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Die Erfindung betrifft eine Kraftfahrzeugtür, mit einem Türflügel mit Antrieb, ferner mit einer Magneteinrichtung als Bestandteil des Antriebs, und mit wenigstens einem dem Türflügel zugeordneten Sensor.
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Eine Kraftfahrzeugtür des eingangs beschriebenen Aufbaus wird beispielhaft in der
DE 10 2007 026 796 A1 beschrieben. Hier geht es um eine Vorrichtung zum Feststellen von geöffneten Türen, Klappen oder dergleichen eines Kraftfahrzeuges. Dabei ist ein Brems- und Halteorgan vorgesehen, welches mit sich relativ zueinander beweglichen Reibflächen ausgerüstet ist. Die Reibflächen weisen aus magnetisierbarem Werkstoff bestehende Reibkörper auf. Außerdem sind die Reibflächen mittels eines geschlossenen magnetischen Flusses durch die Reibkörper in einer Kraftanlagestellung haltbar. Der magnetische Fluss wird mit Hilfe einer ein Magnetfeld erzeugenden bestrombaren Spule erzeugt. Zusätzlich ist ein Sensor realisiert, mit dessen Hilfe die Öffnungsstellung der zugehörigen Tür oder Klappe abgefragt wird.
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Bei der bekannten Lehre weist der Werkstoff der Reibkörper eine reversibel ferromagnetische Eigenschaft auf. Dadurch bleibt der magnetische Fluss auch nach Ausschalten des von der Spule erzeugbaren Magnetfeldes erhalten, lässt sich durch Aufbringen eines magnetischen Gegenfeldes jedoch aufheben. Derartige Reibkörper mit reversibel ferromagnetischen Eigenschaften sind typischerweise kostenaufwendig und hinsichtlich ihrer Funktionssicherheit problematisch. Denn Kraftfahrzeuge und ihre zugehörigen Kraftfahrzeugtüren werden in sämtlichen Klimazonen der Erde eingesetzt, müssen also Temperaturspannen von beispielsweise –40°C bis zu 70°C und noch mehr problemlos beherrschen können. Hier sind bei Reibkörpern mit reversibel ferromagnetischen Eigenschaften unter Ausnutzung der Reversibilität aufgrund des Curie-Effektes Zweifel angebracht. Tatsächlich liegt die Curie-Temperatur bei Ferriten bei ca. 100°C und mehr je nach Werkstoffzusammensetzung, so dass temperaturbedingte Beeinträchtigungen des erzeugten Magnetfeldes zu erwarten sind.
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Bei einem Antrieb für einen Türflügel entsprechend der
US 2006/0156630 A1 ist ein Planetengetriebe vorgesehen, welches mit einer elektromagnetischen Bremse ausgerüstet ist. Mit Hilfe dieser elektromagnetischen Bremse kann die Antriebsbewegung für den Türflügel bedarfsweise gestoppt werden.
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Ferner gehört zum Stand der Technik auch ein Türfeststeller entsprechend der Gebrauchsmusterschrift
DE 20 2008 011 513 U1 . Bei diesem Türfeststeller verläuft der im Feststellbetrieb herrschende Kraftfluss über eine Lösemechanik, die eine trennbare Verbindung und insbesondere eine Magnetverbindung aufweist. Diese Magnetverbindung geht unter anderem auf die magnetische Anziehung zwischen einer Permanentmagnetanordnung und einem der Permanentmagnetanordnung zugeordneten Sitz zurück.
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Die schließlich noch zu berücksichtigende
EP 1 249 637 B1 befasst sich mit einer Vorrichtung zum Dämpfen oder zur Unterdrückung von Schwingungen in einem bewegten System, insbesondere einem Fahrzeug-Antriebsaggregat. Zu diesem Zweck ist eine mit einem magnetorheologischen Fluid gefüllte Kammer vorgesehen, in welcher ein Magnetfeld erzeugt werden kann. Wenigstens ein Teilbereich der Kammer wird von mehreren elektrischen Leitern durchzogen, in denen sich ein Stromfluss erzeugen lässt.
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Der bekannte Stand der Technik kann nicht in allen Aspekten zufriedenstellen. So lassen sich die erzielbaren Dämpfungen und Antriebe nicht an sämtliche denkbaren Funktionszustände problemlos anpassen. Tatsächlich ergibt sich in der Praxis oftmals das Problem, dass die Dämpfung einer Bewegung des Türflügels situationsabhängig erfolgen sollte oder gewünscht wird. Hierfür stehen im Stand der Technik bisher keine überzeugenden Lösungen zur Verfügung.
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Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, eine derartige Kraftfahrzeugtür so weiter zu entwickeln, dass Ihre Dämpfung und gegebenenfalls der Antrieb situationsbezogen geändert und an die tatsächlichen Gegebenheiten angepasst werden kann.
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Zur Lösung dieser technischen Problemstellung ist eine gattungsgemäße Kraftfahrzeugtür im Rahmen der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass die Magneteinrichtung mit einem von zumindest einem Magneten beaufschlagbaren magnetorheologischen und/oder magnetohydrodynamischen Element ausgerüstet ist. Bei einem magnetorheologischen Element handelt es sich um ein flüssiges Element wie beispielsweise eine magnetorheologische Flüssigkeit oder auch einen magnetorheologischen Festkörper, wie beispielsweise ein magnetorheologisches Elastomer. In sämtlichen beschriebenen Fällen basiert die Funktion des magnetorheologischen Elementes auf dem magnetorheologischen Effekt. Dieser magnetorheologische Effekt erklärt sich dadurch, dass magnetisierbare Partikel entlang eines zu- und abschaltbaren und gegebenenfalls in seiner Stärke variierbaren Magnetfeldes ausgerichtet werden. Dadurch kann die Viskosität einer beispielsweise magnetisierbare Partikel enthaltenden Trägerflüssigkeit verändert werden. Als Trägerflüssigkeit können Öle, Ethylenglykol oder auch Wasser Verwendung finden. Die magnetisierbaren Partikel verfügen typischerweise über einen Durchmesser von 1 bis 10 μm und enthalten überwiegend Eisen.
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An Stelle solcher magnetorheologischen Flüssigkeiten können auch magnetorheologische Elastomere zum Einsatz kommen. Diese setzen sich in der Regel aus einer Elastomer-Matrix mit darin dispergierten magnetisierbaren Partikeln zusammen. Bei den fraglichen Elastomeren können die viskoelastischen oder dynamisch-mechanischen Eigenschaften durch Anlegen eines äußeren Magnetfeldes schnell und reversibel verändert werden.
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In jedem Fall arbeitet das magnetorheologische Element regelmäßig als Dämpfungselement einstellbarer Dämpfung. D. h., mit diesem Dämpfungselement einstellbarer Dämpfung respektive erfindungsgemäß dem magnetorheologischen Element kann die Dämpfung des Türflügels mit Hilfe der erfindungsgemäßen Magneteinrichtung bedarfsweise und schnell verändert werden. So ist es denkbar, dass der Magnet in Abhängigkeit von mit Hilfe des Sensors zu überwachenden Funktionszuständen des Türflügels die Dämpfung des Dämpfungselementes variiert. Dabei ist der Sensor zusammen mit dem wenigstens einen Magneten typischerweise an eine Steuereinheit angeschlossen. Die Steuereinheit beaufschlagt nach Maßgabe von Signalen des Sensors bzw. von Sensorsignalen den Magnet entsprechend.
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Bei den zuvor angesprochenen Funktionszuständen des Türflügels kann es sich beispielsweise um seine Geschwindigkeit, seine Beschleunigung, etwaige Endanschläge, die Außentemperatur etc. handeln. Jedenfalls gibt der Sensor zuverlässig Auskunft dahingehend, in welchem Funktionszustand oder auch Bewegungszustand sich der Türflügel aktuell befindet. So kann beispielsweise eine große Geschwindigkeit beim Zuschlagen des Türflügels darauf hindeuten, dass ein Bediener oder Benutzer den betreffenden Türflügel mit übermäßiger Kraft beaufschlagt. Damit in diesem Zusammenhang dass Türgummi nicht zu stark belastet wird respektive andere denkbare Schäden entstehen oder entstehen können und insbesondere die Geräuschkulisse möglichst niedrig eingestellt wird, arbeitet nun die Erfindung derart, dass eine entsprechende Geschwindigkeit beim Schließen des Türflügels dazu korrespondiert, dass die Steuereinheit das magnetorheologische Element über den Magneten derart beaufschlagt, dass der Türflügel eine hohe Dämpfung erfährt. Dadurch wird gleichsam ein sanftes Zuschlagen des Türflügels erreicht, ohne dass der Benutzer dies zuvor aktiv gewollt oder beabsichtigt hat. In ähnlicher Weise kann auch vorgegangen werden, wenn der Türflügel beispielsweise unbeabsichtigt mit hoher Geschwindigkeit ins Schloss zu fallen droht, beispielsweise beim Abstellen eines zugehörigen Kraftfahrzeuges an einer Gefällestrecke. Auch in diesem Fall interpretiert die Steuereinheit entsprechende Signale des Sensors zur Geschwindigkeit des Türflügels dahingehend, dass der Türflügel mit erhöhter Dämpfung abgebremst werden muss.
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In diesem Zusammenhang ist es sogar zusätzlich noch denkbar, dass die am Türflügel jeweils angreifende Dämpfungskraft über den Schließweg des Türflügels gesehen variiert wird, beispielsweise anfänglich hoch ist und dann verringert wird, um auf jeden Fall ein Schließen des Türflügels zu gewährleisten.
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In diesem Kontext hat es sich besonders bewährt, wenn die Magneteinrichtung mit dem von zumindest einem Magneten beaufschlagbaren magnetorheologischen bzw. magnetohydrodynamischen Element jeweils unmittelbar dem Türflügel zugeordnet ist. Hier hat sich eine Anbringung der Magneteinrichtung im Bereich einer Scharnierachse oder auch direkt im Innern eines Scharniers als günstig erwiesen, mit dessen Hilfe der Türflügel an eine zugehörige Kraftfahrzeugkarosserie gelenkig angeschlossen ist. Selbstverständlich sind auch andere Positionen denkbar, beispielsweise im Bereich des Türschlosses oder in bzw. in der Nähe eines Schließbolzen. Im Regelfall ist die Magneteinrichtung jedoch in die Scharnierachse integriert bzw. an die Scharnierachse mechanisch angebunden, um unmittelbar die zuvor beschriebenen und erforderlichen Dämpfungskräfte auf den Türflügel bei Bedarf ausüben zu können.
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Alternativ oder zusätzlich zu dem beschriebenen magnetorheologischen Element kann auch ein magnetohydrodynamisches Element als Bestandteil der Magneteinrichtung zum Einsatz kommen. Ein solches magnetohydrodynamisches Element zeichnet sich dadurch aus, dass durch ein anliegendes Magnetfeld beispielsweise ein Strom einer Flüssigkeit erzeugt wird. Für diesen Flüssigkeitsstrom werden keine mechanischen Elemente benötigt, so dass der damit realisierte Antrieb praktisch geräuschlos arbeitet. Im Kern wird die fragliche Flüssigkeit durch die aufgebauten elektromagnetischen Kräfte in Bewegung gesetzt. Dabei kann entweder eine Rückstoßkraft direkt für einen Antrieb genutzt werden oder auch die beispielsweise aus einer Düse austretender Flüssigkeit. In jedem Fall fungiert das magnetohydrodynamische Element in diesem Zusammenhang als Antriebselement für den Türflügel.
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Wie im Fall des zuvor bereits beschriebenen magnetorheologischen Elementes bzw. des Dämpfungselementes ist auch bei dem magnetohydrodynamischen Element bzw. Antriebselement ein Magnet vorgesehen, welcher je nach Signalen des Sensors von der Steuereinheit entsprechend beaufschlagt wird und folglich für den Antrieb oder Nichtantrieb sorgt bzw. die resultierende Antriebskraft in ihrer Stärke variiert. Das geschieht erneut nach Maßgabe von Sensorsignalen, mit deren Hilfe die Steuereinheit den Magnet ansteuert. Dabei liegt es im Rahmen der Erfindung, unterschiedliche Funktionszustände des Türflügels mit Hilfe des Sensors zu überwachen und das magnetohydrodynamische Element als Antriebselement für den Türflügel entsprechend anzusteuern.
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So ist es in diesem Kontext beispielsweise denkbar, dass ein nicht ausreichend von einem Bediener in Schließrichtung beaufschlagter Türflügel zusätzlich mit Hilfe des magnetohydrodynamischen Antriebes beaufschlagt wird, um seine geschlossene Position gegenüber der Kraftfahrzeugkarosserie zu erreichen und einnehmen zu können. In diesem Fall werden erneut unterschiedliche Funktionszustände des Türflügels abgefragt, wie beispielsweise seine Geschwindigkeit, die Beschleunigung, etwaige Endanschläge oder auch die Außentemperatur. Die Endanschläge spielen beim Antrieb natürlich insofern eine Rolle, als beispielsweise ein Endanschlag für die öffnende Bewegung des Türflügels dafür sorgt oder sorgen muss, dass der magnetohydrodynamische Antrieb bzw. das magnetohydrodynamische Element entsprechend angehalten wird.
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Darüber hinaus besteht generell die Möglichkeit, als Funktionszustände des Türflügels alternativ oder zusätzlich Schlossfunktionszustände eines dem Türflügel zugeordneten Türschlosses abzubilden. Das kann wie bereits beschrieben mit Hilfe des Dämpfungselementes bzw. des Antriebselementes erfolgen. So lassen sich generell Schlossfunktionszustände wie beispielsweise eine Vorraststellung, eine Diebstahlsicherungsstellung, eine Kindersicherungsstellung oder vergleichbare Sicherungsstellungen mit Hilfe des Dämpfungselementes und/oder des Antriebselementes am Türflügel realisieren und umsetzen. Beispielsweise kann das Dämpfungselement dafür sorgen, dass der Türflügel bei einer schließenden Bewegung seitens eines Benutzers bis in eine Vorraststellung bewegt wird und dann mit Hilfe des Dämpfungselementes festgehalten respektive abgebremst wird. In dieser Vorraststellung sorgt typischerweise ein Zuziehantrieb dafür, dass der Türflügel in die Hauptraststellung überführt wird.
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Grundsätzlich kann mit Hilfe des Dämpfungselementes beispielsweise auch eine Kindersicherungsstellung abgebildet werden. In diesem Fall ist zusätzlich ein Sensor vorgesehen, welcher eine Beaufschlagung einer Innenhandhabe an beispielsweise einer hinteren Kraftfahrzeug-Seitentür erfasst. Sobald eine solche Beaufschlagung detektiert wird, sorgt das in diesem Fall blockierte bzw. abgebremste Dämpfungselement dafür, dass die betreffende hintere Seitentür zur Definition der Kindersicherungsstellung nicht geöffnet werden kann. Erst wenn an der betreffenden Seitentür eine Außenhandhabe betätigt wird, gibt das Dämpfungselement den zugehörigen Türflügel frei. In ähnlicher Weise können auch Diebstahlsicherungsfunktionen mit Hilfe des Dämpfungselementes abgebildet werden.
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Das Antriebselement mag in diesem Zusammenhang als Türöffnungsantrieb fungieren oder auch dazu genutzt werden, dass der Türflügel gegenüber der Kraftfahrzeugkarosserie bei einem Öffnungsvorgang zunächst ausgestellt wird und dann der weitere Öffnungsvorgang manuell von dem Bediener oder Benutzer vorgenommen wird. Grundsätzlich kann das mit Hilfe des magnetohydrodynamischen Elementes realisierte Antriebselement natürlich auch unterstützend zu dem Dämpfungselement bedarfsweise arbeiten, beispielsweise dann, wenn der Türflügel aktiv in die Vorraststellung überführt werden soll. In diesem Fall arbeitet das magnetohydrodynamische Element als Antriebselement auf den Türflügel, wobei der Türflügel erneut bei Erreichen der Vorraststellung mit Hilfe des Dämpfungselementes abgebremst wird.
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Insgesamt eröffnet die Erfindung mit der speziellen Magneteinrichtung die Möglichkeit, mit praktisch frei programmierbarer Dämpfung und/oder einem frei programmierbaren Antrieb den Türflügel zu beaufschlagen. Dadurch können etwaige Endanschläge für den Türflügel wahlweise vorgegeben und verändert werden. Beispielsweise lassen sich die Endanschläge an die tatsächlichen Gegebenheiten in einer (Tief-)Garage, beim Ein- und Aussteigen etc. anpassen. Darüber hinaus ist es mithilfe der erfindungsgemäß ausgelegten Magneteinrichtung möglich, den Türflügel im Sinne einer Regelung zu dämpfen, respektive bedarfsweise anzutreiben. Auf diese Weise kann die Dämpfung bzw. der Antrieb des Türflügels benutzerspezifisch erfolgen. Das heißt, je nach Benutzer und dessen Handhabung des Türflügels werden entsprechende benutzerspezifische Schwellwerte gesetzt und in der Steuereinheit abgelegt.
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Beispielsweise mag Benutzer A den Türflügel üblicherweise mit großer Geschwindigkeit zuschlagen, so dass in diesem Fall das Dämpfungselement erst bei Überschreiten einer entsprechend großen Geschwindigkeit des Türflügels dämpfend eingreift. Demgegenüber tendiert Benutzer B dazu, den Türflügel sanft zu schließen, sodass der zuvor angesprochene Schwellwert überhaupt nicht erreicht wird. Gleichwohl ist oftmals dennoch eine Dämpfung erwünscht. Das erreicht die Erfindung dadurch, dass ein benutzerspezifischer Schwellwert für beispielsweise die Schließgeschwindigkeit des Türflügels in der Steuereinheit abgelegt wird. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, das Dämpfungselement im Sinne einer Regelung so zu beaufschlagen, dass der Türflügel in sämtlichen geschilderten Beispielfällen mit einer durch die Dämpfung geregelten Geschwindigkeit in das zugehörige Schloss einfällt. – Gegenstand der Erfindung ist auch ein Arbeitsverfahren zur Beaufschlagung des Türflügels in beschriebenem Sinne. Das Arbeitsverfahren wird in den Ansprüchen 8 bis 10 näher erläutert.
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Im Ergebnis wird eine Kraftfahrzeugtür inklusive zugehörigem Arbeitsverfahren zur Verfügung gestellt, welches die Möglichkeit eröffnet, praktisch sämtliche in der Praxis auftretenden Funktionszustände des Türflügels entsprechend abbilden und beeinflussen zu können. Außerdem können darüber hinaus noch zusätzlich Schlossfunktionen bzw. Schlossfunktionszustände des dem Türflügel zugeordneten Türschlosses realisiert werden. Das alles gelingt auf frappierend einfache Art und Weise durch eine spezielle Magneteinrichtung, die sich aus einem Magneten und einem von dem Magneten beaufschlagbaren magnetorheologischen und/oder magnetohydrodynamischen Element im Wesentlichen zusammensetzt. Beide grundsätzlichen Elemente arbeiten berührungslos und sind folglich für die beschriebenen Anwendungszwecke prädestiniert. Die jeweilige Dämpfungskraft bzw. Antriebskraft lässt sich einzig und allein mithilfe des vom Magneten erzeugten Magnetfeldes einstellen. Entsprechende Vorgaben kommen von der Steuereinheit, die ihrerseits auf Signale zumindest eines Sensors oder auch von mehreren Sensoren reagiert.
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Bei dem Sensor kann es sich vorteilhaft um einen Drehwinkelsensor bzw. Drehwinkelgeber handeln. Dieser arbeitet im einfachsten Fall derart, dass mit seiner Hilfe ein vom Türflügel gegenüber der Kraftfahrzeugkarosserie absolvierter oder eingenommener Öffnungswinkel oder Schließwinkel erfasst wird. Auch Geschwindigkeiten bzw. Beschleunigungen des Türflügels gegenüber der Kraftfahrzeugkarosserie können auf diese Weise erfasst und in der Steuereinheit in entsprechende Stellbewegungen für das magnetorheologische bzw. magnetohydrodynamische Element umgesetzt werden.
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Grundsätzlich kann es sich bei dem Sensor natürlich alternativ oder zusätzlich ganz simpel um einen Schalter handeln, mit dessen Hilfe beispielsweise das Dämpfungselement von einem Bediener in einer gewünschten Position des Türflügels und damit der Türflügel festgesetzt wird. Daneben besteht im Rahmen der Erfindung die Möglichkeit, beispielsweise die Geschwindigkeit des Türflügels oder auch andere Funktionszustände im Sinne einer Regelung durch die Steuereinheit zu beeinflussen bzw. vorzugeben.
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So ist es beispielsweise denkbar, dass der jeweilige Schließvorgang des Türflügels – ungeachtet dessen, ob dieser nun manuell oder motorisch erfolgt – kurz vor dem Erreichen einer Schließposition gegenüber der Kraftfahrzeugkarosserie einen zuvor festgelegten und vorgegebenen Geschwindigkeitsverlauf aufweist. Dabei wird beispielsweise jeweils die Position des Türflügels mithilfe des Drehwinkelsensors bzw. Drehwinkelgebers erfasst und auch seine Geschwindigkeit. Die Steuereinheit sorgt nun durch entsprechende Beaufschlagung des Dämpfungselementes dafür, dass die Geschwindigkeit des Türflügels bei dem beschriebenen Schließvorgang in einem zuvor festgelegten Korridor im Sinne einer Regelung und im Zuge eines Soll-/Istwert-Vergleiches der jeweiligen Geschwindigkeit verbleibt. Dadurch lassen sich definierte Schließvorgänge realisieren, was insbesondere im Hinblick auf eine mechanische Belastung sämtlicher Teile und auch mit Blick auf etwaige akustische Störungen besonders vorteilhaft ist. Hierin sind die wesentlichen Vorteile zu sehen.
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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 die erfindungsgemäße Kraftfahrzeugtür schematisch und auszugsweise,
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2 die Magneteinrichtung im Detail sowie
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3 die Kraftfahrzeugtür nach den 1 und 2 in verschiedenen Funktionszuständen.
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In den Figuren ist eine Kraftfahrzeugtür dargestellt, die mit einem Türflügel 1 ausgerüstet ist, welcher sich um eine Scharnierachse 3 gegenüber einer Kraftfahrzeugkarosserie 2 in der in 3 angegebenen Art und Weise verschwenken lässt. Dabei wird jeweils ein Schwenkwinkel α überstrichen. Der Schwenkwinkel α markiert den maximalen Schwenkbereich des Türflügels 1. Dazu kann die öffnungsendseitige Position des Türflügels 1 mit einem Endanschlag ausgerüstet sein, der von einer nachfolgend noch näher im Detail zu beschreibenden Magneteinrichtung 4 vorgegeben wird.
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Neben dem bereits besprochenen Schwenkwinkel α bzw. dem zugehörigen Schwenkbereich zeigt die 3 zusätzlich noch einen Bremsbereich mit zugehörigem Bremswinkel β. Außerdem ist ein Zuzieh-/Öffnungsbereich mit zugehörigem Zuzieh-/Öffnungswinkel γ dargestellt. Der Zuzieh-/Öffnungswinkel γ mag zu Winkeln bis ca. 20° gegenüber der Kraftfahrzeugkarosserie 2 korrespondieren. Der an den Zuzieh-/Öffnungswinkel γ anschließende Bremswinkel β kann Werte von ca. 50° bis 70° annehmen. Dadurch werden insgesamt Schwenkwinkel α im Maximum bis in etwa 90° beobachtet, was selbstverständlich insgesamt nur beispielhaft und nicht einschränkend zu verstehen ist.
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Eine vergleichende Betrachtung der 1 und 2 macht deutlich, dass die Kraftfahrzeugtür neben dem Türflügel 1 zusätzlich mit der Magneteinrichtung 4 ausgerüstet ist. Die Magneteinrichtung 4 ist vorliegend als Bestandteil eines nicht näher dargestellten Antriebes ausgelegt bzw. kann die Funktion dieses Antriebes übernehmen. Darüber hinaus ist die Magneteinrichtung 4 in der Lage, die Funktion eines Dämpfungselementes zur Dämpfung der Bewegung des Türflügels 1 auszufüllen. Schließlich kann die Magneteinrichtung 4 auch einen oder mehrere Endanschläge zur Verfügung stellen.
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Zu diesem Zweck ist die Magneteinrichtung 4 zunächst einmal mit wenigstens einem Magneten 5 ausgerüstet. Ausweislich der 2 handelt es sich bei dem Magneten 5 um eine Ringspule 5, welche eine Kammer 6 umgibt. Im Inneren dieser Kammer 6 ist vorliegend eine magnetorheologische Flüssigkeit 7 eingeschlossen. Anstelle der magnetorheologischen Flüssigkeit 7 kann aber auch ein magnetorheologisches Elastomer in der fraglichen Kammer 6 platziert werden.
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Die Kammer 6 wird von einer Achse 8 bzw. einer entsprechenden Welle 8 durchdrungen. Die Welle 8 ist im Ausführungsbeispiel mechanisch mit dem Türflügel 1 verbunden und vollführt je nach Bewegung des Türflügels 1 in schließendem oder öffnendem Sinne gegenüber der Kraftfahrzeugkarosserie 2 entsprechende Drehbewegungen im Uhrzeigersinn oder im Gegenuhrzeigersinn. Als Folge hiervon rotieren an die Welle bzw. Achse 8 angeschlossene Paddel 9 im Inneren der Kammer 6 im Uhrzeigersinn oder im Gegenuhrzeigersinn gegenüber der ortsfesten Kammer 6. Je nach Viskosität der magnetorheologischen Flüssigkeit 7 im Inneren der Kammer 6 wird die Drehbewegung der Welle 8 entsprechend gedämpft und kann bei einem großen seitens des Magneten 5 erzeugten Magnetfeld sogar gänzlich angehalten werden. In diesem Fall wird der Türflügel 1 festgesetzt. Dazu kann beispielsweise ein Endanschlag korrespondieren.
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Anhand der 2 erkennt man, dass der die Kammer 6 gleichsam ringförmig umschließende (Ring-)Magnet 5 bzw. die entsprechend ausgelegte Spule oder Ringspule 5 Magnetfeldlinien erzeugt, die im Wesentlichen in axialer Richtung im Vergleich zur Achse oder Welle 8 verlaufen. Das deuten entsprechende Pfeile in der 2 an. Entlang dieser Magnetfeldlinien werden bei entsprechend anliegendem Magnetfeld die im Inneren der magnetorheologischen Flüssigkeit 7 befindlichen Partikel ausgerichtet. Dadurch steigt die Viskosität der magnetorheologischen Flüssigkeit 7 an und die Paddel 9 lassen sich mehr oder minder schwer bewegen. Die Welle respektive Achse 8 erfährt eine entsprechende Dämpfung und zugleich mit ihr der Türflügel 1.
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Dazu mag die gesamte in der 2 dargestellte Magneteinrichtung 4 in eine Scharnierachse bzw. das Scharnier 3 des Türflügels 1 integriert sein. Wie bereits erläutert, folgt die Welle 8 den Drehbewegungen des Türflügels 1 gegenüber der Kraftfahrzeugkarosserie 2 unter Berücksichtigung des Schwenkwinkels α. Demgegenüber sind sowohl der Magnet 5 als auch die von dem Magnet 5 umschlossene Kammer 6 ortsfest ausgelegt. Im Ausführungsbeispiel ist die Welle 8 unter Zwischenschaltung entsprechender Ringdichtungen oder Drehdurchführungen 10 durch die mit der magnetorheologischen Flüssigkeit 7 gefüllte Kammer 6 hindurchgeführt.
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Zusätzlich erkennt man noch einen Sensor 11 und eine Steuereinheit 12, die schematisch in der 1 angedeutet sind. Der Sensor 11 ist vorliegend an die Welle 8 angeschlossen und als Drehwinkelsensor bzw. Drehwinkelgeber ausgebildet. Auf diese Weise kann der Sensor 11 die jeweilige Position des Türflügels 1 – beispielsweise ausgedrückt durch den Schwenkwinkel α – an die angeschlossene Steuereinheit 12 übermitteln. Außerdem kann die Steuereinheit 12 aus entsprechenden Positionsänderungen in Verbindung mit der überstrichenen Zeit auf die Geschwindigkeit des Türflügels 1 Rückschlüsse ziehen. Je nach beispielsweise der ermittelten Geschwindigkeit des Türflügels 1 gegenüber der Kraftfahrzeugkarosserie 2 kann dann die Steuereinheit 12 die Magneteinrichtung 4 bzw. den dortigen Magneten 5 entsprechend beaufschlagen. Das heißt, die Steuereinheit 12 steuert nach Maßgabe von Signalen des Sensors 11 bzw. nach Maßgabe entsprechender Sensorsignale den Magneten 5 entsprechend an.
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Im Ausführungsbeispiel ist das magnetorheologische Element 7 als Dämpfungselement einstellbarer Dämpfung ausgebildet. Anstelle des magnetorheologischen Elementes 7 kann alternativ oder zusätzlich auch ein magnetohydrodynamisches Element an dieser Stelle zum Einsatz kommen, was im Detail jedoch nicht dargestellt ist.
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Tatsächlich variiert das magnetorheologische Element bzw. Dämpfungselement 7 je nach von mithilfe des Sensors 11 zu überwachenden Funktionszuständen des Türflügels 1 seine Dämpfung entsprechend. Erfasst der Sensor 11 beispielsweise eine Schließbewegung des Türflügels 1 mit hoher Geschwindigkeit, so sorgt die von dem Sensor 11 mit entsprechenden Sensorsignalen gespeiste Steuereinheit 12 ausgangsseitig dafür, dass der Magnet 5 beispielsweise mit einem hohen Magnetfeld beaufschlagt wird. Als Folge hiervon verfügt die magnetorheologische Flüssigkeit 7 bzw. das entsprechende magnetorheologische Element 7 über eine hohe Viskosität und folglich große Dämpfung, mit welcher der Türflügel 1 bei dem beschriebenen Szenario abgebremst wird. Je nach Annäherung des Türflügels 1 an die Kraftfahrzeugkarosserie 2 bzw. je nach Bremswinkel β und Annäherung an den Zuzieh-/Öffnungswinkel γ kann dann sogar die Dämpfung variiert werden, indem die Steuereinheit 12 den Magneten 5 im Beispielfall weniger bestromt.
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Hier ist es sogar denkbar, dass der Türflügel 1 innerhalb des Bremswinkels β eine geregelte Geschwindigkeit gegenüber der Kraftfahrzeugkarosserie 2 aufweist, so dass der im Ausführungsbeispiel innerhalb des Zuzieh-/Öffnungswinkels γ wirkende Zuziehantrieb den Türflügel 1 optimal ergreifen und zuziehen kann. Etwaige mechanische Beschädigungen einer entsprechend gestalteten Zuziehhilfe sind folglich nicht zu erwarten. – Anstelle der Geschwindigkeit des Türflügels 1 können natürlich auch andere Funktionszustände des Türflügels 1 mit Hilfe des Sensors 11 erfasst und ausgewertet werden. Hierzu gehört beispielsweise eine Beschleunigung des Türflügels 1, eine Bewegungsrichtung des Türflügels 1 usw.. Außerdem lassen sich auf diese Weise variable Endanschläge des Türflügels 1 realisieren.
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Erreicht beispielsweise der Türflügel 1 seinen maximalen Öffnungswinkel bzw. Schwenkwinkel α, so kann das entsprechende Signal des Sensors 11 von der Steuereinheit 12 dahingehend umgesetzt werden, dass die Magneteinrichtung 4 bzw. das magnetorheologische Element respektive Dämpfungselement 7 derart beaufschlagt wird, dass der Türflügel 1 eine einem Endanschlag entsprechende Blockade erfährt.
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Daneben ist es auch möglich, mithilfe eines weiteren und nicht gezeigten Sensors die jeweilige Außentemperatur zu erfassen. Auch die Signale dieses Temperatursensors werden in der Steuereinheit 12 verarbeitet. Hierbei trägt die Erfindung dem Umstand Rechnung, dass sich die Viskosität der magnetorheologischen Flüssigkeit 7 und folglich auch des magnetorheologischen Elementes 7 temperaturabhängig ändert. Grundsätzlich gilt, dass mit abnehmender Temperatur die Viskosität ansteigt, sodass als Folge hiervon bei beispielsweise niedrigen Temperaturen tendenziell mit geringeren Magnetfeldern des Magneten 5 gearbeitet werden kann, um vergleichbare Viskositäten beim beschriebenen Dämpfungsvorgang des Türflügels 1 zur Verfügung zu stellen. Jedenfalls kann auch die Außentemperatur erfindungsgemäß in den beschriebenen Dämpfungs- ebenso wie einen nicht dargestellten Antriebsprozess unter Rückgriff auf das magnetohydrodynamische Element Berücksichtigung finden.
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Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, die Magneteinrichtung 4 zu nutzen, um alternativ oder zusätzlich Schlossfunktionszustände eines dem Türflügel 1 zugeordneten Türschlosses 13 zu berücksichtigen oder abzubilden. Tatsächlich kann das fragliche Türschloss 13 beispielsweise eine Funktionsstellung im Sinne einer Vorraststellung, einer Diebstahlsicherungsstellung oder Kindersicherungsstellung einnehmen. Im Rahmen der Erfindung ist es nun möglich, beispielsweise die Vorraststellung dadurch abzubilden, dass der Türflügel 1 mithilfe des magnetorheologischen Elementes bzw. Dämpfungselementes 7 exakt in dieser Vorraststellung abgebremst wird, die zu einem bestimmten Bremswinkel β korrespondieren mag. Jenseits dieses Bremswinkels β (im Bereich des Zuzieh-/Öffnungswinkels γ) wird der Türflügel 1 im Beispielfall von der Zuziehhilfe in die Kraftfahrzeugkarosserie bzw. in seine Schließstellung weiter verbracht. In vergleichbarer Weise können auch eine Diebstahlsicherungsstellung oder auch Kindersicherungsstellungen sowie andere Sicherungsstellungen des Türflügels 1 bzw. des Türschlosses 13 mit Hilfe des Dämpfungselementes 4 umgesetzt werden.
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Beispielsweise kann das in Hauptraststellung befindliche Türschloss 13 bzw. der Türflügel 1 zusätzlich mit Hilfe des Dämpfungselementes 4 festgehalten bzw. so blockiert werden, dass sich der Türflügel 1 nicht öffnen lässt. Hierdurch lässt sich u. a. eine Kindersicherungsfunktion ohne Kindersicherungseinrichtung realisieren. Dabei wird die Beaufschlagung eines Innenbetätigungshebels beispielsweise nicht in die gewünschte Öffnung des Türflügels 1 umgesetzt, solange das Dämpfungselement 4 den Türflügel 1 blockiert. Erst wenn ein Fahrzeugbenutzter durch beispielsweise eine Schalterbetätigung das Dämpfungselement 4 freigibt und damit im Beispielfall die ”simulierte” Kindersicherungseinrichtung ausschaltet, kann der Türflügel 1 auch von innen her geöffnet werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102007026796 A1 [0002]
- US 2006/0156630 A1 [0004]
- DE 202008011513 U1 [0005]
- EP 1249637 B1 [0006]
