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Die Erfindung betrifft eine Türeinheit, insbesondere Kraftfahrzeugtüreinheit, mit einem an einen Türflügel angeschlossenen Bewegungsübertragungsglied mit Antriebswelle, und mit einem Kupplungsglied veränderbarer Schließkraft, welches mit der Antriebswelle wechselwirkt, wobei das Kupplungsglied mit zumindest einem mit der Antriebswelle mitbewegten Kupplungselement und einem stationären Kupplungselement ausgerüstet ist.
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Eine Türeinheit des eingangs beschriebenen Aufbaus wird beispielsweise in der
DE 198 44 265 A1 vorgestellt. Dort ist eine Antriebsvorrichtung mit Sicherheitskupplung vorgesehen, die über zusammenwirkende Kupplungselemente verfügt. Die Kupplungselemente kuppeln über einen Schließmechanismus mit vorgegebener Drehmomentbegrenzung. Dabei weist der Schließmechanismus für die Kupplungselemente eine Kupplungsfeder auf, welche die erforderliche Schließkraft zur Verfügung stellt.
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Im Detail sind von den zusammenwirkenden Kupplungselementen das erste Kupplungselement drehfest mit einem Abtriebselement verbunden, während das zweite Kupplungselement drehfest und konzentrisch mit einem Abtriebsrad eines Getriebes verbunden ist. Das Getriebe wirkt mit einem elektromotorischen Antrieb zusammen. Die Kupplungselemente sind als Kupplungsscheiben ausgebildet, welche auf ihren einander zugewandten Seiten ineinandergreifende nockenartige Anformungen und Ausformungen aufweisen. Dadurch wird bei Bedarf eine Entkopplung des Motors von einer zugehörigen Heckklappe zur Verfügung gestellt.
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Ganz abgesehen davon kennt man durch die
DE 101 14 938 B4 eine Vorrichtung zum Betätigen einer Automobil-Schwenktür. Auch in diesem Fall ist ein Elektromotor realisiert. Außerdem findet sich ein Bewegungsübertragungsglied, dessen eines Ende mit der schwenkbaren Tür verbunden ist. Darüber hinaus findet sich eine elektromagnetische Kupplung, die zwischen dem Elektromotor und einer Geschwindigkeitsreduktionsvorrichtung vorgesehen ist. Mit Hilfe der Kupplung lassen sich die beiden vorerwähnten Elemente wahlweise verbinden oder auch trennen.
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Der Stand der Technik kann nicht in allen Aspekten zufrieden stellen. So findet das Ausrücken der bekannten Sicherheitskupplung in Abhängigkeit von voreingestellten Gegebenheiten statt. Das heißt, es besteht bei beispielsweise vom Gewicht her schweren oder schwergängigen Türen, insbesondere Kraftfahrzeug-Schwenktüren, die Gefahr, dass beispielsweise die durchgängige Verbindung vom Antriebsmotor zu der Tür unterbrochen wird, ohne dass eine vollständige Öffnung oder Schließung der Tür erreicht wurde.
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Ganz abgesehen davon beobachtet man bei manuell betätigten Kraftfahrzeugtüren, dass die von einer Reibbremsvorrichtung respektive einem Kupplungsglied an dieser Stelle aufgebrachten Haltekräfte nicht ausreichend sind, um eine sichere Fixierung der Tür in einer bestimmten Stellung zur Verfügung zu stellen.
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So setzt beispielsweise die
DE 10 2005 060 709 A1 eine durch eine Feder vorgespannte Reibbremsvorrichtung bzw. ein Kupplungsglied mit – wenn man so will – veränderbarer Schließkraft ein. Tatsächlich ist im Detail eine rollende Kugel realisiert, die mit Hilfe der betreffenden Feder vorgespannt wird und in eine Nut eingreift. Dadurch, das mehrere Nuten über den Umfang eines Ringscharniers vorgesehen sind, lassen sich je nach Öffnungswinkel der Tür respektive des Türflügels oder Schwenktürflügels verschiedene Rastpositionen einstellen. Das hat sich prinzipiell bewährt.
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Der Stand der Technik berücksichtigt allerdings nicht, dass die in der Praxis eingesetzten Türflügel respektive Schwenktürflügel unter Zugrundelegung wechselnder Hebelarme an eine Kraftfahrzeugkarosserie angelenkt sind. Solche Hebelarme können im Extremfall dazu führen, dass der bekannte Türfeststeller mit seiner aufgebauten Haltekraft für eine Festsetzung nicht (mehr) ausreicht. Solche Szenarien sind beispielsweise dann denkbar, wenn ein Kraftfahrzeug an einer Gefällestrecke abgestellt und die Tür geöffnet wird. Vergleichbare Probleme treten dann auf, wenn die Schwenktür beispielsweise von Wind erfasst wird.
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Jedenfalls genügen die bekannten Türeinheiten mit den dort realisierten Kupplungsgliedern den heutigen Anforderungen nicht mehr. Das gilt sowohl für den Fall, dass das fragliche Kupplungsglied als gleichsam Sicherheitskupplung eingesetzt wird und beispielsweise einen elektromotorischen Antrieb bei Auftreten eines Widerstands während der Öffnungsbewegung von der Tür entkoppelt. Ähnliche Probleme werden beobachtet, wenn das Kupplungsglied als gleichsam Reibbremse fungiert und nicht in der Lage ist, für eine zuverlässige Fixierung und Festlegung der Kraftfahrzeugtür bzw. deren Türflügel sorgen zu können. Hier will die Erfindung insgesamt Abhilfe schaffen.
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Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, eine Türeinheit, insbesondere Kraftfahrzeugtüreinheit des eingangs beschriebenen Aufbaus so weiter zu entwickeln, dass sich die Schließkraft des Kupplungsglieds an die tatsächlichen Anforderungen unschwer anpassen lässt.
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Zur Lösung dieser technischen Problemstellung ist bei einer gattungsgemäßen Türeinheit vorgesehen, dass die Vorspannung der Feder mittels wenigstens eines Stellgliedes, insbesondere Axialstellgliedes, verändert wird.
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Erfindungsgemäß erfährt also die Vorspannung der Feder, welche das mit der Antriebswelle mitbewegte Kupplungselement und das stationäre Kupplungselement beide gemeinsam beaufschlagt, eine Veränderung, und zwar mit Hilfe des Stellglieds, vorzugsweise des Axialstellglieds. Das heißt, es kommt ein spezielles Stellglied für die Veränderung der Vorspannung zum Einsatz, welches hauptsächlich in Axialrichtung arbeitet. Die Axialrichtung wird dabei von der Antriebswelle festgelegt. Das bedeutet im Kern, dass die Feder und auch das Axialstellglied regelmäßig axial im Vergleich zur Antriebswelle angeordnet sind. Meistens findet sich die Antriebswelle im Zentrum von sowohl der besagten Feder als auch des meistens rotationssymmetrisch ausgeführten Axialstellglieds. Bei der Feder handelt es sich im Allgemeinen um eine Schraubenfeder. Selbstverständlich können auch mehrere Stellglieder Verwendung finden.
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Die Veränderung der Vorspannung der Feder erfolgt im Rahmen der Erfindung dadurch, dass die besagte Feder in ihrer Länge verändert wird. Dabei korrespondiert eine Erhöhung der Vorspannung zu einer Kompression der Feder, wohingegen eine Verringerung der Vorspannung mit einer Entspannung der Feder einhergeht. Beide Kraftbeaufschlagungen zur Kompression oder Entspannung der Feder erfolgen nach vorteilhafter Ausgestaltung in der durch die Antriebswelle festgelegten Axialrichtung.
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Meistens sind auch die beiden Kupplungselemente, das heißt das mit der Antriebswelle mitbewegte Kupplungselement ebenso wie das stationäre Kupplungselement axial im Vergleich zu der Antriebswelle angeordnet. Tatsächlich handelt es sich bei den Kupplungselementen regelmäßig um Lamellen, die in der Art von Kreisringscheiben gegenüber der zentral angeordnete Antriebswelle platziert werden. Dadurch lässt sich ein besonders kompakter Aufbau realisieren, in dem nämlich das fragliche Kupplungsglied mit seinen Kupplungslamellen, das Axialstellglied und schließlich die Feder jeweils rotationssymmetrisch im Vergleich zu der auf der gemeinsamen Achse angeordneten Antriebswelle platziert sind. – Das Stellglied ist meistens als Stellhülse, insbesondere Axialstellhülse, ausgebildet.
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Auf diese Weise besteht die Möglichkeit, dass das Stellglied bzw. Axialstellglied motorisch extern und/oder bewegungsabhängig intern verstellt wird. Zu diesem Zweck sieht die Erfindung weiter vor, dass das Stellglied mit einem Schaltglied zu seiner Verstellung wechselwirkt. Dieses Schaltglied kann nun extern motorisch und/oder intern bewegungsabhängig beaufschlagt werden, um dann seinerseits die gewünschte Verstellung des Stellglieds zu bewirken.
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Bei einer externen motorischen Beaufschlagung des Stellglieds respektive des die Verstellung bewirkenden Schaltglieds greift regelmäßig ein Motor direkt oder indirekt an dem Schaltglied an, um dieses so zu beaufschlagen, dass die Bewegung des Schaltglieds zu einer Verstellung des Stellglieds und demzufolge der gewünschten Kompression oder Entspannung der Feder korrespondiert. Bei der internen bewegungsabhängigen Verstellung wird so vorgegangen, dass das Schaltglied in Abhängigkeit von einer Türbewegung eine Beaufschlagung erfährt. Das heißt, der beispielsweise um einen Drehpunkt verschwenkbare Türflügel beaufschlagt das Schaltglied. In Abhängigkeit von der Bewegung des Türflügels wird nun das Schaltglied beaufschlagt und sorgt seinerseits für eine Verstellung des Stellglieds und als Folge hiervon eine Kompression oder Entlastung der Feder je nach Bewegungsrichtung des Türflügels.
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Tatsächlich wird man im Zusammenhang mit der internen bewegungsabhängigen Verstellung des Stellglieds so vorgehen, dass die Feder mit zunehmender Vorspannung beaufschlagt wird je größer ein Öffnungswinkel des Türflügels gegenüber einer Kraftfahrzeugkarosserie ausgelegt ist. Das heißt, je weiter der Türflügel um sein eines oder die mehreren karosseriefesten Scharniere verschwenkt wird und je größer der zugehörige Öffnungswinkel bemessen ist, umso mehr wird regelmäßig die Feder komprimiert und folgerichtig die Vorspannung erhöht. Dazu korrespondiert, dass das Kupplungsglied mit seinen beiden Kupplungselementen respektive den an dieser Stelle realisierten Lamellen eine gesteigerte Schließkraft mit wachsendem Öffnungswinkel erfährt.
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Umgekehrt sinkt die Schließkraft des Kupplungsglieds je kleiner der Öffnungswinkel bemessen ist.
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Durch das Anwachsen der Schließkraft mit zunehmendem Öffnungswinkel des Türflügels trägt die Erfindung dem Umstand Rechnung, dass beispielsweise ein weit geöffneter Türflügel eine gesteigerte Angriffsfläche für beispielsweise Wind darstellt. Wenn das Kupplungsglied als gleichsam Reibbremsvorrichtung eingesetzt wird, bedeutet dies, dass die Reibbremsvorrichtung mit zunehmendem Öffnungswinkel des Türflügels gegenüber der Karosserie einen erhöhten Reibwiderstand entgegensetzt. Das ist gewollt und berücksichtigt, dass mit wachsendem Öffnungswinkel des Türflügels gesteigerte Haltekräfte der Reibbremsvorrichtung in Gestalt des Kupplungsglieds erforderlich sind.
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Eine ähnliche Auslegung empfiehlt sich für den Fall, dass das Kupplungsglied beispielsweise Antriebskräfte eines elektromotorischen Antriebs auf den Türflügel überträgt. Auch in diesem Fall wird man die Auslegung vorteilhaft so treffen, dass mit wachsendem Öffnungswinkel des Türflügels gegenüber der Karosserie respektive Kraftfahrzeugkarosserie die Schließkraft des Kupplungsglieds ansteigt. Das empfiehlt sich und ist meistens erforderlich, um einen sicheren Antrieb der Türeinheit insgesamt auch bei etwaigen und mit zunehmendem Öffnungswinkel anwachsenden Gegenkräften (beispielsweise Wind) zu ermöglichen. Jedenfalls lässt sich erfindungsgemäß die Schließkraft des Kupplungsglieds gleichsam automatisch verändern, nämlich bewegungsabhängig intern verstellen. Dabei korrespondiert der zunehmende Öffnungswinkel des Türflügels dazu, dass mit Hilfe der Antriebswelle über das damit regelmäßig drehfest verbundene Schaltglied das Stellglied so beaufschlagt wird, dass als Folge des wachsenden Öffnungswinkels die das Kupplungsglied beaufschlagende Feder zunehmend komprimiert wird. Umgekehrt sinkt die das Kupplungsglied beaufschlagende Schließkraft für den Fall, dass der Türflügel geschlossen wird und folgerichtig der Öffnungswinkel des Türflügels gegenüber der Karosserie abnimmt.
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Das heißt, je nach der Bewegung des mit dem Kupplungsglied ausgerüsteten Türflügels wird deren Schließkraft verändert. Im Rahmen der Erfindung gibt also die Bewegung des Türflügels bzw. der damit verbundene Öffnungswinkel die Schließkraft des Kupplungsglieds (automatisch) vor.
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Neben dieser gleichsam internen automatischen und bewegungsabhängigen Verstellung des Stellglieds kann dieses ergänzend oder auch völlig unabhängig hiervon die bereits beschriebene motorische externe Verstellung erfahren. Mit Hilfe dieser motorischen externen Verstellung sorgt der zu diesem Zweck realisierte Motor dafür, dass die Vorspannung der Feder nach externen Vorgaben eingestellt wird. Das kann über eine Steuereinheit erfolgen, in welcher beispielsweise aus Vorversuchen für die jeweilige Türeinheit respektive den eingesetzten Türflügel optimale Werte für die Vorspannung der Feder abgespeichert sind und je nach Öffnungswinkel extern eingestellt und von dem Motor vorgegeben werden. Das heißt, in diesem Fall mag beispielsweise der Verlauf der günstigsten Vorspannung der Feder für das Kupplungsglied über den Öffnungswinkel des Türflügels gegenüber der Kraftfahrzeugkarosserie durch Vorversuche ermittelt worden sein. Diese Kennlinie der Vorspannung gegenüber dem Öffnungswinkel des Türflügels kann natürlich von Fahrzeugtyp zu Fahrzeugtyp bzw. von Türflügel zu Türflügel variieren und lässt sich jeweils in Vorversuchen oder im Rahmen einer vorgeschalteten Kalibrierung erfassen.
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Die Kennlinie, welche zu dem betreffenden Kraftfahrzeugtyp gehört, wird nun in der Steuereinheit abgelegt. Je nach von beispielsweise einem Drehwinkelsensor erfasstem Öffnungswinkel des Türflügels gegenüber der Kraftfahrzeugkarosserie wird nun mit Hilfe der vorerwähnten Kennlinie die Schließkraft des Kupplungsglieds gegenüber dem Öffnungswinkel und die zu der Schließkraft korrespondierende Vorspannung der Feder ausgewählt und mit Hilfe des von der Steuereinheit beaufschlagten Motors über das Stellglied tatsächlich an der Feder eingestellt. Dadurch lässt sich eine optimale und typgenaue Einstellung der Vorspannung realisieren. Das gilt natürlich sowohl für den Fall, dass das Kupplungsglied als gleichsam Reibbremsvorrichtung eingesetzt wird als auch dann, wenn das Kupplungsglied als praktisch Sicherheitskupplung zwischen dem elektromotorischen Antrieb und dem hiervon angetriebenen Türflügel fungiert. In jedem Fall ist im Rahmen der letztgenannten Variante sichergestellt, dass die Schließkraft des Kupplungsglieds ausreichend ist, um den Türflügel einwandfrei hin- und herbewegen zu können aber auch zugleich einen Schlupfbetrieb für den Fall ermöglicht, dass am Türflügel beispielsweise ein Bremsmoment angreift, welches die mit dem Kupplungsglied eingestellte Schließkraft übersteigt. Das ist unter Sicherheitsaspekten dringend erforderlich.
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Im Detail hat es sich bewährt, wenn das Stellglied als Stellhülse ausgebildet ist. Sofern es sich nach vorteilhafter Ausgestaltung um ein Axialstellglied handelt, ist die Stellhülse als Axialstellhülse ausgeführt. Die Stellhülse ist im Allgemeinen radial im Vergleich zur Antriebswelle angeordnet, die sich demgegenüber im Zentrum befindet. Das heißt, die Stellhülse ist meistens zylindrisch ausgeführt. Das Gleiche mag für das Schaltglied gelten. Auf diese Weise lassen sich das Stellglied und das Schaltglied achsgleich im Vergleich zur Antriebswelle anordnen, die jeweils demgegenüber zentral platziert ist. Wie bereits erläutert, wechselwirkt dass Stellglied mit dem Schaltglied zu seiner Verstellung.
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Dabei hat es sich bewährt, wenn das Schaltglied rotativ und gegebenenfalls axial beweglich ausgelegt ist. Dagegen wird man das Stellglied meistens rotativ fest und axial beweglich lagern. Denn bei dem Stellglied respektive Axialstellglied kommt es primär darauf an, dass dieses eine Axialbewegung im Vergleich zu der Antriebswelle und folglich der die Antriebswelle umschließenden Feder ausführt, um die gewünschte Veränderung der Vorspannung realisieren zu können.
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Im Allgemeinen erfolgt die Bewegungsübertragung von dem meistens rotierenden Schaltglied auf das Stellglied dergestalt, dass das Schaltglied und das Stellglied mit korrespondierenden Schrägflächen aneinander anliegen. Eine Rotationsbewegung des Schaltglieds führt also dazu, dass das Stellglied durch die ineinandergreifenden Schrägflächen axial verstellt wird und die an dem Stellglied anliegende Feder komprimiert oder entspannt.
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Im Detail verfügt das Stellglied über einen die Feder an einem Ende übergreifenden Anschlag. Zusätzlich mag das Stellglied über einen von der Feder umschlossenen Führungsabschnitt verfügen. Dadurch wird die den Führungsabschnitt gleichsam ringförmig umschließende Feder bei ihrer Kompression und Entspannung einwandfrei geführt.
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Es ist möglich, dass die Feder mit Hilfe des Stellglieds bzw. Axialstellglieds lediglich an einem Ende mit einer entsprechenden Vorspannkraft beaufschlagt wird. Selbstverständlich liegt es auch im Rahmen der Erfindung, mit zwei sich gegenüberliegenden Stellgliedern respektive Axialstellgliedern zu arbeiten, die die Feder gleichsam von beiden Enden her in ihrer Länge verändern. So wird meistens vorgegangen, wenn die Vorspannung der Feder sohl motorisch extern als auch bewegungsabhängig intern eine Veränderung erfährt.
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In diesem Fall findet sich an einem Ende der Feder das Stellglied zur motorisch externen Variation der Vorspannung, während das andere Ende der Feder mit einem Stellglied zur bewegungsabhängig internen Veränderung der Vorspannung ausgerüstet ist. Das ist selbstverständlich nur beispielhaft und nicht einschränkend zu verstehen. Darüber hinaus mag das Stellglied bzw. Axialstellglied mehrteilig ausgebildet sein. Hier hat es sich bewährt, wenn das Stellglied über ein Stellelement und ein Führungselement verfügt. Außerdem ist es günstig, wenn das Stellglied in axialer Verlängerung an ein Gehäuse für das Kupplungsglied an das betreffende Gehäuse anschließt. Dadurch wird die bereits angesprochene kompakte Bauform zur Verfügung gestellt. Ferner ermöglicht die Erfindung hierdurch eine Variante, nach welcher die Antriebswelle das Gehäuse für das Kupplungsglied und zugleich das Stellglied sowie das Schaltglied durchdringt.
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Im Ergebnis wird eine Türeinheit, insbesondere Kraftfahrzeugtüreinheit zur Verfügung gestellt, die sich durch ein speziell ausgelegtes Kupplungsglied mit veränderbarer Schließkraft auszeichnet. Tatsächlich wird die Schließkraft des Kupplungsglieds auf prinzipiell zwei verschiedene Art und Weisen verändert.
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Zunächst einmal besteht die Möglichkeit, die Vorspannung der die Schließkraft verändernden Feder motorisch extern zu verstellen. Das kann anhand von Kennlinien für die optimale Vorspannung in Abhängigkeit vom Öffnungswinkel des Türflügels gegenüber der Kraftfahrzeugkarosserie erfolgen. Genauso gut ist es alternativ oder auch zusätzlich denkbar, die Vorspannung tendenziell mit wachsendem Öffnungswinkel zwischen dem Türflügel und der Kraftfahrzeugkarosserie zu erhöhen. Das heißt, in Abhängigkeit von der Bewegung des Türflügels erfährt die das Kupplungsglied vorspannende Feder eine variierende Beaufschlagung, die dann auch zu einer entsprechend geänderten Schließkraft des Kupplungsglieds führt. Das alles lässt sich auf frappierend einfache konstruktive Art und Weise und unter Berücksichtigung einer besonders kompakten Bauform realisieren.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert; es zeigen:
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1 eine Einbausituation der erfindungsgemäßen Türeinheit,
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2 die erfindungsgemäße Türeinheit in einer perspektivischen Ansicht, teilweise im Schnitt,
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3 ein Detail aus 1 zur motorisch externen Einstellung der Schließkraft eines Kupplungselementes,
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4 ein weiteres Detail aus 1, welches die bewegungsabhängig interne Verstellung der Schließkraft des Kupplungselementes zum Gegenstand hat und
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5 verschiedene Kennlinien der am Türflügel angreifenden und vom Kupplungsglied erzeugten Kraft in Abhängigkeit vom Öffnungswinkel des Türflügels.
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In den 1 bis 4 ist eine Türeinheit dargestellt, die sich in ihrem grundsätzlichen Aufbau aus einem Türflügel 1, einem Bewegungsübertragungsglied 3, 4 und schließlich einem Kupplungsglied 5 veränderbarer Schließkraft zusammensetzt. Bei dem Türflügel 1 handelt es sich um einen Schwenktürflügel 1, der sich um einen Drehpunkt 2 hin- und herschwenken lässt, wie dies ein Doppelpfeil in der 1 andeutet. Der Türflügel bzw. Schwenktürflügel 1 ist an eine Zahnstange 3 angeschlossen, die Bestandteil des Bewegungsübertragungsglieds 3, 4 ist.
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Schwenkbewegungen des Türflügels respektive Schwenktürflügels 1 korrespondieren zu Linearbewegungen der fraglichen Zahnstange 3, die ebenfalls in der 1 angedeutet sind und von einer Zahnradanordnung letztendlich auf eine Antriebswelle 4 übertragen werden. Durch die angedeuteten Schwenkbewegungen des Türflügels 1 wird die Antriebswelle 4 in Rotationen versetzt. Die Rotationen der Antriebswelle 4 lassen sich dämpfen, und zwar mit Hilfe des Kupplungsglieds 5, welches in diesem Fall als Reibbremsvorrichtung arbeitet.
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Alternativ hierzu kann das Kupplungsglied 5 aber auch als eine Art Sicherheitskupplung funktionieren, und zwar bei der Übertragung von Drehbewegungen eines elektromotorischen Antriebs 6 auf den Türflügel 1. Tatsächlich lässt sich mit Hilfe des elektromotorischen Antriebs 6 bzw. des Elektromotors 6 ein das Kupplungsglied 5 umschließendes Gehäuse 7 in Rotationen versetzen. Die Rotationen des Gehäuses 7 werden auf die Antriebswelle 4 übertragen. Die Antriebswelle 4 versetzt ihrerseits das Getriebe bzw. die Zahnradanordnung in Rotationen, so dass je nach deren Drehrichtung die Zahnstange 3 in die eine oder die andere Richtung bewegt wird. Da an die Zahnstange 3 der Türflügel bzw. Schwenktürflügel 1 angeschlossen ist, folgt dieser den entsprechenden und vom Elektromotor 6 vorgegebenen Bewegungen.
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Kommt es bei diesem Vorgang beispielsweise zu einer mechanischen Blockade des Schwenktürflügels 1, so fängt das Kupplungsglied 5 an zu schlupfen bzw. rutscht durch, so dass der Elektromotor 6 keine Beschädigungen. erfährt. Zu diesem Zweck setzt sich das Kupplungsglied 5 im Detail aus wenigstens einem stationären Kupplungselement 5a und einem mit der Antriebswelle 4 mitbewegten Kupplungselement 5b zusammen. Tatsächlich wird das jeweils mitbewegte Kupplungselement 5b zusammen mit dem Gehäuse 7 in Rotationen versetzt. Diese Rotationen des jeweiligen Kupplungselementes 5b werden auf die hiermit drehgekoppelte Antriebswelle 4 übertragen. Die Bewegungen der Antriebswelle 4 werden gedämpft, und zwar in Abhängigkeit davon, mit welcher Kraft die stationären Kupplungselemente 5a an die beweglichen Kupplungselemente 5b angelegt werden.
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Da die beiden Kupplungselemente 5a, 5b bzw. die an dieser Stelle realisierten und die Antriebswelle 4 ringartig umschließenden Kupplungslamellen respektive Lamellen 5a, 5b in Eingriff miteinander sind bzw. reibend aneinander anliegen, werden im Falle einer Reibbremsvorrichtung Bewegungen des Türflügels 1 entsprechend abgebremst bzw. die Drehbewegungen des Elektromotors 6 mit einer zugehörigen Schließkraft des Kupplungsglieds 5 übertragen.
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Im Rahmen der Erfindung lässt sich nun die Schließkraft des Kupplungsglieds 5 verändern. Zu diesem Zweck ist eine Feder 8 vorgesehen, welche zur Variation der Schließkraft des Kupplungsglieds 5 dient. Bei der Feder 8 handelt es sich um eine Schraubenfeder, in deren Zentrum die Antriebswelle 4 angeordnet ist. Die Feder respektive Schraubenfeder 8 ist konzentrisch zu den Lamellen bzw. Kupplungslamellen 5a, 5b angeordnet. Indem die Feder 8 das Kupplungsglied 5 bzw. die zugehörigen Lamellen 5a, 5b beaufschlagt, lässt sich die Reibkraft zwischen den fraglichen Lamellen 5a, 5b und folglich die Schließkraft des Kupplungsglieds 5 variieren.
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Zu diesem Zweck schlägt die Erfindung ein Stellglied 9, 9' vor, welches die fragliche Feder 8 beaufschlagt. Tatsächlich sind im Rahmen der Darstellungen zwei Stellglieder 9, 9', realisiert. Beide Stellglieder 9, 9', können getrennt voneinander oder auch gemeinsam die Feder 8 beaufschlagen bzw. deren Vorspannung verändern. Das Stellglied 9 wird motorisch extern verstellt. Dagegen erfährt das Stellglied 9' eine interne Verstellung, und zwar bewegungsabhängig. Die Bewegungsabhängigkeit erklärt sich aufgrund von Bewegungen des Türflügels 1 und folglich Rotationen der damit gekoppelten Antriebswelle 4.
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Nach dem Ausführungsbeispiel liegt die Feder 8 bzw. Schraubenfeder 8 jeweils an dem betreffenden Stellglied 9, 9' an. Zu jedem Stellglied 9, 9' gehört ein zugehöriges Schaltglied 10, 10'. Das Stellglied 9, 9' und zugehörige Schaltglied 10, 10' wechselwirken miteinander in der Weise, dass durch ihre gemeinsame Wechselwirkung die Vorspannung der Feder 8 und folglich die Schließkraft des Kupplungsgliedes 5 verändert wird. Bei dem jeweiligen Stellglied 9, 9' handelt es sich nach dem Ausführungsbeispiel um eine Stellhülse 9, 9'. Dabei ist die Stellhülse 9 als Axialstellhülse 9 ausgeführt, wohingegen es sich bei der Stellhülse 9' um eine Gewindestellhülse 9' handelt. Das jeweilige Stellglied 9, 9' bzw. die Stellhülse 9, 9 umschließt die Antriebswelle 4 jeweils ringartig bzw. in der Art eines Zylinders. Die Antriebswelle 4 ist demgegenüber im Zentrum angeordnet. Auch das zugehörige Schaltglied 10, 10' ist jeweils zylindrisch ausgestaltet und mit der im Zentrum angeordneten Antriebswelle 4 ausgerüstet. Sowohl das Stellglied 9, 9' als auch das Schaltglied 10, 10' sind jeweils achsgleich im Vergleich zu der Antriebswelle 4 platziert.
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Das Schaltglied 10, 10' lässt sich jeweils in Drehungen versetzen und zusätzlich gegebenenfalls axial verstellen. Das deuten entsprechende Pfeile in den 3 und 4 an. Demgegenüber kann das jeweilige Stellglied 9, 9' lediglich in axialer Richtung A bewegt werden. Zu diesem Zweck verfügt das jeweilige Stellglied 9, 9' über einen Steg 11 bzw. 11'. Der Steg 11 bzw. 11' verhindert eine rotative Bewegung des zugehörigen Stellgliedes 9, 9' im Vergleich zum Gehäuse 7 bzw. einem Gehäuse 7', welches dem Stellglied 9' zugeordnet ist.
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Im Ausführungsbeispiel nach der 3 bzw. entsprechend der 4 greift der Steg 11' des Stellgliedes 9' in eine nicht ausdrücklich dargestellte Axialnut des Gehäuses 7' ein. Vergleichbar sorgt der Steg 11 dafür, dass in Verbindung mit einer Axialnut in dem zugehörigen Gehäuse 7 Drehbewegungen des Stellgliedes 9 gegenüber dem Gehäuse 7 verhindert werden. Das heißt, mit Hilfe der Stege 11, 11' wird sichergestellt, dass die zugehörigen Stellglieder 9, 9' gegenüber den korrespondierenden Gehäusen 7, 7' jeweils lediglich axial beweglich ausgelegt sind. Vergleichbare Stege 11 weisen auch die mit dem Gehäuse 7 mit bewegten Kupplungselemente 5b auf. Auf diese Weise können die Kupplungselemente 5b nicht gegenüber dem Gehäuse 7 rotieren, sondern werden vielmehr von dem Gehäuse 7 mitgenommen.
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Das Stellglied 9 wird – wie bereits dargelegt – motorisch extern verstellt. Zu diesem Zweck sind das dortige Schaltglied 10 und das Stellglied 9 mit korrespondierenden Schrägflächen 12, 13 ausgerüstet, die aneinander anliegen. Im Rahmen der Detaildarstellung nach 3 handelt es sich bei den Stellflächen 12, 13 um jeweils Keilflächen an einerseits dem Schaltglied 10 und andererseits dem Stellglied 9.
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Indem das Schaltglied 10 in Rotationen versetzt wird, sorgt es dafür, dass durch die ineinander greifenden Schrägflanken bzw. Stellflächen 12, 13 das Stellglied 9 in der Pfeilrichtung angehoben oder abgesenkt wird. Hierdurch wird die Feder 8 komprimiert oder entlastet. Eine Kompression der Feder 8 führt dazu, dass das von der Feder 8 beaufschlagte Kupplungsglied 5 mit den dortigen Lamellen 5a, 5b mit einer erhöhten Schließkraft beaufschlagt wird. Als Folge hiervon werden die Lamellen 5a, 5b stärker gegeneinander gepresst und erzeugen eine erhöhte Reibkraft beim Betrieb der erfindungsgemäßen Türeinheit bzw. des Kupplungsglieds 5 als gleichsam Reibbremsvorrichtung. Eine vergleichbar erhöhte Schließkraft liegt natürlich ebenso dann vor, wenn das Kupplungsglied 5 praktisch als Sicherheitskupplung in Verbindung mit dem Elektromotor bzw. elektromotorischen Antrieb 6 eingesetzt wird.
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Im Rahmen der Detaildarstellung nach 4 und mit Blick auf das bewegungsabhängig intern verstellte Stellglied 9', handelt es sich bei den korrespondierenden Schrägflächen 12', 13' um Schrägflanken 12', 13' von ineinander greifenden Gewindegängen einerseits des Stellgliedes 9' und andererseits das Schaltgliedes 10'. Da die Antriebswelle 4 zur Realisierung des bewegungsabhängig intern verstellbaren Stellgliedes 9' drehfest mit dem Schaltglied 10' verbunden ist, führt eine Drehung der Antriebswelle 4 automatisch dazu, dass das lediglich axial bewegbare Stellglied 9' gegenüber dem mit der Antriebswelle 4 mitdrehenden Schaltglied 10' ein- oder ausgeschraubt wird. Das hängt von der Drehrichtung der Antriebswelle 4 ab.
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Wie bereits erläutert, handelt es sich bei dem bewegungsabhängig intern verstellbaren Stellglied 9' um eine Gewindestellhülse 9'. Das Schaltglied 10' ist als Gewindebuchse ausgeführt. Je nach Drehrichtung der Antriebswelle 4 wird erneut die Feder 8 komprimiert oder entspannt, wie der zugehörige Pfeil in der 4 andeutet. Folglich lässt sich je nach Drehbewegung der Antriebswelle 4 die Schließkraft des Kupplungsgliedes 5 erneut variieren.
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Bei dem bewegungsabhängig intern verstellbaren Stellglied 9', wird die Schließkraft des Kupplungsgliedes 5 dadurch verändert, dass das Stellglied 9' intern eine Verstellung erfährt, und zwar bewegungsabhängig. Je nach dem, ob sich die Antriebswelle 4 überhaupt bewegt und bejahendenfalls in welcher Richtung erfährt das Kupplungsglied 5 eine Variation seiner Schließkraft. Tatsächlich sorgt nämlich die Antriebswelle 4 für die interne Verstellung, und zwar in Abhängigkeit ihrer Bewegung. Sobald sich die Antriebswelle 4 dreht, wird die Feder bzw. Schraubenfeder 8 komprimiert oder entspannt, und zwar je nach der Drehrichtung der Antriebswelle 4. Dadurch kommt es zu der beschriebenen bewegungsabhängigen und internen Verstellung des Stellgliedes 9'.
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Demgegenüber lässt sich das Stellglied 9 motorisch extern verstellen, wie dies insbesondere die Detaildarstellung nach 3 zeigt. In diesem Fall wird nämlich das Schaltglied 10 von einem zusätzlichen Motor 14 beaufschlagt, der über ein angetriebenes Zahnrad, welches mit dem Schaltelement 10 kämmt, dafür sorgt, dass das Schaltelement 10 in Drehungen versetzt wird. Je nach Drehrichtung und Drehwinkel des Schaltglieds 10 wird das Stellglied 9 mehr oder minder in der Axialrichtung A bewegt. Als Folge hiervon erfährt die Feder 8 eine Kompression oder Entlastung.
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Dementsprechend lässt sich mit Hilfe des zusätzlichen motorischen Antriebs bzw. des zusätzlichen Elektromotors 14 über das Schaltglied 10 und das Stellglied 9 die Vorspannung der Feder 8 und folglich die Schließkraft des Kupplungsglieds 5 individuell einstellen und vorgeben. – Ganz unabhängig davon wird das Kupplungsglied 5 alternativ oder zusätzlich hinsichtlich seiner Schließkraft verändert, und zwar mit Hilfe des bewegungsabhängig intern verstellbaren Stellgliedes 9'.
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Im Zusammenhang mit dem motorisch extern verstellbaren Stellglied 9 mag in einer nicht dargestellten Steuereinheit zur Beaufschlagung des Elektromotors 14 eine Kennlinie abgelegt sein. Ein Beispiel hierfür ist in der 5 dargestellt. Selbstverständlich können in der fraglichen Steuereinheit auch mehrere Kennlinien hinterlegt werden. Die Kennlinie drückt die Abhängigkeit der Vorspannung für die Feder 8 gegenüber einem Öffnungswinkel α des Türflügels 1 im Vergleich zu einer Kraftfahrzeugkarosserie aus. Je nach Anwendungsfall lassen sich verschiedene Kennlinien und Vorgaben denken. Jedenfalls kann mit Hilfe des zusätzlichen Elektromotors 14 die Schließkraft des Kupplungsgliedes 5 – unabhängig von dem insbesondere in der 4 dargestellten und bewegungsabhängig intern verstellbaren Stellglied 9' inklusive Schaltglied 10' – anhand externer und beispielsweise in der Steuereinheit abgelegter Vorgaben respektive Kennlinien eingestellt werden.
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Betrachtet man nun die 5 im Detail, so erkennt man die vom Kupplungsglied 5 am Türflügel 1 aufgebaute Kraft oder Gegenkraft F gegenüber dem Öffnungswinkel α des Türflügels 1. Diese Gegenkraft oder Haltekraft F mag den strichpunktierten Verlauf gegenüber dem Öffnungswinkel α aufweisen, wenn die Vorspannung der Feder 8 nicht variiert wird. Wird dagegen die Vorspannung der Feder 8 mit zunehmenden Öffnungswinkel α erhöht, so beobachtet man einen durchgezogenen Verlauf (erfindungsgemäß).
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Das heißt, im Rahmen der Erfindung kann die Vorspannung der Feder 8 zu Beginn der Türöffnung, d. h. bei einem Öffnungswinkel α im Bereich von 0° gering eingestellt werden. Die Haltekraft F des Kupplungsgliedes 5 ist dann nur in etwa doppelt so groß wie eine gestrichelt dargestellte manuelle Bedienkraft für den Türflügel bzw. Schwenktürflügel 1. Diese manuelle Bedienkraft (gestrichelt) stellt sich aufgrund von Reibungswiderständen des Türflügels 1 automatisch ein und vernachlässigt praktisch Kräfte bzw. Haltekräfte F des Kupplungsgliedes 5. Erfindungsgemäß kann nun die Haltekraft F bzw. deren am Türflügel 1 zusätzlich aufgebaute Gegenkraft so eingestellt werden, dass diese Kraft beim Beginn der Türbewegung gering ist und erst mit zunehmenden Öffnungswinkel α ansteigt. Auf diese Weise trägt die Erfindung unter anderem dem Umstand Rechnung, dass beispielsweise ein weit geöffneter Türflügel 1 eine gesteigerte Angriffsfläche für beispielsweise Wind darstellt.
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Der durchgezogene Verlauf der Haltekraft bzw. Gegenkraft F am Türflügel 1 wird erfindungsgemäß einerseits mit Hilfe des bewegungsabhängig intern verstellbaren Stellgliedes 9' und anderseits zusätzlich durch das motorisch extern einstellbare Stellglied 9 vorgegeben. Tatsächlich wird die Feder 8 im Rahmen des Ausführungsbeispiels gleichsam zwischen den beiden Stellgliedern 9, 9' und den Schaltgliedern 10, 10' eingeschlossen. Dabei ist das Stellglied 9' inklusive Schaltglied 10' für die bewegungsabhängig interne Verstellung am oberen Ende der Feder angeordnet, wohingegen sich das Stellglied 9 inklusive Schaltglied 10 für die motorisch externe Verstellung am unteren Ende der Feder 8 findet.
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Schlussendlich machen die Figuren noch deutlich, dass sowohl das Stellglied 9 als auch das Stellglied 9' zweiteilig ausgebildet sind. Dies ergibt sich insbesondere anhand der 3 und 4. Tatsächlich setzt sich das jeweilige Stellglied 9, 9' aus gleichsam einem Stellelement 9a, 9a' einerseits und einem Führungselement 9b, 9b' andererseits zusammen. Das Führungselement 9b, 9b' sorgt dabei primär für die Führung und Halterung der Feder 8, wohingegen das Stellelement 9a, 9a' die Stellbewegungen überträgt.
