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Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug, insbesondere einen Personenkraftwagen, mit einer Karosserie, an der mindestens eine Türe verschwenkbar angeordnet ist, wobei ein die Verschwenkbarkeit der Türe relativ zur Karosserie beeinflussendes Feder- und/oder Dämpfelement zwischen der Karosserie und der Türe wirksam angeordnet ist.
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Ein Fahrzeug dieser Art ist hinlänglich bekannt. Bei dieser konventionellen Bauart ist die Autotür horizontal schwenkbar zumeist an zwei Scharnieren mit der Karosserie verbunden. Die Scharniere nehmen das Gewicht der Türe auf und leiten es an die Karosserie weiter. Die Türe wird durch ein Türfangband nicht nur hinsichtlich des maximalen Schwenkwinkels relativ zur Karosserie begrenzt, sondern auch in der Öffnungsposition gehalten. Dabei sind üblicherweise mehrere (zumindest zwei) Rastpositionen vorgesehen, in denen die Türe Halt finden kann, um auch bei kleinen Drehmomenten um die Schwenkachse in der Position zu verbleiben. Nachteilig ist es dabei, dass zum einen das Türfangband nur wenige definierte Rastpositionen aufweist und zum anderen nur eine definierte Haltekraft hat. Die Haltekraft ist dabei so ausgelegt, dass die Türe in der Rastposition ihre Position hält, wenn das Fahrzeug an einem leichten Hang steht oder ein leichter Windstoß aufkommt. Bei engen Parklücken entstehen dadurch häufig Kollisionen mit benachbarten Fahrzeugen oder Hindernissen. Darüber hinaus ist die Haltekraft nicht groß genug, um sich an der Türe aus dem Fahrzeug zu ziehen.
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Zur Abhilfe dieses Nachteils sind verschiedene Lösungen bekannt geworden.
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Zunächst ist ein rein mechanisch arbeitendes System bekannt, bei dem es sich um ein Türöffnungssystem handelt, das eine stufenlose Öffnung der Türe des Fahrzeugs ermöglicht (bekannt unter der Marke „Springstopp”). Es ist in den meisten Fahrzeugen mit Türfangband nachrüstbar. Das System vermindert die Gefahr, ein nebenstehendes Hindernis zu berühren. Außerdem wird das Verletzungsrisiko verringert, da die Türe an einem steilen Hang nur langsam zufällt und somit wesentlich weniger kinetische Energie besitzt. Weiterhin ist dieses System umweltschonend und sehr kostengünstig. Weiterhin benötigt es keine Hilfsenergie. Allerdings eignet es sich nicht dazu, große Schwenkmomente zu halten, weshalb man sich beispielsweise an der Türe nicht aus dem Fahrzeug ziehen kann.
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Ein anderes Konzept ist ein Türfeststellsystem, das die Fahrzeugtüre in jeder gewünschten Position hält. Eine elektronische Kollisionserkennung kann vor Beschädigungen schützen, wozu ein Sensor, der über das Türsteuergerät mit dem stufenlosen Türfeststeller kommuniziert, Hindernisse erkennt und die Tür beim Vorliegen eines Signals arretiert. Das System verfügt über identische Befestigungspunkte im Fahrzeug wie viele marktübliche Lösungen, so dass sowohl stufenlose als auch mehrstufige Türfeststeller in einer Modellreihe eingesetzt werden können. Auch hier eignet sich das System nicht dazu, so große Schwenkmomente zu halten, dass man sich an der Türe aus dem Fahrzeug ziehen könnte.
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Weiterhin ist ein System bekannt, das im Unterschied zu den vorbeschriebenen mechanischen Lösungen mittels pneumatischer bzw. hydraulischer Kräfte die Fahrzeugtüre in jeder gewünschten Position zuverlässig festhält. Selbst bei großem Schwung beim Öffnen fängt das System durch seine Endlagendämpfung die Türe materialschonend ab. Soll die Türe danach wieder bewegt werden, reicht hierfür ein gewohnter; niedriger Kraftaufwand. Im arretierkraftfreien Bereich lässt sich die Fahrzeugtüre auf niedrigem Kraftniveau hin und her bewegen. Die Funktion des Kolbens des Systems ist in diesem Bereich außer Kraft gesetzt, um sowohl das Öffnen als auch das Schließen zu erleichtern. Im Bereich der stufenlosen Arretierfunktion lässt sich die Türe in jedem beliebigen Öffnungswinkel positionieren. Im Endbereich des Türöffnungswinkels wird die Türe vor Erreichen der Endlage sanft abgebremst. Auch in diesem Bereich ist die stufenlose Arretierfunktion gegeben. Die hydraulische Endlagendämpfung reduziert signifikant die Belastung der Fahrzeugstruktur beim Stoppen und verhindert das ungewollte Zurückschlagen der Türe aus der Endlage. Allerdings erlaubt es auch dieses System nicht, eine so große Sperrkraft aufzubauen, dass man sich an der Türe aus dem Fahrzeug ziehen kann.
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Ein weiteres vorbekanntes Konzept umfasst einen rotatorisch wirkenden Aktuator mit einer magnetorheologischen Flüssigkeit im Bereich des Türscharniers. Hier kann der Aktuator einen maximalen Durchmesser von 60 mm und eine Höhe von 200 mm aufweisen. Das Drehmoment, welches der Aktuator überträgt, reicht von einem minimalen Drehmoment, bei dem der Fahrgast die Tür kraftfrei bewegen kann, bis zu einem maximalen Drehmoment, das zum Abbremsen der Türe und zum Darstellen des virtuellen Anschlages und der Ausstiegshilfe benötigt wird. Das maximale Drehmoment bei Fahrzeugtüren mit großer Trägheit beträgt 100 Nm. Wie die vorbeschriebenen Systeme eignet sich aber auch dieses System nicht, um so große Haltemomente aufzubauen, dass man sich an der Türe aus dem Fahrzeug ziehen kann.
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Aus der
DE 20 2004 015 469 U1 ist eine Autotür-Entriegelungs-, -Öffnungs- und Schließvorrichtung bekannt, mit der eine kontinuierliche Arretierung möglich ist. Hierfür wird eine mechanische Lösung vorgesehen, die in jeweiligen gewünschten Schwenkstellungen händisch betätigt wird.
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Die
DE 10 2006 040 211 A1 beschreibt eine Brems- und Arretiervorrichtung für schwenkbare Komponenten, wobei hier eine Gewindespindel vorgesehen ist, die mit einer Mutter in Wirkverbindung steht. Die Gewindespindel steht mit einem dämpfenden, rheologischen Drehdämpfer in Verbindung und wird durch diesen gebremst.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Fahrzeug der eingangs genannten Art so fortzubilden, dass es möglich ist, die Türe in einer beliebigen Schwenkposition relativ zur Karosserie so festzulegen, dass ein hinreichendes Haltemoment gegeben ist, um es zu ermöglichen, sich an der Türe aus dem Fahrzeug zu ziehen.
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Die Lösung dieser Aufgabe durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Feder- und/oder Dämpfelement als Kolben-Zylinder-System ausgebildet ist, das einen Zylinder umfasst, in dem ein Kolben translatorisch verschiebbar angeordnet ist, wobei beiderseits des Kolbens im Zylinder zwei Druckräume ausgebildet sind, wobei ein schaltbares Ventilmittel vorhanden ist, um ein Fluid zwischen den beiden Druckräumen überströmen zu lassen oder ein Überströmen zu verhindern, und wobei das Ventilmittel über ein Betätigungsorgan mit einem Schalter in Verbindung steht.
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Das Feder- und/oder Dämpfelement ist dabei bevorzugt eine Gasdruckfeder.
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Eine relative Bewegung zwischen dem Kolben und dem Zylinder ist nach dem Betätigen des Ventilmittels und dem Verschluss eines Überströmkanals durch dasselbe zumindest weitgehend verhindert.
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Der Schalter kann in der Türe angeordnet sein. Er kann im Bereich der Oberseite der Türe angeordnet sein. Bevorzugt umfasst der Schalter einen Druckknopf.
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Das Betätigungsorgan ist gemäß einer bevorzugten Lösung als Bowdenzug ausgebildet.
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An der Türe kann des weiteren mindestens ein Sensorelement angeordnet sein, wobei das Sensorelement mit einer Steuervorrichtung verbunden ist, die ausgebildet ist, beim Empfang eines Signals vom Sensorelement das Ventilmittel zu betätigen. Die Verbindung zwischen der Steuervorrichtung und dem Ventilmittel wird bevorzugt durch ein Betätigungsorgan hergestellt; das Betätigungsorgan kann ein Bowdenzug sein.
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Mit der vorgeschlagenen Lösung wird es möglich, den Ein- und Ausstieg in das bzw. aus dem Fahrzeug zu erleichtern. Die Türe kann per Knopfdruck festgestellt werden, so dass sich der Fahrgast mit Hilfe der Tür aus dem Fahrzeug herausziehen kann.
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Im arretierten Zustand kann die Türe also als Ausstiegshilfe benutzt werden. Außerdem kann die Türe beispielsweise beim Beladen des Fahrzeuges arretiert werden, so dass sie nicht aus Versehen aufgestoßen werden kann.
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Außerdem schützt die weiterbildungsgemäße Hinderniserkennung vor Beschädigungen des Fahrzeugs bzw. seiner Türe, d. h. durch die integrierte Hinderniserkennung vermeidet das System Kollisionen.
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Die Öffnung der Tür kann stufenlos erfolgen.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
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1 in schematischer perspektivischer Darstellung eine Kraftfahrzeugkarosserie, an der eine Fahrzeugtüre schwenkbar angeordnet ist, und
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2 den Schnitt durch ein Feder- und/oder Dämpfelement, das zwischen der Karosserie und der Türe wirksam angeordnet ist.
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In 1 ist schematisch ein Fahrzeug 1 in Form eines Personenkraftwagens angedeutet. Das Fahrzeug 1 hat eine Karosserie 2 an der eine Türe 3 gelenkig gelagert ist. Die Türe 3 kann um eine vertikale Achse A schwenken. Sie weist in bekannter Weise eine Scheibe 18 auf. Damit die relative Verschwenkung zwischen Karosserie 2 und Türe 3 begrenzt wird, ist ein Feder- und/oder Dämpfelement 4 vorhanden, das mit seinen axialen Enden sowohl an der Karosserie 2 als auch an der Türe 3 gelenkig befestigt ist. Das Feder- und/oder Dämpfelement 4 ist als Kolben-Zylinder-System ausgebildet. Demgemäß bestimmt die relative Position des Kolbens 6 (s. 2) im Zylinder 5 die relative Schwenkposition der Türe 3 zur Karosserie 2.
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Bei dem Kolben-Zylinder-System 4 handelt es sich vorliegend um eine Gasdruckfeder. Deren prinzipieller Aufbau geht aus 2 hervor.
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Demgemäß teilt der Kolben 6 den Zylinder 5 in zwei Druckräume 7 und 8. Der Kolben 6 weist (mindestens) einen Überströmkanal 12 auf, über den Fluid – vorliegend also Gas – vom einen Druckraum zum anderen strömen kann. Hierfür ist es aber Voraussetzung, dass ein schaltbares Ventilmittel 9 entsprechend geschaltet ist, um ein Überströmen zu erlauben. Ist dies nicht der Fall, d. h. ist das Ventilmittel 9 gesperrt, liegt der Kolben 6 im Zylinder 5 unverschiebbar fest – abgesehen von der Kompressibilität des Fluids.
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Ist das Ventilmittel 9 geöffnet, kann also die Türe 3 relativ zur Karosserie 2 verschwenkt werden; ist das Ventilmittel 9 geschlossen, ist die Türe 3 relativ zur Karosserie 2 arretiert.
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Die Betätigung des Ventilmittels 9 erfolgt über ein Betätigungsorgan 10 in Form eines Bowdenzugs, der mit einem Schalter 11 verbunden ist, der an der Oberseite 13 der Türe 3 angeordnet ist; zur Betätigung dient ein Druckknopf 14, der Bestandteil des Schalters 11 ist.
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Die Türe 3 kann somit arretiert werden, um sich beispielsweise an ihr aus dem Fahrzeug zu ziehen.
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Die Arretierung kann aber auch auf andere Weise erfolgen: An der Türe 3 ist mindestens ein Sensorelement 15 (ausgebildet beispielsweise als Ultraschallsensor) angeordnet, das detektiert, ob ein störender Gegenstand sich vor der Türe befindet, z. B. ein anderes Fahrzeug. Detektiert das Sensorelement 15 einen solchen Gegenstand, sendet es ein Signal aus, das über eine Verbindungsleitung 19 zu einer Steuervorrichtung 16 geleitet wird. Die Steuervorrichtung 16 ist ausgebildet, in diesem Falle das Ventilmittel 9 zu betätigen, wozu wiederum ein Betätigungsorgan 17 in Form eines Bowdenzugs vorhanden ist. Bei der Betätigung wird das Ventilmittel 9 geschlossen. Demgemäß blockiert die Schwenkbewegung der Türe 3, um eine Kollision mit dem detektierten Gegenstand zu verhindern.
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Die zum Einsatz kommende blockierbare Gasdruckfeder 4 ist stufenlos über den kompletten Hub arretierbar. Durch (axiales) Eindrücken eines Auslösestifts (betätigt über den Bowdenzug 10 bzw. 17) öffnet sich das Ventilmittel 9 im Kolben 6. Das Gas bzw. das Öl kann durch den Überströmkanal 12 im Kolben 6 strömen, die Kolbenstange fährt aus oder lässt sich einschieben. Durch Loslassen des Auslösestifts 20 schließt das Ventilelement 9 selbstständig; die Kolbenstange arretiert in der gewünschten Position. Im blockierten Zustand der Gasdruckfeder 4 können je nach Bauart, Ausschubkraft und Bewegungsrichtung unterschiedlich hohe Blockierkräfte erzielt werden. Dem gegenüber muss der Auslösestift betätigt werden, um die Blockierung zu lösen.
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In beiden Richtungen bleibt die Blockierung starr bis zur mechanischen Festigkeit. Durch den separat angeordneten Gasraum ist eine Ausschubkraft nicht zwingend erforderlich. Mit einer solchen Anordnung ist es also möglich, die Türe 3 stufenlos zu öffnen und zu schließen, sowie an jeder beliebigen Schwenkposition mit einer zur Funktionserfüllung ausreichenden Haltekraft zu arretieren.
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Die Anbindung des Feder- und/oder Dämpfelements 4 auf der Türseite kann über eine Manschette erfolgen; die Anbindung an der Karosserie (A-Säule) des Fahrzeuges kann über eine Kolbenstange erfolgen. Beide Verbindungspunkte müssen dabei drehbar bzw. schwenkbar ausgebildet sein.
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Als Fluid kommt bevorzugt Gas zum Einsatz (pneumatische Lösung). Es ist aber auch möglich, auf Öl zurückzugreifen (hydraulische Lösung).
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Die Gasdruckfeder 4 kann auch mit einem „1-0”-Signal angesteuert werden. Bei der entsprechenden Ansteuerung blockiert die Gasdruckfeder. Es muss also in diesem. Falle ein Knopf zum Arretieren und Lösen der Türe 3 betätigt werden.
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Hat die Türe 3 aufgrund eines detektierten Signals arretiert, das vom Sensorelement 15 erfasst wurde, muss die Türe 3 per Knopfdruck erst wieder gelöst werden, um sie wieder bewegen zu können.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fahrzeug (Personenkraftwagen)
- 2
- Karosserie
- 3
- Türe
- 4
- Feder- und/oder Dämpfelement
- 5
- Zylinder
- 6
- Kolben
- 7
- Druckraum
- 8
- Druckraum
- 9
- schaltbares Ventilmittel
- 10
- Betätigungsorgan (Bowdenzug)
- 11
- Schalter
- 12
- Überströmkanal
- 13
- Oberseite der Türe
- 14
- Druckknopf
- 15
- Sensorelement
- 16
- Steuervorrichtung
- 17
- Betätigungsorgan (Bowdenzug)
- 18
- Scheibe
- 19
- Verbindungsleitung
- 20
- Auslösestift
- A
- Achse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 202004015469 U1 [0008]
- DE 102006040211 A1 [0009]
