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Die
Erfindung betrifft einen Türaußengriff, insbesondere
für Fahrzeuge
der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art. Solche Türaußengriffe finden
heutzutage vielfach Verwendung bei fast jeder Tür jedes Fahrzeugs, insbesondere
bei Automobilen.
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Damit
bei einer Betätigung
der Handhabe die Fahrzeugtür
geöffnet
werden kann, muss diese Betätigungsbewegung
weiter gegeben werden bis an ein in der Tür befindliches Schloss. Dies
geschieht normalerweise über
ein Umsetzungselement, beispielsweise einen Hebel, über welchen
dann die Bewegung der Handhabe weitergeleitet wird. Hierzu verfügen sowohl
die Handhabe als auch das Umsetzungselement über Betätigungsflächen, welche im Betätigungsfall
zusammenwirken, um die Bewegung der Handhabe auf das Umsetzungselement
zu übertragen.
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Bei
bekannten Vorrichtungen dieser Art ist am Umsetzungselement ein
in etwa zylinderförmiger Zapfen
vorgesehen während
die Handhabe über
ein etwa kreis- oder
kreissegmentförmiges
Element verfügt.
Der Innenradius dieses Elements stellt dabei die erste Betätigungsfläche dar,
während
die zweite Betätigungsfläche von
der Außenseite
des zylinderförmigen
Zapfens gebildet wird. Bei einer Betätigung der Handhabe bewegen
sich nun diese beiden Betätigungsflächen aneinander
und übertragen
so die Betätigungsbewegung
der Handhabe auf das Umsetzungselement.
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Nachteilig
bei dieser bekannten Anordnung ist es jedoch, dass das Übersetzungsverhältnis zwischen
den beiden Bauteilen schwankt. Bereits bei geringen Fertigungstoleranzen
können
so starke Schwankungen in der Betätigungskraft auftreten. Auch
die durch die Reibung der beiden Betätigungsflächen aneinander auftretenden
Verlustleistungen sind sehr unterschiedlich hoch. Eine Bedienperson, welche
die Handhabe betätigt,
um die Tür
zu öffnen, erfährt somit
häufig
ein Haken der Handhabe und muss sehr unterschiedliche Kräfte bei
der Betätigung aufbringen,
so dass immer wieder Abschnitte auftreten, bei denen einerseits
die Betätigung
leicht durchführbar
ist und wenig Kraft aufgewendet werden muss und andererseits Abschnitte
vorliegen, bei denen eine stärkere
Kraft erforderlich ist, um die Handhabe zu betätigen. Dies ist für die Bedienperson
unkomfortabel. Außerdem
wird die Fertigung der Bauteile deutlich teurer, da sehr enge Toleranzbereiche eingehalten
werden müssen.
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Aufgabe
der Erfindung ist es daher, einen Türaußengriff der eingangs erwähnten Art
so zu verbessern, dass die für
die Betätigung
der Handhabe benötigten
Kräfte
möglichst
gleichmäßig sind
und die Fertigung kostengünstiger
ausgeführt
werden kann, da die Bauteile nicht so toleranzempfindlich sind.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch
1 gelöst,
denen folgende besondere Bedeutung zukommt.
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Die
Betätigungsflächen weisen
die Form von Teilen von Zykloiden oder von Teilen von Evolventen auf.
Durch diese spezielle Form verfügen
die Handhabe und das Umsetzungselement über den gesamten Betätigungsvorgang über ein
konstantes Übersetzungsverhältnis. Auch
die Verlustleistung durch die zwischen den Betätigungsflächen auftretende Gleitreibung
ist konstanter. Hierdurch wird für
eine Bedienperson die Betätigung
der Handhabe angenehmer und komfortabler. Des Weiteren sind die
Betätigungsflächen und
damit auch die Handhabe und das Umsetzungselement unempfindlicher
gegenüber Fertigungstoleranzen.
Dies ist insbesondere bei der Verwendung von Betätigungsflächen in Form von Teilen von
Evolventen der Fall. Die Fertigung kann so kostengünstiger
durchgeführt
werden. In einem besonderen Ausführungsbeispiel
hat die eine Betätigungsfläche die
Form eines Teils einer Epizykloide und die andere Betätigungsfläche die
Form eines Teils einer Hypozykloide. Hierbei ist es unerheblich, welche
der beiden Betätigungsflächen welche
Form hat.
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In
einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel
haben beide Betätigungsflächen die
Form von Evolventen, insbesondere von Kreisevolventen. Dies macht
die Bauteile besonders unempfindlich gegen Fertigungs- und Montagetoleranzen.
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Weitere
Vorteile und Ausführungsformen
der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, den
Unteransprüchen
und den Zeichnungen. In den Figuren ist die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel
dargestellt. Es zeigen:
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1:
eine erfindungsgemäße Handhabe
in Seitenansicht
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2:
die Handhabe aus 1 in perspektivischer Darstellung
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3:
ein erfindungsgemäßes Umsetzungselement
in Seitenansicht
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4:
das Umsetzungselement aus 3 in perspektivischer
Darstellung
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5:
einen eingebauten Türaußengriff
mit Handhabe und Umsetzungselement
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6:
eine Verdeutlichung der Darstellung einer Epizykloide
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7:
eine Verdeutlichung der Darstellung einer Hypozykloide
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8:
eine Verdeutlichung der Darstellung einer Kreisevolvente
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Die 1 und 2 zeigen
eine erfindungsgemäße Handhabe
in einer bevorzugten Ausführungsform.
Diese Handhabe ist für
einen Klappgriff vorgesehen. Selbstverständlich kann die Erfindung auch
bei Ziehgriffen oder anderen Grifftypen eingesetzt werden.
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An
der Handhabe 10 ist seitlich die erste Betätigungsfläche 11 erkennbar.
Diese hat im vorliegenden Ausführungsbeispiel
die Form eines Teils einer Kreisevolvente V.
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Die 3 und 4 zeigen
das Umsetzungselement 20, welches hier als Hebel ausgeführt ist.
Man erkennt hier die zweite Betätigungsfläche 21, die
ebenfalls die Form eines Teils einer Kreisevolvente V aufweist.
Weiterhin erkennt man die Anschlussstelle 22 für ein hier
nicht näher
dargestelltes Übertragungsglied.
Dieses Übertragungsglied
dient dazu, die von der Handhabe 10 bei der Betätigung durchgeführte Bewegung
mittels der beiden Betätigungsflächen 11, 21 und
des Umsetzungselements 20 über das Übertragungsglied auf das an
der Tür 30 befindliche
Schloss zu übertragen.
Als Übertragungsglieder dienen
hierbei häufig
Gestänge
oder Bowdenzüge. Auch
andere Übertragungsglieder
sind jedoch denkbar.
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In 5 ist
nunmehr das Zusammenwirken der Handhabe 10 mit dem Umsetzungselement 20 dargestellt.
Die beiden kreisevolventenförmigen
Betätigungsflächen 11 und 21 berühren sich
und stehen somit in Wirkverbindung. Die Bauteile sind in einer Tür 30 dargestellt,
wobei die Handhabe 10 auf der Außenseite 31 der Tür 30 von
einer Bedienperson ergriffen werden kann. Die Figur zeigt dabei
die Handhabe 10 während
der Betätigung.
Die Betätigungsbewegung
der Handhabe 10 wird über
die erste Betätigungsfläche 11 an
die zweite Betätigungsfläche 21 des
Umsetzungselementes 20 übertragen,
wodurch sich auch das Umsetzungselement 20 bewegt. Ist nun
an der Anschlussstelle 22 ein Übertragungsglied angeschlossen,
so kann diese Bewegung weiter bis zum Schloss in der Tür 30 weitergeleitet
werden und die Tür 30 kann
geöffnet
werden.
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6 zeigt
nunmehr die Konstruktion bzw. den Aufbau einer Epizykloide E. Diese
lässt sich durch
einen Punkt P beschreiben, welcher sich mit bewegt, wenn der Rollkreis
K auf dem Außenumfang des
Leitkreises L abrollt. Der Punkt P kann dabei, wie in 6 gezeigt,
direkt auf dem Umfang des Rollkreises K liegen aber auch an einer
beliebigen Stelle innerhalb oder außerhalb des Rollkreises K.
Um die Epizykloide E, welche die epizykloide Betätigungsfläche 11, 21 bildet,
zu berechnen, kommen folgende Formeln zum tragen: x
= (a + b)cosφ – λa·cos((a
+ b)φ/a)
y = (a + b)sinφ – λa·sin((a + b)φ/a)
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Die
Werte von x und y beziehen sich dabei auf das dargestellte kartesische
Koordinatensystem. Der Nullpunkt O befindet sich dabei im Mittelpunkt des
Leitkreises L mit dem Radius b. Der Rollkreis K besitzt den Radius
a. Der Punkt P welcher die Epizykloide E beschreibt, befindet sich
eine Strecke λa weit
entfernt vom Mittelpunkt M des Rollkreises K. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel
beträgt
die Strecke zwischen dem Mittelpunkt M des Rollkreises K und dem
Punkt P genau den Radius a des Rollkreises K, da der Punkt P direkt
auf dem Umfang des Rollkreises K liegt. Der Winkel φ wird zwischen
der positiven x-Achse bzw. Abszisse und einer Geraden durch den
Nullpunkt O des Koordinatensystems und den Mittelpunkt M des Rollkreises
K gebildet. Der Winkel φ ändert sich
also mit dem Abrollen des Rollkreises K auf dem Außenumfang
des Leitkreises L.
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7 zeigt
eine Veranschaulichung einer Hypozykloiden H. Diese lässt sich
durch einen Punkt Q beschreiben, welcher sich mit bewegt, wenn der Rollkreis
K auf dem Innenumfang des Leitkreises L abrollt. Der Punkt Q kann
dabei, wie in 7 gezeigt, auf dem Umfang des
Rollkreises K liegen aber auch an einer beliebigen Stelle innerhalb
oder außerhalb des
Rollkreises K. Die Hypozykloide H, die die hypozykloide Betätigungsfläche 11, 21 bildet,
lässt sich wie
folgt berechnen: x = (b – a)cosφ + λa·cos((b – a)φ/a)
y
= (b – a)sinφ – λa·sin((b – a)φ/a)
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Die
Werte von x und y beziehen sich wieder auf das dargestellte kartesische
Koordinatensystem, wobei der Nullpunkt O des Koordinatensystems
sich im Mittelpunkt des Leitkreises L befindet. Der Leitkreis L
weist den Radius b auf, während
der Rollkreis K den Radius a besitzt. Die Entfernung zwischen dem
Mittelpunkt M des Rollkreises K und dem Punkt Q, der die Hypozykloide
beschreibt, ist λa.
Bei dem in 7 gezeigten Veranschaulichungsbeispiel
liegt der Punkt Q genau auf dem Umfang des Rollkreises K, so dass
die Strecke λa
gleich dem Radius a des Rollkreises K ist. Der Winkel φ beschreibt
den Winkel zwischen der positiven x-Achse bzw. Abszisse und einer
Geraden, die durch den Nullpunkt O des Koordinatensystems und den
Mittelpunkt M des Rollkreises K gelegt wird. Der Winkel φ ändert sich
somit während
des Abrollens des Rollkreises K auf dem Innenumfang des Leitkreises
L.
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In
einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel
ist der Radius a des Rollkreises K kleiner oder gleich 200 mm. Dieser
Wert hat sich als besonders vorteilhaft herausgestellt.
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Die
Betätigungsflächen 11 und 21 können auch
beide die Form eines Teils einer Evolvente V besitzen. Hierbei handelt
es sich vorzugsweise um Teile von Kreisevolventen. Diese lassen
sich durch eine auf dem Kreisumfang wandernde Tangente an den Kreis
beschreiben. In einem kartesischen Koordinatensystem berechnen sich
die Punkte der Kreisevolvente wie folgt: x =
r·cosβ + rβ·sinβ
y = r·sinβ – rβ·cosβ
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Der
Nullpunkt O des Koordinatensystems befindet sich im Mittelpunkt
des Ausgangskreises Z mit Radius r. Der Winkel β wird gebildet durch die positive
Abszisse bzw. x-Achse und eine Gerade durch den Mittelpunkt O des
Ausgangskreises Z und den Punkt T an dem die Tangente gerade zu
diesem Zeitpunkt an dem Ausgangskreis Z anliegt. Der Winkel β ändert sich
somit während
der Punkt T auf dem Umfang des Ausgangskreises Z entlangwandert
und so die Evolvente V entsteht.
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Besonders
vorteilhaft hat es sich hierbei erwiesen, wenn der Radius r des
Ausgangskreises Z kleiner oder gleich 200 mm ist. Hierbei ist es
auch möglich,
dass die beiden Ausgangskreise Z der kreisevolventen Teile der Betätigungsflächen 11, 21 unterschiedliche
Radien r aufweisen.
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Abschießend sei
noch darauf hingewiesen, dass die hier dargestellten Ausführungsformen
lediglich beispielhafte Verwirklichungen der Erfindung sind. Diese
ist nicht darauf beschränkt.
Vielmehr sind noch Abänderungen
und Abwandlungen möglich.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Handhabe
- 11
- Erste
Betätigungsfläche
- 20
- Umsetzungselement
- 21
- Zweite
Betätigungsfläche
- 22
- Anschlussstelle
für Übertragungsglied
- 30
- Tür
- 31
- Außenseite
von 30
- a
- Radius
des Rollkreises K
- b
- Radius
des Leitkreises L
- E
- Epizykloide
- H
- Hypozykloide
- K
- Rollkreis
- L
- Leitkreis
- M
- Mittelpunkt
des Rollkreises K
- O
- Nullpunkt
des Koordinatensystems
- P
- Punkt,
der die Epizykloide beschreibt
- Q
- Punkt,
der die Hypozykloide beschreibt
- r
- Radius
des Ausgangskreises A für
die Evolventenberechnung
- T
- Punkt
an dem die Tangente an den Ausgangskreis A anliegt
- V
- Evolvente
- Z
- Ausgangskreis
- β
- Winkel
für die
Evolventenberechnung
- λa
- Betrag
der Strecke von M zu P bzw. Q
- φ
- Winkel
für die
Zykloidenberechnung
