DE102007026796A1

DE102007026796A1 - Elektrisch steuerbarer Feststeller für Fahrzeugtüren

Info

Publication number: DE102007026796A1
Application number: DE102007026796A
Authority: DE
Inventors: Heinz-Joachim Klein; Christian Zammert; Matthias Koch
Original assignee: Witte Velbert GmbH and Co KG
Current assignee: Witte Velbert GmbH and Co KG
Priority date: 2007-02-27
Filing date: 2007-06-09
Publication date: 2008-08-28

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Feststellen von geöffneten Türen, Klappen oder dergleichen insbesondere eines Kraftfahrzeuges in mindestens einer Raststellung mit mehreren Beschlagteilen (4, 5), von denen eines an der Karosserie (1) und ein anderes an der Tür (2) oder Klappe befestigt ist, und mit einem Brems- und Halteorgan (10), welches an einer eine Relativbewegung der beiden Beschlagteile (4, 5) zueinander ermöglichende Lösestellung in eine die Relativbewegung hemmende Brems- und Haltestellung bringbar ist und welches beim Schwenken der Tür (2), der Klappe, sich relativ zueinander bewegende Reibflächen (18, 16; 17, 15) aufweisende, aus magnetisierbarem Werkstoff bestehende Reibkörper (11, 2) aufweist, wobei die Reibflächen (15, 17; 16, 18) mittels eines geschlossenen magnetischen Flusses (M) durch die Reibkörper (11, 12) in einer Kraftanlagestellung haltbar sind, wobei der magnetische Fluss (M) von einer ein Magnetfeld erzeugenden bestrombaren Spule (13) erzeugbar ist. Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass der Werkstoff der Reibkörper (11, 12) eine reversibel ferromagnetische Eigenschaft aufweist, wobei der magnetische Fluss (M) auch nach Ausschalten des von der Sule (13) erzeugbaren Magnetfeldes erhalten bleibt, aber durch Aufbringen eines magnetischen Gegenfeldes aufhebbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Feststellen von geöffneten Türen, Klappen oder dergleichen insbesondere eines Kraftfahrzeuges in mindestens einer Raststellung mit mehreren Beschlagteilen von denen eines an der Karosserie und ein anderes an der Tür oder Klappe befestigt ist, und mit einem Brems- und Halteorgan, welches an einer eine Relativbewegung der beiden Beschlagteile zueinander ermöglichende Lösestellung in eine die Relativbewegung hemmende Brems- und Haltestellung bringbar ist und welches beim Schwenken der Tür bzw. der Klappe, sich relativ zueinander bewegende Reibflächen aufweisende, aus magnetisierbarem Werkstoff bestehenden Reibkörper aufweist, wobei die Reibflächen mittels eines geschlossenen magnetischen Flusses durch die Reibkörper in Kraftanlage bringbar und haltbar sind, wobei der magnetische Fluss von einer ein Magnetfeld erzeugenden bestrombaren Spule erzeugbar ist.
Eine derartige Vorrichtung ist aus der DE 100 07 317 A1 vorbekannt. Dort wird ein elektrisch steuerbarer stufenloser Feststeller für Fahrzeugtüren beschrieben. Kraftfahrzeugtüren sind durch Feststelleinrichtungen, wie sie auch von der EP 0 326 823 beschrieben werden, in festen Rastpositionen feststellbar. Elektrisch steuerbare Feststeller bieten die Möglichkeit einer stufenlosen Feststellung und einer variablen Feststellkraft. Die Rastpositionen können von einer Steuerelektronik festgelegt werden. Sie sind somit programmierbar. Die bekannte Vorrichtung besitzt eine Gewindespindel, auf der eine leicht drehbare Spindelmutter dreht. Die Drehbarkeit der Spindelmutter kann durch elektromagnetische Haltekräfte gehemmt werden. Die hierzu erforderliche Reibschlussverbindung wird durch einen Elektromagneten aufgebaut. Solange die dem Elektromagneten zugeordnete Spule bestromt ist, wird ein magnetischer Fluss aufrechterhalten, der die beiden Reibflächen gegeneinander zieht. Wird die Spule stromlos, nimmt der Feststeller seine Lösestellung ein.
Eine Brems- oder Kupplungsvorrichtung ist aus der DE 100 13 516 A2 bekannt. Dort wird ein Gehäuse aus einem magnetisierbaren Material beschrieben. Dieses Gehäuse besitzt eine rotationssymmetrische Gestalt mit einer in Achsrichtung offenen ringförmigen Nut mit einem U-förmigen Querschnitt. Auf den Stirnseiten der Nutwände liegt eine ebenfalls von einem magnetisierbaren Material gebildete Ankerplatte auf. Innerhalb der Nut befindet sich eine Spule. Wird die Spule bestromt, so bildet sich ein magnetischer Fluss, der durch die Ankerplatte und durch die drei senkrecht aufeinanderstehenden Nutflanken geht. Zufolge dieses geschlossenen magnetischen Flusses wird die Ankerplatte gegen die Stirnseiten der Nut gezogen. Zufolge dieser Reibschlussauflage der Ankerplatte auf den stirnseitigen Reibflächen ist die Drehbarkeit der Ankerplatte gegenüber dem Gehäuse gehemmt. Wird die Spule stromlos, so fällt der magnetische Fluss im Wesentlichen auf Null. Die Brems- oder Kupplungsvorrichtung erreicht ihre Lösestellung.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsbildenden Vorrichtungen gebrauchsvorteilhaft weiterzubilden.
Gelöst wird die Aufgabe durch die in den Ansprüchen angegebenen Merkmale, wobei jeder Anspruch eine eigenständige Lösung der Aufgabe darstellt und mit jedem anderen Anspruch kombinierbar ist.
Zunächst und im Wesentlichen ist vorgesehen, dass der Werkstoff der Reibkörper eine reversibel ferromagnetische Eigenschaft aufweist, wobei der magnetische Fluss auch nach Ausschalten des von der Spule erzeugbaren Magnetfeldes erhalten bleibt aber durch Aufbringen eines magnetischen Gegenfeldes aufhebbar ist. Gewisse ferromagnetische bzw. semi-ferromagnetische Materialien besitzen die Eigenschaft reversibel durch ein äußeres Magnetfeld magnetisiert zu werden. Die Magnetisierungskurve, die die magnetische Induktion in einem ferromagnetischen Stoff über die Stärke des den Stoff umgebenden Magnetfeldes anliegt, besitzt eine Hystereseform. Durch Aufbringen eines äußeren Magnetfeldes wird dem magnetischen Werkstoff eine magnetische Induktion aufgezwungen. Wird das äußere Magnetfeld abgeschaltet, so sinkt die magnetische Induktion zunächst auf einen Remanenzwert ab. Dort verbleibt die magnetische Induktion insbesondere dann, wenn der magnetische Fluss geschlossen bleibt. Bei gewissen ferromagnetischen bzw. semi-ferromagnetischen oder remanenzmagnetischen Stoffen sinkt der Remanenzwert weiter in Richtung Null ab, wenn der geschlossenen magnetische Fluss geöffnet wird. In jedem Falle kann die Induktion des ferromagnetischen Stoffes aber durch Aufbringen eines magnetischen Gegenfeldes auf im Wesentlichen Null gebracht werden. Hierzu muss das Gegenfeld die Koerzitivfeldstärke erreichen. Erfindungsgemäß sind die Reibkörper aus dem zuvor beschriebenen Material gefertigt. Die Reibkörper können einander drehbar zugeordnet sein. Einer der beiden Reibkörper kann einen Stator ausbilden, der fest mit einem Gehäuse verbunden ist. Der andere Reibkörper kann einen Rotor ausbilden, der fest mit einer Drehachse verbunden ist. Der Rotor kann der Drehachse um ein gewisses Maß axialverschieblich zugeordnet sein. Bei dem Stator kann es sich um einen topfförmigen Körper handeln. Neben der Topfaußenwand ist eine zweite innere Wand angeordnet, so dass sich zwischen den beiden Wänden eine im Querschnitt U-förmige, ringförmige offene Nut ausbildet. In dieser Nut liegt die Spule ein. Der zweite Reibkörper, bei dem es sich bevorzugt um einen Rotor handelt, kann von einer ringförmigen Platte ausgebildet sein. Ringabschnitte dieser Platte liegen auf den Rändern der Nut auf. Die Nut wird somit von der ringförmigen Platte verschlossen. Die Ringabschnitte, mit denen die Platte auf den Nuträndern aufliegt, bildet Reibflächen aus. Die entsprechenden Stirnrandkanten der Nut bilden die Gegenreibkräfte aus. Wird die in der Nut einliegende Spule bestromt, wird ein geschlossener magnetischer Fluss aufgebaut, der durch die aneinandergrenzenden Reibflächen hindurch geht. Der Fluss geht durch die Wandungen der von der Platte verschlossenen Nut. Die Platte wird magnetisch angezo gen. Die sich hierdurch erhöhte Reibkraft zwischen den Reibflächen bewirkt eine Bewegungshemmung der beiden Reibkörper zueinander. Wird die Spule stromlos, so bleibt zufolge der besonderen Eigenschaften des Werkstoffs der magnetische Fluss aufrechterhalten. Dies hat zur Folge, dass ein so ausgebildeter Türfeststeller auch ohne weitere Bestromung der Spule seine Raststellung behält. Die so ausgestaltete Kupplung verbleibt in ihrer Haltestellung. In einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die beiden Reibkörper in der Lösestellung durch eine Feder geringfügig voneinander beabstandet sind. Es kann sich hierbei um eine Druckfeder handeln, die innerhalb des topfförmigen Gehäuses, welches einen der beiden Reibkörper ausbildet, gelagert ist. In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass eines der beiden den Türfeststeller bildenden Beschlagteile eine Zahnstange ist. Das andere Beschlagteil kann ein Zahnradgetriebe aufweisen. Ein Letztrad dieses Zahnradgetriebes kämmt mit der Verzahnung der Zahnstange. Das Erstrad des Zahnradgetriebes kann mit dem scheibenförmigen, einen Rotor bildenden Reibkörper verbunden sein. Der zweite Reibkörper bildet einen Stator und ein Spulengehäuse und ist drehfest einem Getriebegehäuse zugeordnet. Das Getriebegehäuse sitzt bevorzugt in der Tür eines Kraftfahrzeuges. Die Zahnstange ist an der Karosserie angelenkt. Die Spule kann von einer elektronischen Steuerung bestromt werden. Die elektronische Steuerung kann mit Sensoren zusammenwirken. Die Sensoren können den Schwenkwinkel der Tür aufnehmen. Die Sensoren können aber auch in der Lage sein, ein auf die Tür ausgeübtes Drehmoment zu ermitteln. Bei diesem Drehmoment kann es sich auch um ein schwerkraftbedingtes Drehmoment handeln, falls das Kraftfahrzeug an einem Hang steht. Es kann sich aber auch um ein Öffnungsmoment handeln, das dadurch entsteht, dass eine Person die Tür in Öffnungsrichtung oder in Schließrichtung schwenken will. Bei Überschreiten eines Grenzmomentes kann die Raststellung durch Bestromung der Spule in Löserichtung aufgehoben werden. Wird die Tür von einer Geschlossenstellung in eine Offenstellung verlagert, so wird über einen Sensor der Schwenkwinkel ermittelt. Bei einem bestimmten Schwenkwinkel wird die Spu le bestromt. Dies hat zur Folge, dass die Schwenkbarkeit der Tür gehemmt wird. Sie nimmt ihre Raststellung ein. Die Raststellungen sind frei programmierbar. Bei dem Sensor kann es sich um einen Schwerkraftsensor handeln. Zur Ermittlung der Schwenkstellung kann ein Hall-Sensor verwendet werden, der dem Zahnradgetriebe zugeordnet ist. Die Bestromung der Spule erfolgt bevorzugt pulsweise. Die Spule kann auch derartig bestromt werden, das die Reibkraft eine verminderte Stärke besitzt. Dies führt nicht zu einer Verrastung der Tür in einer Raststellung, sondern lediglich zu einer fühlbaren Schwergängigkeit. Letzteres ist von Vorteil, um zu verhindern, dass die Tür bspw. in einer Schrägstellung des Kraftfahrzeuges selbsttätig schwenkt. In einer Weiterbildung der Erfindung ist ein elektrischer Türantrieb vorgesehen, der die Tür sowohl in Öffnungsrichtung als auch in Schließrichtung verschwenkt. Bevorzugt verschwenkt der elektrische Türantrieb die Tür von einer Ganzoffenstellung in eine Halboffenstellung, wenn ein entsprechendes Sensorelement betätigt ist.
Es wird als besonders vorteilhaft angesehen, dass die Kupplungsstellung bzw. die Bremsstellung erhalten bleibt, wenn die diese erzeugende Spannung abfällt. Auch bei abgefallener Spannung bleibt die Kupplungsstellung bzw. die Bremsstellung erhalten. Da als Werkstoff für die Bremskörper bzw. Kupplungskörper ein Remanenzmagnet verwendet wird, sind lediglich kurze Stromimpulse erforderlich, um die Zustände Haltestellung bzw. Lösestellung zu wechseln. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann ein dynamisches Abbremsen der Tür vor Erreichen eines mechanischen Endanschlages erreicht werden. Dieses weiche Abbremsen kann durch langsames Steigern des Magnetflusses bzw. der damit langsam gesteigerten Reibkraft erfolgen. Die Tür kann dann sanft abgebremst sein, bevor sie ihren Endanschlag erreicht. Vorteilhaft ist ferner, dass die Tür in jeder beliebigen Stellung gehalten werden kann. Gleichwohl ist es über eine entsprechende Programmierung der Steuerelektronik möglich, eine bestufte Rastung vorzunehmen. Die Haltekraft kann durch eine kurze Bewegung wieder gelöscht werden. Wird die Tür in einer Position, bzw. beim Aussteigen gestoppt, wird durch Anlegen einer Spannung, bei der es sich um eine Pulsfolge handeln kann, die Bremse bis zu einer bestimmten Kraft magnetisiert. Baugleiche Türfeststeller können für verschiedene Türmodelle verwendet werden, da die Parameter frei programmierbar sind. Speziell beim Schließen der Türen von großen Fahrzeugen, also großen Türen, ist eine zusätzliche motorische Unterstützung der Schwenkbewegung der Tür vorgesehen. Nach dem Freigeben eines Türgriffs öffnet oder schließt die Tür bis zu einem Hindernis bzw. bis zu einem Endanschlag. Dies erfolgt sensorüberwacht. Das Schließen der Tür erfolgt von außen durch ein kurzes Anschieben der Tür. Der Sensor ermittelt dies und sorgt für die Betätigung des Motors. Die oben bereits erwähnten frei programmierbaren Raste können benutzerindividuell programmiert sein. Die Zuordnung kann wahlweise über einen Transponder oder einen Funkschlüssel erfolgen. Auch die Stärke der Bremskraft kann individualisiert werden. Die Steuerelektronik kann im Türfeststellergehäuse integriert sein. Sie kann auch mit dem Bordcomputer zusammenwirken.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Reibkraft zwischen den Reibflächen dynamisch ansteigt. Dies erfolgt durch ein langsam ansteigendes Magnetfeld. Dieses dynamisch ansteigende Magnetfeld wird von einem im Form einer Rampe steigenden Strom erzeugt. Hierdurch vergrößert sich die Reibkraft zwischen den Reibflächen stetig. Hierdurch ist eine dynamische Endlagendämpfung etwa im Bereich der letzten 10° des Türöffnungswinkels möglich. Der dynamische Anstieg der Reibkraft kann entweder zeitabhängig oder ortsabhängig, d. h. im Wege einer Zeitrampe oder im Wege einer Drehwinkelrampe erfolgen. Im ersten Fall beginnt die Bestromung der Spule mit dem Erreichen eines von einem Sensor erfassbaren Drehwinkels. Wird der Drehwinkel erreicht, so steigt der Strom in der Spule rampenartig über eine gewisse Zeit bis zum Maximalwert an. Die dynamische Bestromung kann aber auch drehwinkelabhängig erfolgen. Die Höhe des das Magnetfeld erzeugenden Stromes hängt dann vom jeweiligen Schwenkwinkel der Tür ab. So kann bspw. die Bestromung beginnen, wenn die Tür einen Schwenkwinkel erreicht hat, der etwa 10° vor der Endstellung liegt. Drehwinkelabhängig wird dann der Strom erhöht, bis er mit Erreichen des Enddrehwinkels seinen Maximalwert einnimmt.
In einer Weiterbildung der Erfindung, die eigenständige Bedeutung besitzt, wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe durch eine Vorrichtung zum Feststellen und/oder zum Bewegen einer Tür oder einer Klappe eines Kraftfahrzeuges mit einer Steuereinrichtung zur Ansteuerung einer elektrischen Wirkeinrichtung mit der die Tür oder Klappe entweder in einer bestimmten Öffnungsstellung gehalten oder in eine bestimmte Öffnungsstellung gebracht wird, wobei zur Bestimmung der Öffnungsstellung das Signal eines Sensors verwendet wird, gelöst, wobei die Besonderheit darin liegt, dass als Sensor ein ohnehin vorhandener, von der Bordelektronik verwendeter Sensor verwendet wird. Dieser Sensor kann alternativ zu den zuvor erörterten Sensoren genutzt werden. Bei diesem Sensor kann es sich bspw. um einen Hindernissensor handeln. Als Sensor kann auch ein kapazitiver Näherungsschalter im Türgriff verwendet werden. Erkennt ein derartiger Sensor, der ansonsten für andere Zwecke von der Bordelektronik verwendet wird, ein seitliches Hindernis, so wird von der Steuerelektronik eine bspw. zuvor beschriebene Bremseinrichtung bestromt, so dass der Öffnungswinkel der Tür begrenzt ist. Der externe Sensor kann aber auch zur Ansteuerung einer Türöffnungseinrichtung verwendet werden. Die elektrische Wirkeinrichtung kann nicht nur eine Türbremse sein. Sie kann auch eine Türöffnungsvorrichtung, bspw. ein diesbezüglicher Elektromotor sein. Dieser wird zum Öffnen der Tür oder der Klappe bestromt. Mit Hilfe des externen Sensors wird die Freiheit des Schwenkwinkels überwacht. Erkennt der Sensor ein Hindernis, so stoppt der Antriebsmotor rechtzeitig vor Erreichen des Hindernisses. Die Tür oder Klappe kann in dieser Endstellung auch mittels einer elektromechanisch betriebenen Türbremse gehalten werden. Als Sensor kann darüber hinaus auch eine das äußere Umfeld des Kraftfahr zeuges überwachende Kamera verwendet werden. Diese Kamera überwacht bspw. den Raum vor- oder rückwärtig des Kraftfahrzeuges bspw. um den Fahrer vor hohen Relativgeschwindigkeiten zu in gleicher Richtung zu ihm fahrenden Fahrzeugen zu warnen. Mit einer derartigen Kamera ist es bspw. möglich, sich von hinten oder von vorne annähernde Fahrzeuge oder Personen und insbesondere Radfahrer zu erkennen. Es ist somit möglich, bei sich nähernden Fahrzeugen oder Personen ein Öffnen der Tür zu hemmen oder sogar zu verhindern. Handelt es sich bei der Wirkeinrichtung um eine Bremse, so wird diese beim Erfassen eines sich nähernden Gegenstandes aktiviert, so dass die Tür nur durch Überwinden der Bremskraft geöffnet werden kann. Handelt es sich bei der elektrischen Wirkeinrichtung um einen Türöffnungsantrieb, so wird dieser bei einem erkannten sich nähernden Hindernis nicht aktiviert.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand beigefügter Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung einer Tür, die an einem Türscharnier an einer Karosserie angelenkt ist und die einen Türfeststeller aufweist,
2 das Getriebegehäuse des Türfeststellers in schematischer Darstellung,
3 das Brems- und Halteorgan in der Kupplungsstellung, in welcher die Bremsscheibe gegenüber dem Spulengehäuse drehgehemmt ist,
4 eine Darstellung gemäß 3 in einer Lösestellung und
5 die Hysteresekurve des für die Ausbildung von Bremsscheibe und Spulenkörper gewählten Werkstsoffs.
Die 1 zeigt in schematischer Darstellung eine lediglich als Strich dargestellte Tür 2, die an einem Türscharnier 3 an der ebenfalls nur als Strich dargestellten Karosserie 1 eines Kraftfahrzeuges angelenkt ist. Die Tür 2 kann um die Türscharnierachse 3 verschwenkt werden. An einem karosseriefesten Lagerpunkt 6 ist eine Zahnstange 4 angelenkt, deren verzahnter Abschnitt in ein Getriebegehäuse 5 ragt, welches fest an der Tür 2 befestigt ist. Innerhalb des Getriebegehäuses 5 befindet sich ein Zahnraduntersetzungsgetriebe, dessen Letztrad 7 in die Verzahnung der Zahnstange 4 eingreift. Ein Übertragungszahnrad 8 ist drehfest mit dem Letztrad 7 verbunden. In die Zähne des Übertragungszahnrades 8 greifen die Zähne 9 eines Erstrades ein. Auf der Achse des Erstrades 9 sitzt ein Ansatz, der eine Klauenkupplung 19 ausbildet. Auf dieser Klauenkupplung 19 sitzt eine kreisrunde Scheibe 11 aus einem unmagnetisierbaren ferromagnetischen Material. Die Scheibe 11 ist somit drehfest mit dem Letztrad 7 verbunden und dreht sich, wenn die Tür 2 um die Türscharnierachse 3 geschwenkt wird.
In dem Getriebegehäuse 5 lagert drehfest ein topfförmiges Spulengehäuse 12 ebenfalls aus einem unmagnetisierbaren ferromagnetischen Material. Das Spulengehäuse 12 besitzt eine Umfangsaußenwand, der einer Umfangsinnenwand beabstandet ist. Zwischen den beiden Wänden wird eine Ringnut 14 ausgebildet, deren Boden vom Gehäuseboden gebildet ist. Innerhalb der Ringnut 14 befindet sich eine Spule 13 mit einer Vielzahl von Spulenwindungen.
Innerhalb der Innenwandungen ist eine topfförmige Öffnung belassen, in der im Ausführungsbeispiel eine optionale Druckfeder 20 einliegt. Mit einem Achsfortsatz 21 kann das aus der Bremsscheibe 11 und dem Spulengehäuse 12 gebildete Brems- und Halteorgan im Gehäuse 5 gelagert sein. Das Brems- und Halteorgan 10 bildet eine Brems- und Kupplungsvorrichtung aus.
Ein äußerer ringförmiger Rand 18, der einen Bremskörper bildenden Bremsscheibe 11 liegt auf der stirnseitigen Randkante 16 der Nut auf. Ein innenliegender ringförmiger Flächenabschnitt 17 liegt auf dem stirnseitigen Rand 15 der inneren Nutwand auf. Diese Flächen 15, 16 bzw. 17, 18 bilden die Reibflächen der Reibkörper, die von der Bremsscheibe 11 und dem Spulenträger 12 gebildet werden.
Es stellt sich folgende Wirkung ein:
Wird ausgehend einer unmagnetischen Bremsscheibe 11 und eines unmagnetischen Spulenträgers 12 die Spule bestromt, so entsteht ein in der 5 mit H0 bezeichnetes äußeres Magnetfeld. Dies hat zur Folge, dass die magnetische Induktion B des Werkstoffs von sowohl Bremsscheibe 11 als auch Spulengehäuse 12 ansteigt. Dies erfolgt auf der sogenannten Neukurve, die in der 5 mit a bezeichnet ist.
Es stellt sich der in 3 mit M bezeichnete magnetische geschlossene Fluss ein, der zur Folge hat, dass die Reibflächen 16, 18 bzw. 15, 17 magnetkraftbeaufschlagt aneinandergepresst werden. Die Bremsscheibe 11 ist jetzt drehgehemmt gegenüber dem Spulengehäuse 12, was eine Folge des Reibschlusses ist.
Wird die Spule stromlos, so verringert sich die magnetische Induktion B in dem ferromagnetischen Material von Bremsscheibe 11 und Spulengehäuse 12 entlang der in 5 dargestellten Hysterese und zwar auf dem dort mit b bezeichneten Kurvenabschnitt, bis die Induktion den Remanenzwert BR eingenommen hat. Dieser ist größer als Null. Im stromlosen bzw. magnetfeldfreien Zustand behalten sowohl die Bremsscheibe 11 als auch der Spulenträger 12 eine magnetische Remanenz und ziehen sich an.
Wird in diesem Zustand mechanisch die Bremsscheibe 11 vom Spulengehäuse 12 entfernt, so dass sich zwischen den Bremsflächen 18, 16 bzw. 17, 15 ein Spalt 22 ergibt, wird der magnetische Fluss M geöffnet. Dies hat bei dem bevorzugt zu verwendenden magnetischen Werkstoff die Folge, dass die Induktion und damit der magnetische Fluss M abnimmt.
Wesentlich ist aber die Eigenschaft des magnetischen Werkstoffs von sowohl Bremsscheibe 11 als auch Spulengehäuse 12, dass die Induktion durch Aufbringung eines Gegenfeldes auf Null reduziert werden kann. Hierzu muss ein Gegenfeld H mit der Koerzitivfeldstärke HK aufgebracht werden. Die magnetische Induktion verläuft dann auf dem in der 5 mit c bezeichneten Kurvenabschnitt. Sobald dieser Abschnitt erreicht ist, werden die Bremsflächen 18, 16 bzw. 17, 15 nicht mehr magnetisch aneinandergezogen. Die Reibung ist somit vermindert. Die in den Figuren optional dargestellte Druckfeder 20 kann die Bremsscheibe 11 vom Spulenträger 12 um den Spalt 22 beabstanden. Dies vermindert eine Geräuschentwicklung. In diesem Zustand lässt sich das Getriebe frei drehen, so dass die Tür 2 verschwenkt werden kann. In dem in 3 dargestellten Zustand hat die Feststellvorrichtung ihre Raststellung. Das oben genannte Gegenfeld H muss von der inneren Spule aufgebracht werden. Es reicht nicht aus, das äußere Gegenfeld durch Annäherung von starken Magneten von außen her aufzubringen. Dies erhöht die Betriebssicherheit der Vorrichtung.
Die zuvor beschriebene Remanenzmagnetbremse lässt sich somit durch einen kurzen Einschaltstrom in Betrieb nehmen und behält im stromlosen Zustand ihre Bremsfunktion. Sie lässt sich durch einen entsprechend großen Stromstoß wieder abschalten. Die Bestromung erfolgt bevorzugt durch eine Vielzahl von zeitlich kurz hintereinander erfolgenden Pulsen von einer Steuerelektronik. Diese Steuerelektronik wirkt mit Sensoren zusammen, die die Drehstellung der Kraftfahrzeugtür 2 erfassen. Diese Sensoren können dem Zahnradgetriebe zugeordnet sein. Es kann sich um Hall-Sensoren oder um Indexgeber handeln. Es ist ferner ein Trägheits- bzw. Schwerkraftsensor vorgesehen, mit dem ermittelt werden kann, ob das Kraftfahrzeug am Hang steht, so dass die Schwerkraft auf die Tür 2 wirkt. Mit Hilfe dieser Sensoren werden die Rastpositionen gesteuert. Die Vorrichtung kann darüber hinaus mit einem Türöffnungs-/Schließmotor kombiniert werden. Es ist ferner vorgesehen, die Spule unterschiedlich stark zu bestromen. Hierdurch können beim Öffnen oder Schließen der Tür zwei fühlbare, aber durch geringe Drehmomente überlaufbare Rastpositionen erzeugt werden. Kommt die Tür in einer vom Benutzer gewählten Schwenkendstellung zum Stillstand, wird die Magnetbremse mit einem entsprechend hohen Strom bestromt, so dass die erforderliche Haltekraft aufgebracht wird, um den Türflügel in der Öffnungsstellung zu halten. Auch hier reicht eine kurzzeitige Bestromung aus, um die Bremse längere Zeit in der Haltestellung zu halten. Die Bestromung zum Lösen der Haltestellung findet statt, wenn auf die Tür ein entsprechendes Schließmoment aufgebracht wird. Hierzu kann anstelle des oben genannten Drehsensors auch ein Kraftsensor verwendet werden. Nimmt das Kraftfahrzeug eine Hangstellung ein, so kann mit der Magnetbremse das Öffnen der talseitigen Tür geringfügig gehemmt werden, um so die auf die Tür wirkende Schwerkraft zu kompensieren.
Alle offenbarten Merkmale sind (für sich) erfindungswesentlich. In die Offenbarung der Anmeldung wird hiermit auch der Offenbarungsinhalt der zugehörigen/beigefügten Prioritätsunterlagen (Abschrift der Voranmeldung) vollinhaltlich mit einbezogen, auch zu dem Zweck, Merkmale dieser Unterlagen in Ansprüche vorliegender Anmeldung mit aufzunehmen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 10007317 A1 [0002]
- EP 0326823 [0002]
- DE 10013516 A2 [0003]

Claims

Vorrichtung zum Feststellen von geöffneten Türen, Klappen oder dergleichen insbesondere eines Kraftfahrzeuges in mindestens einer Raststellung mit mehreren Beschlagteilen (4, 5) von denen eines an der Karosserie (1) und ein anderes an der Tür (2) oder Klappe befestigt ist, und mit einem Brems- und Halteorgan (10), welches an einer eine Relativbewegung der beiden Beschlagteile (4, 5) zueinander ermöglichende Lösestellung in eine die Relativbewegung hemmende Brems- und Haltestellung bringbar ist und welches beim Schwenken der Tür (2), der Klappe, sich relativ zueinander bewegende Reibflächen (18, 16; 17, 15) aufweisende, aus magnetisierbarem Werkstoff bestehende Reibkörper (11, 12) aufweist, wobei die Reibflächen (15, 17; 16, 18) mittelst eines geschlossenen magnetischen Flusses (M) durch die Reibkörper (11, 12) in einer Kraftanlagestellung haltbar sind, wobei der magnetische Fluss (M) von einer ein Magnetfeld erzeugenden bestrombaren Spule (13) erzeugbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstoff der Reibkörper (11, 12) eine reversibel ferromagnetische Eigenschaft aufweist, wobei der magnetische Fluss (M) auch nach Ausschalten des von der Spule (13) erzeugbaren Magentfeldes erhalten bleibt aber durch Aufbringen eines magnetischen Gegenfeldes aufhebbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibkörper (11, 12) einander drehbar zugeordnet sind.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster, insbesondere einen Stator ausbildender Reibkörper (12) eine im Querschnitt U-förmige, ringförmige und in Achsrichtung offene Nut (14) ausbildet, in der die Spule (13) liegt, und ein zweiter, insbesondere einen Rotor ausbildender Reibkörper (11) eine ringsförmige Platte ausbildet, die auf den Rändern (15, 16) der Nut (14) aufliegend die Nut (14) verschließt.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, gekennzeichnet durch eine die beiden Reibflächen (15, 17; 16, 18) in Richtung weg voneinander beaufschlagende Druckfeder (20).
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Beschlagteil eine Zahnstange (4) und das zweite Beschlagteil ein in die Zähne der Zahnstange (4) eingreifendes Zahnrad (7) aufweist, welches über ein Zahnradgetriebe (8, 9) mit einem Reibkörper (11) verbunden ist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibflächen die in Achsrichtung weisenden Stirnflächen (15, 16) der Ränder der Nut (14) bzw. ringförmige Breitseitenabschnitte (17, 18) einer Bremsscheibe (11) sind.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, gekennzeichnet durch eine elektronische Steuerung, welche abhängig vom Schwenkwinkel der Tür (2) gegenüber der Karosserie (1) die Spule (13) zwecks Erreichung der Brems- und Haltestellung bzw. zwecks Erreichung der Lösestellung bestromt.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, gekennzeichnet durch in der elektronischen Steuerung programmierbare Raststellungen.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, gekennzeichnet durch einen elektromotorischen Türantrieb, welcher insbesondere unter Verwendung einer Kupplung zu- oder abschaltbar ist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, gekennzeichnet durch ein den Schwenkwinkel der Tür (2) gegenüber der Karosserie ermittelndes Sensorelement.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, gekennzeichnet durch ein, ein auf die Tür (2) aufbringbares Drehmoment ermittelndes Sensorelement.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Steuerung das Brems- und Halteorgan (10) bzw. einen elektromotorischen Türantrieb abhängig von einem auf die Tür (2) wirkenden Drehmoments oder einer Verschwenkung der Tür (2) gegenüber der Karosserie bestromt.
Brems- oder Kupplungsvorrichtung insbesondere für einen Türfeststeller nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, mit einem ersten Reibkörper (12) und einem zweiten Reibkörper (11), wobei Reibflächen (15, 16) des ersten Reibkörpers (12) mit Reib flächen (17, 18) des zweiten Reibkörpers (11) mittels eines geschlossenen magnetischen Flusses durch die Reibkörper in eine Kraftanlagestellung bringbar und/oder haltbar sind, wobei der magnetische Fluss von einer, ein Magnetfeld erzeugenden bestrombaren Spule (13) erzeugbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstoff der Reibkörper (11, 12) eine reversibel ferromagnetische Eigenschaft aufweist, wobei der magnetische Fluss auch nach Ausschalten des von der Spulen (13) erzeugbaren Magnetfeldes erhalten bleibt aber durch Aufbringen eines magnetischen Gegenfeldes aufhebbar ist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass durch Aufbringen eines zeitlich ansteigenden Magnetfeldes die Reibkraft zwischen den Reibflächen (18, 16; 17, 15) mit zunehmender Zeit rampenartig ansteigt.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibkraft zwischen den Reibflächen (18, 16; 17, 15) mit zunehmendem Drehwinkel rampenartig ansteigt.
Vorrichtung zum Festellen und/oder zum Bewegen einer Tür oder einer Klappe eines Kraftfahrzeuges mit einer Steuereinrichtung zur Ansteuerung einer elektrischen Wirkeinrichtung mit der die Tür oder Klappe entweder in einer bestimmten Öffnungsstellung gehalten oder in eine bestimmte Öffnungsstellung gebracht wird, wobei zur Bestimmung der Öffnungsstellung das Signal eines Sensors verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor auch anderweitig von der Bordelektronik verwendet wird.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor ein Hindernissensor ist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor eine das äußere Umfeld des Kraftfahrzeuges überwachende Kamera ist.