Auf
der den ersten Hebelarmen 41, 61 der Hebel 4, 6 entgegen
gesetzten Seite der abgewinkelten Federenden 21, 22 der
Schlingfeder 2 stehen Anschläge 31, 32 des
Abtriebselements 3 jeweils einem der beiden abgewinkelten
Federenden 21, 22 der Schlingfeder 2 mit
vorgegebenen Abstand gegenüber,
so dass bei einem auf das Abtriebselement 3 ausgeübten Drehmoment
und nach einem durch den Abstand der Anschläge 31, 32 von
den abgewinkelten Federenden 21, 22 der Schlingfeder
bestimmten Drehwinkel je nach Drehrichtung des Abtriebselements 3 sich
einer der beiden Anschläge 31, 32 an das
ihm zugeordnete abgewinkelte Federende 21, 22 der
Schlingfeder 2 anlegt und diese gegen die Vorspannkraft
der Auslösefeder 80 zusammenzieht
und damit ein Lösen
der reibschlüssigen
Verspannung der Schlingfeder 2 mit der Innenwand des zylinderförmigen Gehäuses 1 bewirkt.
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Bei
der in 1 schematisch dargestellten Stellung der Funktionsteile
der erfindungsgemäßen Türfeststelleinrichtung
befindet sich die Türfeststelleinrichtung
in der Haltestellung der Kraftfahrzeugtür, in der die Kraftfahrzeugtür in einem
gewünschten Öffnungswinkel
in Bezug auf die Anlenkung an der Türsäule fixiert ist. In diesem
Haltezustand liegen die ersten Hebelarme 41, 61 der
Hebel 4, 6 mit einer Bremskraft an den abgewinkelten
Federenden 21, 22 der Schlingfeder 2 an,
die zu einem Blockieren der Schlingfeder 2 durch deren
reibschlüssige
Anlage an der Innenwand des zylinderförmigen Gehäuses 1 führt, wobei
die von den Hebeln 4, 6 ausgeübte Bremskraft von den Hebellängen der
Hebelarme 41, 61 bzw. 42, 62 in
Bezug auf die Anlenkungen 40, 60 am Abtriebselement 3 und
von der Federkraft der Auslösefeder 80 abhängen, wobei
letztere wiederum von der Federkonstanten und der Auslenkung der Auslösefeder 80 abhängen.
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In
Abhängigkeit
davon, ob die Kraftfahrzeugtür
aus der geöffneten
Stellung weiter geöffnet
oder geschlossen wird, wird ein Drehmoment auf das mit der Kraftfahrzeugtür in der
vorstehend beschriebenen Weise verbundene Abtriebselement 3 in
der einen oder anderen Drehrichtung um die Abtriebsachse 30 ausgeübt. Wird
das Abtriebselement 3 beispielsweise im Uhrzeigersinn um
die Abtriebsachse 30 gedreht, so legt sich der erste Hebelarm 61 des
in Draufsicht rechten Hebels 6 an das abgewinkelte Federende 22 der
Schlingfeder 2 an und führt
in Folge seiner Anlenkung am Abtriebselement 3 eine Drehung
entgegen dem Uhrzeigersinn um die Anlenkung 60 am Abtriebselement 3 aus.
Aufgrund der Kopplung der beiden Hebel 4, 6 über die
Zahnsegmente 43, 63 führt der in Draufsicht linke
Hebel 4 eine Drehung im Uhrzeigersinn um seine Anlenkung 40 am Abtriebselement 3 aus,
so dass sich der erste Hebelarm 41 des ersten Hebels 4 von
seiner Anlage am abgewinkelten Federende 21 der Schlingfeder 2 entfernt.
Mit den einander entgegen gesetzten Drehungen der Hebel 4, 6 um
ihre Anlenkungen 40, 60 am Abtriebselement 3 wird
die als Zugfeder ausgebildete Auslösefeder 80 gedehnt,
so dass die auf das abgewinkelte Federende 22 der Schlingfeder 2 ausgeübte Bremskraft
ansteigt und dadurch die Türfeststelleinrichtung
blockiert, ohne dass sich die Schlingfeder 2 in dem zylinderförmigen Gehäuse 1 dreht.
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Erreicht
der in Draufsicht linke Anschlag 31 des Abtriebselements 3 das
in Draufsicht linke abgewinkelte Federende 21 der Schlingfeder 2,
so führt dies
bei dem sich von dem in Draufsicht linken abgewinkelten Federende 21 entfernenden
ersten Hebelarm 41 des ersten Hebels 4 zu einem
Zusammenziehen der Schlingfeder 2, deren reibschlüssige Anlage an
der Innenwand des zylinderförmigen
Gehäuses 1 reduziert
wird und zu einer Mitnahme der Schlingfeder 2 im Uhrzeigersinn
um die Abtriebsachse 30 führt, so dass die mit dem Abtriebselement 3 verbundene
Kraftfahrzeugtür
mit konstanter Mitnahme- oder Betätigungskraft
geöffnet
oder geschlossen werden kann.
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Fällt die
auf die Kraftfahrzeugtür
ausgeübte Mitnahme-
oder Betätigungskraft
und damit das auf das Abtriebselement 3 ausgeübte Betätigungsmoment
unter das durch die Vorspannung vorgegebene Grenz- oder Haltemoment,
so wird die von der Auslösefeder 80 bewirkte
Vorspann- oder Bremskraft wieder wirksam, so dass sich die Schlingfeder 2 wieder reibschlüssig an
das zylinderförmige
Gehäuse 1 anlegt
und damit die Kraftfahrzeugtür
in der eingenommenen Öffnungs-
bzw. Schließstellung
blockiert.
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Die
grundsätzliche
Funktion der in den 2 bis 8 und 10 dargestellten
verschiedenen Ausführungsvarianten
der erfindungsgemäßen Türfeststelleinrichtung
entspricht der vorstehend anhand der Ausführungsform gemäß 1 beschriebenen Funktion,
so dass nachfolgend im Wesentlichen funktionelle Abweichungen oder
ergänzende
Funktionen dieser Ausführungsbeispiele
beschrieben werden. Dabei weisen die mit der Ausführungsform
gemäß 1 übereinstimmenden
Funktionsteile dieselben Bezugsziffern auf, so dass auch insoweit
auf die vorstehende Beschreibung zum Aufbau und zur Funktion der
Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Türfeststelleinrichtung
gemäß 1 Bezug
genommen wird.
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Die
in 2 in einem schematischen Schnitt dargestellte
zweite Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Türfeststelleinrichtung
unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform gemäß 1 dahingehend,
dass die die Lösevorrichtung
zum Lösen
der Haltestellung der Türfeststelleinrichtung
bildenden Anschläge 31, 32 am
Abtriebselement 3 durch Anschläge 45, 65 an
den Hebeln 4, 6 ersetzt sind. Damit hängt der
Auslöseweg
zum Freischalten der Türfeststelleinrichtung
nicht vom Winkelabstand der ersten Hebelarme 41, 61 der
Hebel 4, 6 von den Anschlägen 31, 32 des
Abtriebselements 3, sondern von dem konstanten und toleranzunabhängigen Winkelabstand
zwischen den ersten Hebelarmen 41, 61 und den jeweiligen
Anschlägen 45, 65 der
Hebel 4, 6 selbst ab. Da durch kann das Abtriebselement 3 im
Durchmesser reduziert und auf die notwendige Anlenkung der Hebel 4, 6 beschränkt werden.
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Da
auf Grund der internen Übersetzung
bei einer Verstellung des Abtriebselements 3 die Hebel 4, 6 schneller
drehen als das Abtriebselement, ist es bei der Anordnung gemäß 1 aufwändig, unter Berücksichtigung
der Toleranzen insbesondere der Auslösefeder 80, den durch
den Winkelabstand der ersten Hebelarme 41, 61 von
den Anschlägen 31, 32 des
Abtriebselements 3 gegebenen Auslöseweg zum Freischalten bzw.
Auslösen
der Türfeststelleinrichtung
definiert einzustellen. Durch die Ausbildung der Anschläge 45, 65 an
den Hebeln 4, 6 in der Ausführungsform gemäß 2 wird
erreicht, dass der Auslöseweg
unabhängig
von Toleranzen insbesondere der Auslösefeder 80 stets gleich
bleibt, so dass eine definierte, toleranzunempfindliche Einstellung
des Freischaltens bzw. Auslösens
der Türfeststelleinrichtung
gewährleistet
ist.
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In
der in 3 dargestellten dritten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Türfeststelleinrichtung,
die im Wesentlichen der ersten Ausführungsform gemäß 1 entspricht,
ist der zweite, in Draufsicht rechte Hebel 6 mit einer
Einstellvorrichtung zum Verstellen der Vorspannung der Auslösefeder 80 versehen,
die aus einem am zweiten Hebelarm 62 über eine Anlenkung 64 angelenkten
Einstellhebel 9 und einem mit dem Einstellhebel 9 zusammenwirkenden,
ebenfalls am zweiten Hebel 6 angelenkten und fixierbaren
Einstellexzenter 10 besteht. Durch Verschwenken des Einstellexzenter 10 um
seine Anlenkung und Fixierung am zweiten Hebelarm 62 des
zweiten Hebels 6 kann der Einstellhebel 9 im oder
entgegen dem Uhrzeigersinn um die Anlenkung 64 am zweiten
Hebelarm 62 verschwenkt werden, so dass die Auslenkung
der Auslösefeder 80,
die einerseits mit der Einhängung 44 am
zweiten Hebelarm 42 des ersten Hebels 4 und andererseits
an einer Einhängung 91 des
Einstellhebels 9 eingehängt
ist, verändert
werden. Da die einstellbare Auslenkung der Auslösefeder 80 auch in
der Haltestellung der Türfeststellvorrichtung
wirksam ist, kann somit das Gegenmoment bis zum Freischalten der
Türfeststelleinrichtung über die
Vorspannung der Auslösefeder 80 durch
Verschwenken des Exzenters 10 und das dadurch bedingte
Verschwenken der Einhängung 91 am
Einstellhebel 9 eingestellt werden.
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Die
in 4 dargestellte vierte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Türfeststelleinrichtung unterscheidet
sich von den vorstehenden drei Ausführungsformen dahingehend, dass
die Hebel zweiteilig ausgebildet und aus zwei Hebelteilen 4, 5 bzw. 6, 7 zusammengesetzt
sind. Beide Hebelteile 4, 5 bzw. 6, 7 sind
an gemeinsame Anlenkungen 40, 50 bzw. 60. 70 am
Abtriebselement 3 angelenkt und über Zahnsegmente 43, 53 bzw. 63, 73 jeweils
formschlüssig
miteinander verbunden. Die ersten Hebelteile 4, 6 sind
analog zur Ausführungsform
gemäß 2 ausgebildet
und weisen erste Hebelarme 41, 61 auf, die an
den abgewinkelten Federenden 21, 22 der Schlingfeder 2 auf
der einem Aufweiten der Schlingfeder 2 entsprechenden Seite
zwischen den abgewinkelten Federenden 21, 22 anliegen,
während zweite
Hebelarme 42, 62 der ersten Hebelteile 4, 6 Anschläge 42, 62 zum
Freischalten der Türfeststelleinrichtung
durch Einwirken auf jeweils eines der abgewinkelten Federenden 21, 22 im
Sinne eines Zusammenziehens der Schlingfeder 2 ausbilden.
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Zusätzlich am
Abtriebselement 3 vorgesehene Abstützungen 11, 12 dienen
zur spielfreien Einstellung der Türfeststelleinrichtung in Verbindung
mit einer zwischen dem zweiten Hebelarm 42 des Hebelteils 4 und
dem zweiten Hebelteil 5 angeordneten Einstellfeder 15 sowie
einer die beiden Hebelteile 4, 5 des in Draufsicht
linken Hebels verspannenden Klemmschraube 14. Die zweistufig übereinander
liegenden Hebelteile 4, 5 bzw. 6, 7 greifen
mit ihren jeweiligen Zahnsegmenten 43, 53 bzw. 63, 73 ineinander,
so dass eine Einstellung des Abstandes der Hebelteile 4, 5 des
in Draufsicht linken Hebels eine entsprechende Einstellung des Abstandes
der Hebelteile 6, 7 des in Draufsicht rechten
Hebels bedingt.
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Durch
Lösen der
Klemmschraube 14 werden durch die als Zugfeder ausgebildete
Einstellfeder 15 die Hebel 4, 5 bzw. 6, 7 so
bewegt, dass die ersten Hebelarme 41, 61 an den
abgewinkelten Federenden 21, 22 und die Enden
der zweiten Hebelteile 5, 7 an den Abstützungen 11, 12 des
Abtriebselements 3 zur Anlange kommen. Durch Festziehen
der Klemmschraube 14 wird diese Einstellung der Hebelteile 4, 5 bzw. 6, 7 zueinander
fixiert, so dass beim Lösen
der Türfeststelleinrichtung
eine spielfreie Betätigung
erfolgt.
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Die
in 5 schematisch dargestellte fünfte Ausführungsform entspricht der in 4 dargestellten
Ausführungsform
mit der Maßgabe,
dass die beiden Hebelteile 4, 5 bzw. 6, 7 fest,
beispielsweise mittels einer Verschweißung verbunden sind, so dass auf
jeweils eines der beiden Zahnsegmente 43, 53 bzw. 63. 73 zur
wechselseitigen Koppelung der Hebel 4, 5 bzw. 6, 7 verzichtet
werden kann.
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Im
Unterschied zu der Ausführungsform
gemäß 4 liegen
die zweiten Hebelteile 5, 7 an jeweils einem mit
dem Abtriebselement 3 schwenkbar über Schwenkverbindungen 160, 170 verbundenen Rollenhebel 16, 17 an,
wobei die Rollenhebel 16, 17 Einhängun gen 161 bzw. 171 aufweisen,
in die die Auslösefeder 80 eingehängt ist.
Als fester Anschlag für
die Hebel 4, 5 bzw. 6, 7 und
Abstützung
für die Auslösefeder 80 dient
ein zwischen den zweiten Hebelteilen 5, 7 angeordneter
und mit dem Abtriebselement 3 verbundener Anschlag 13.
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Durch
die Einhängung
der Auslösefeder
in die Einhängungen 161, 171 der
Rollenhebel 16, 17, die an den Außenseiten
der zweiten Hebelteile 5 bzw. 7 der Hebel 4, 5 bzw. 6, 7 anliegen,
wird eine gegenüber
einer starren Einhängung
der Auslösefeder 80 in
die zweiten Hebelteile 5, 7 modifizierte Federkennlinie
erzielt, die einen steilen Kraftabfall zum Freischalten der Türfeststelleinrichtung
bewirkt.
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Die
in 6 dargestellte sechste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Türfeststelleinrichtung
zeigt die Verbindung des Abtriebselements 3 mit einem konzentrisch
zur Antriebsachse 30 angeordneten Ritzel, das mit einem
als Zahnstange ausgebildeten Verbindungselement 18 kämmt, das
entweder mit der Kraftfahrzeugtür
verbunden ist, wenn das zylinderförmige Gehäuse 1 der Türfeststelleinrichtung
an der Türsäule eines
Kraftfahrzeugs angelenkt ist, oder die mit der Türsäule verbunden wird, wenn das
zylinderförmige
Gehäuse 1 mit
der Türkarosserie
verbunden ist.
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Die
in 6 dargestellte sechste Ausführungsform unterscheidet sich
von der insoweit baugleichen Ausführungsform gemäß 4 dahingehend,
dass anstelle einer als Zugfeder ausgebildeten Auslösefeder
eine Blattfeder 81 vorgesehen ist, die mit ihren äußeren Schenkeln
in Einhängungen 54, 47 der
zweiten Hebelteile 5, 7 des linken und rechten Hebels 4, 5 bzw. 6, 7 eingehängt ist.
Durch die Formgebung der Blattfeder 81 wird wie in der
Ausführungsform
gemäß 4 eine
Vorspannkraft erzeugt, die die Hebel 4, 5 bzw. 6, 7 in
der Haltestellung gegen die abgewinkelten Federenden 21, 22 der
Schlingfeder 2 im Sinne eines Aufweitens der Schlingfeder 2 drückt.
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Bei
den vorstehend beschriebenen, in den 1 bis 6 dargestellten
Ausführungsbeispielen der
erfindungsgemäßen Türfeststelleinrichtung
muss durch eine entsprechende Dimensionierung und Auslegung der
Funktionsteile, insbesondere durch Festlegung des Abstandes zwischen
den auf der einen Seite der abgewinkelten Federenden 21, 22 anliegenden
ersten Hebelarmen 41, 61 und den auf der anderen
Seite der abgewinkelten Federenden 21, 22 anliegenden
Anschlägen 45, 64 der
zweiten Hebelarme 42, 62 bzw. Anschlägen 31, 32 des
Abtriebselements 3, sicher gestellt werden, dass die Auslösefeder 80 bzw. 81 beim
Auslenken der Hebel 4, 5 bzw. Hebelteile 4, 5 und 6, 7 nicht
durch schlagen kann, so dass nach entsprechender Auslenkung der Hebel bzw.
Hebelteile keine Rückstellung
der Funktionsteile in die in den 1 bis 6 dargestellte
Haltestellung möglich
ist. Dem entsprechend ist der Abstand zwischen dem ersten Hebelarm 41 bzw. 61 und
dem zweiten Hebelarm 45 bzw. 65 oder dem Anschlag 31, 32 des
Abtriebselements 3 so bemessen, dass der zweite Hebelarm 45 bis 165 oder
der Anschlag 31, 32 des Abtriebselements 3 sich
an das jeweilige abgewinkelte Federende 21, 22 der
Schlingfeder 2 anlegt bevor die Auslösefeder 80 bzw. 81 ihren
Totpunkt erreicht hat, so dass die Gefahr eines Durchschlagens der
Auslösefeder 80, 81 vermieden
wird.
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Um
ein derartiges Überschreiten
der Totpunktlage der Auslösefeder 80 bzw. 81 ohne
entsprechende Randbedingungen bei der Auslegung der Funktionsteile
zu vermeiden, ist in der Ausführungsform
gemäß 6 eine
Zusatzfeder 82 vorgesehen, deren Länge so bemessen ist, dass sie
erst ab einer bestimmten Auslenkung und damit Verformung der als
Blattfeder ausgebildeten Auslösefeder 81 wirksam
wird. Diese Zusatzfeder 82 bewirkt einen zusätzlichen
Kraftaufbau, der ein Durchschlagen der Blattfeder 81 verhindert
und ein positives Restmoment gewährleistet,
so dass die Gesamt-Federkraft immer positiv bleibt und kein negatives
Drehmoment entstehen kann.
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Die
Funktionsweise der in 6 schematisch dargestellten
Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Türfeststelleinrichtung
soll nachstehend anhand der in den 7 und 8 dargestellten
Position einer konkreten Ausführung
der erfindungsgemäßen Türfeststelleinrichtung
in der Haltestellung und beim Freischalten der Türfeststelleinrichtung sowie
anhand der in 9 dargestellten Federkennlinien
näher erläutert werden.
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7 zeigt
die in 6 dargestellte sechste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Türfeststelleinrichtung
in der Haltestellung, in der die Schlingfeder 2 durch die
mittels der als Blattfeder ausgebildeten Auslösefeder 81 ausgeübten Vorspannkraft
im Sinne einer Aufweitung der Schlingfeder 2 durch die
ersten Hebelarme 41, 61 fixiert ist. Wie die schematische
Darstellung gemäß 7 verdeutlicht,
befindet sich das Ende der Zusatzfeder 82 in vorgegebenen
Abstand zu dem Verbindungsschenkel der als Blattfeder ausgebildeten
Auslösefeder 81.
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Durch
Drehung des Abtriebselements 3 entgegen dem Uhrzeigersinn
wird gemäß 8 der zweite
Hebelarm 65 des ersten Hebelteils 6 des in Draufsicht
rechten Hebels 6, 7 gegen das rechte Federende 22 der
Schlingfeder 2 bewegt und bewirkt ein Zusammenziehen der
Schlingfeder 2 und damit ein Aufheben der reibschlüssigen Anlage
der Schlingfeder 2 zylinderförmigen Gehäuse 1. Infolge der
Drehung des Abtriebselements 3 wird die Blattfeder 81 aufgeweitet
bis der Verbindungsschenkel der Blattfeder 81 zur Anlage
an das Ende der Zusatzfeder 82 kommt, die mit zusätzlichem
Kraftaufbau ein Durchschlagen der Blattfeder 81 verhindert,
indem sie die Gesamt-Federkraft stets positiv hält und kein negatives Drehmoment
entstehen läßt.
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Die
zur Kompensation des Durchschlagens der Auslösefeder 81 vorgesehene
Zusatzfeder 82 gleicht somit den Momentenabfall der Hebel 4, 5 bzw. 6, 7 bei
der Drehung des Abtriebselements 3 und damit beim Dehnen
der Auslösefeder 81 aus.
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Zur
Verdeutlichung der Verhältnisse
beim Übergang
von der in 7 dargestellten Haltestellung
in die 8 dargestellte Lösestellung zeigt 9 die
Federkennlinie F81 der Auslösefeder 81 und
die Federkennlinie F82 der Zusatzfeder 82 sowie die aus
der Hintereinanderschaltung beider Federn resultierende Gesamtfederkennlinie
FGES. In der Darstellung gemäß 9 sind
die aus den Federkennlinien resultierenden Drehmomente in Prozent über dem
Auslenkungswinkel der Hebel 4, 5 bzw. 6, 7 dargestellt
und verdeutlichen die Wirksamkeit der Zusatzfeder 82 im
Bereich der maximalen Auslenkung der Auslösefeder 81 vor deren
Durchschlagen, das heißt
beim Übergang
zu negativen Winkelwerten, wobei die Zusatzfeder 82 dafür sorgt,
dass das Gesamtmoment konstant im Bereich kleiner Winkelwerte bleibt.
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Alternativ
zu einer die Auslösefeder 81 unterstützenden
Zusatzfeder 82 kann in der Ausführungsform gemäß 10 eine
Auslöse-Druckfeder 83 mit beispielsweise
dem Hebelarm 41 verbunden werden, wobei zur Unterstützung der
Auslöse-Druckfeder 83 ein
mit dem Hebelarm 41 verbundenes, bogenförmiges Führungselement 46 vorgesehen
ist. Auch in dieser Ausführungsform
ist das Ende der Auslöse-Druckfeder 83 in
der Haltestellung beabstandet zu dem anderen Hebelarm 61 und
wird analog zu der Funktion der Zusatzfeder 82 in den Ausführungsformen
gemäß den 6 bis 8 erst
dann wirksam, wenn ein auf das Abtriebselement 3 ausgeübtes Drehmoment
die Hebelarme 41 und 61 zusammenführt.
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- 1
- zylinderförmiges Gehäuse
- 2
- Schlingfeder
(Federband)
- 3
- Abtriebselement
- 4,
5; 6, 7
- Hebel
oder Hebelteile
- 9
- Einstellhebel
- 10
- Einstellexzenter
- 11,
12, 13
- Abstützungen
- 14
- Klemmschraube
- 15
- Einstellfeder
- 16,
17
- Rollenhebel
- 18
- Verbindungselement
- 21,
22
- abgewinkelte
Federenden
- 30
- Abtriebsachse
- 31,
32
- Anschläge
- 40,
50, 60, 70
- Anlenkungen
- 41,
61
- erste
Hebelarme
- 42,
62
- zweite
Hebelarme
- 43,
53, 63, 73
- Zahnsegmente
- 44,
64
- Einhängungen
- 45,
65
- Anschläge
- 80
- Auslösefeder
(Zugfeder)
- 81
- Auslösefeder
(Blattfeder)
- 82
- Zusatzfeder
- 83
- Auslöse-Druckfeder
- 160,
170
- Schwenkverbindungen
- 161,
171
- Einhängungen