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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Türgriffsystem, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem Lagerbügel und einem Griffteil, welches mit dem Lagerbügel gekoppelt ist.
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Derartige Türgriffsysteme sind grundsätzlich bekannt und werden beispielsweise in Kraftfahrzeugen eingesetzt, um das Türschloss einer Fahrzeugtür zu öffnen. Hierzu zieht der Fahrer an dem Griffteil, wodurch das Griffteil relativ zu dem Lagerbügel bewegt wird, üblicherweise verschwenkt wird. Durch die Verschwenkung des Griffteils wird über einen Bowdenzug eine Sperrklinke des Türschlosses aus einer Sperrstellung in eine Freigabestellung gebracht und eine Drehfalle des Türschlosses freigegeben, sodass die Tür geöffnet werden kann. Das Türgriffsystem ist mit anderen Worten mechanisch mit dem Türschloss verbunden. Das Ziehen an dem Griffteil zur Öffnung des Türschlosses erfordert daher einen vergleichsweise hohen Kraftaufwand des Benutzers.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Türgriffsystem zu schaffen, welches eine komfortablere Öffnung eines Türschlosses ermöglicht.
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Die Aufgabe wird gelöst durch ein Türgriffsystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und insbesondere dadurch, dass ein kapazitiver Sensor vorgesehen ist, welcher zwischen das Griffteil und den Lagerbügel geschaltet ist, um eine Bewegung des Griffteils relativ zum Lagerbügel zu detektieren.
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Der Erfindung liegt der allgemeine Gedanke zugrunde, die Bewegung des Griffteils mittels eines Sensors zu detektieren, um hierdurch zu ermitteln, dass der Benutzer ein dem Türgriffsystem zugeordnetes Türschloss öffnen möchte. Die Verwendung eines kapazitiven Sensors hat dabei den besonderen Vorteil, dass auch minimale Bewegungen des Griffteils relativ zum Lagerbügel detektiert werden können bis hin zu einer bloßen Deformation des Griffteils, insbesondere im Bereich des Sensors. Wird aus der Bewegung des Griffteils ein Öffnungswunsch erkannt, gibt der Sensor ein entsprechendes Öffnungssignal aus, welches beispielsweise einen Elektromotor des Türschlosses veranlasst, das Türschloss zu öffnen. Das Türgriffsystem ist mit anderen Worten nicht mechanisch, sondern vielmehr elektrisch mit dem Türschloss verbunden. Durch die mechanische Entkopplung von Türgriffsystem und Türschloss braucht der Benutzer nicht die zur Öffnung des Türschlosses erforderliche Kraft aufzubringen, vielmehr wird diese durch den Elektromotor des Türschlosses bereitgestellt. Dagegen kann die Zugkraft, welche von dem Benutzer zur Bewegung des Griffteils aufgebracht werden muss, frei und insbesondere auf einen deutlich geringeren Wert als bei einer herkömmlichen mechanischen Verbindung von Türgriffsystem und Türschloss eingestellt werden.
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Vorteilhafte Ausführungsformen sind den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen.
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Gemäß einer Ausführungsform handelt es sich um ein Türgriffsystem für ein Kraftfahrzeug. Ein solches Kraftfahrzeug kann insbesondere ein Personenkraftwagen (PKW) oder ein Lastkraftwagen (LKW) sein. Der Lagerbügel ist dabei so ausgestaltet, dass er in der zugeordneten Tür des Kraftfahrzeugs fest verankerbar ist.
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Gemäß einer Ausführungsform ist das Griffteil beweglich mit dem Lagerbügel gekoppelt, insbesondere im Bereich seines einen Endes verschwenkbar an dem Lagerbügel angelenkt. Die Lagerung kann beispielsweise durch einen hakenförmigen Abschnitt erfolgen, welcher an dem Griffteil ausgeformt ist und in eine hakenförmige Aussparung des Lagerbügels eingreift. Das andere Ende des Griffteils kann über den kapazitiven Sensor mit dem Lagerbügel verbunden sein. So kann das Türgriffsystem auf einfache Weise im Automobilbereich übliche Türgriffsysteme ersetzen, ohne dass sich der Benutzer bezüglich der Kinematik umgewöhnen muss.
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Alternativ kann das Griffteil an seiner langen Seite schwenkbar gelagert sein. Grundsätzlich kann das Griffteil auch linear verschiebbar an dem Lagerbügel gelagert sein. Es sind folglich verschiedene kinematische Konzepte bezüglich der Bewegung des Griffteils denkbar. Bei all diesen Konzepten kann mittels des kapazitiven Sensors eine Bewegung des Griffteils detektiert werden.
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Der kapazitive Sensor kann eine erste Elektrode und eine dazu beabstandete zweite Elektrode umfassen, wobei die erste Elektrode mit dem Griffteil gekoppelt ist und die zweite Elektrode mit dem Lagerbügel gekoppelt ist, sodass sich der Abstand zwischen den Elektroden bei einer Bewegung des Griffteils verändert. Die erste Elektrode kann mit dem Griffteil unmittelbar oder mittelbar mechanisch verbunden sein. Dementsprechend kann die zweite Elektrode mit dem Lagerbügel unmittelbar oder mittelbar mechanisch verbunden sein. Insbesondere kann die mechanische Verbindung zwischen dem Griffteil und der ersten Elektrode starr sein, sodass eine Bewegung des Griffteils direkt eine Bewegung und/oder Deformation der ersten Elektrode verursacht. So ist eine Detektion einer Bewegung des Griffteils auf zuverlässige Art und Weise möglich.
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Vorzugsweise umfasst der kapazitive Sensor ein zumindest teilweise elastisch verformbares Trägerelement. An diesem können die erste Elektrode und die zweite Elektrode zueinander beabstandet angebracht sein. Das Trägerelement ist insbesondere vollständig aus einem elastisch verformbaren Material ausgebildet. Das Material umfasst vorzugsweise ein Elastomer. Insbesondere kann das gesamte Trägerelement aus Elastomer hergestellt sein. Zusätzlich oder alternativ kann das Trägerelement aufgrund seiner Formgebung elastisch ausgebildet sein. Dies hat den Vorteil, dass der Abstand der Elektroden reversibel veränderbar ist.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform definiert das elastisch verformbare Trägerelement eine Kavität, wobei die erste Elektrode an einer die Kavität begrenzenden ersten Fläche des Trägerelements angeordnet ist und die zweite Elektrode an einer der ersten Fläche gegenüberliegenden zweiten Fläche angeordnet ist. Insbesondere sind die erste Fläche und die zweite Fläche parallel zueinander ausgerichtet. Die Kavität kann mit Luft oder einem anderen Gas gefüllt sein.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das elastisch verformbare Trägerelement direkt mit dem Griffteil und/oder dem Lagerbügel verbunden. Direkt bedeutet hier, dass ein möglicher Kraftfluss unmittelbar von dem Trägerelement auf das Griffteil und/oder den Lagerbügel übertragbar ist. Die Verbindung kann beispielsweise mittels eines Fixiermittels, z.B. einer Schraube, hergestellt sein. Die Verbindung kann alternativ oder zusätzlich stoffschlüssig, beispielsweise durch eine Klebeverbindung, hergestellt sein. Das Trägerelement kann auf die gleiche Weise mit dem Griffteil und dem Lagerbügel verbunden sein. Es ist aber auch möglich, dass unterschiedliche Verbindungsarten für die Verbindung des Trägerelements mit dem Griffteil einerseits und für die Verbindung des Trägerelements und dem Lagerbügel andererseits verwendet werden.
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Das elastisch verformbare Trägerelement kann, wenn das Griffteil schwenkbar mit dem Lagerbügel gekoppelt ist, in einer senkrecht zu einer Schwenkachse liegenden Schnittebene einen C-förmigen Querschnitt aufweisen. Ferner kann das elastisch verformbare Trägerelement, wenn das Griffteil linear verschiebbar mit dem Lagerbügel gekoppelt ist, in einer parallel zu der linearen Bewegungsrichtung des Griffteils liegenden Schnittebene einen C-förmigen Querschnitt aufweisen. In anderen Worten kann das elastisch verformbare Trägerelement zwei, insbesondere zumindest annährend gleich lange, Schenkel aufweisen, welche über einen Verbindungsabschnitt miteinander verbunden sind. Dies hat den Vorteil, dass sich das elastisch verformbare Trägerelement ohne großen Kraftaufwand verformen und ein Abstand zwischen den Schenkeln verändern lässt.
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Das elastisch verformbare Trägerelement kann bezüglich der Schwenkachse oder einem ersten Ende des Griffteils so angeordnet sein, dass die Schenkel des Trägerelements in eine Richtung ausgerichtet sind, welche von der Schwenkachse oder dem ersten Ende des Griffteils wegweist.
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Gemäß einer Ausführungsform sind die erste Elektrode und die zweite Elektrode jeweils in einem äußeren, von der Schwenkachse oder dem ersten Ende des Griffteils entfernten Endbereich des elastisch verformbaren Trägerelements angeordnet. Insbesondere sind die erste Elektrode und die zweite Elektrode in einem äußeren, von dem Verbindungsabschnitt entfernten Bereich der Schenkel angeordnet.
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Das elastisch verformbare Trägerelement kann gemäß einer Ausführungsform einen vordefinierten Deformationsbereich aufweisen, welcher vorzugsweise in einem der Schenkel definiert ist. Insbesondere kann dieser Deformationsbereich in dem Schenkel ausgebildet sein, welcher mit dem Lagerbügel gekoppelt ist.
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Damit das Griffteil möglichst leichtgängig ist, sollte die Zugkraft, welche benötigt wird, um das Griffteil aus einer Ruhelage in eine Aktivierungslage, in welcher der Sensor ein Türöffnungssignal ausgibt, maximal 3 N, insbesondere maximal 2 N, betragen. In anderen Worten sollten die Reibungskräfte zwischen Lagerbügel und Griffteil und die durch den kapazitiven Sensor erzeugten Rückstellkräfte kleiner als 3 N, insbesondere kleiner als 2 N, sein.
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Vorzugsweise ist der kapazitive Sensor dazu ausgebildet, eine durch eine Griffteilbewegung verursachte Veränderung des Abstandes der Elektroden von 0,2 mm, insbesondere 0,1 mm, zu detektieren. Auf diese Weise muss das Griffteil nur in geringem Maße bewegt werden, um den Türöffnungswunsch eines Benutzers zuverlässig zu detektieren.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer rein beispielhaften Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
- 1 eine Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Türgriffsystems in einer Ruhelage;
- 2 eine Schnittdarstellung des Türgriffsystems von 1 in einer Aktivierungslage; und
- 3 eine Detailansicht des Türgriffsystems von 1 mit einem kapazitiven Sensor.
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1 zeigt ein Türgriffsystem 10 mit einem Lagerbügel 12, einem länglichen, leicht gekrümmten Griffteil 14 sowie einem kapazitiven Sensor 16. An einem ersten Ende 18 - in 1 dem linken Ende - des Griffteils 14 ist das Griffteil 14 um eine Schwenkachse 38 schwenkbar an dem Lagerbügel 12 gelagert. Hierzu ist ein hakenförmiger Abschnitt 20 an dem ersten Ende 18 des Griffteils 14 ausgebildet, welcher in eine hakenförmige Aussparung 22 des Lagerbügels 12 eingreift. Die hakenförmige Aussparung 22 besitzt ein Übermaß in Bezug auf den hakenförmigen Abschnitt 20, sodass der hakenförmige Abschnitt 20 eine geringfügige Schwenkbewegung innerhalb der hakenförmigen Aussparung 22 vollziehen kann. Hierdurch ist das Griffteil gegenüber dem Lagerbügel 12 verschwenkbar.
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An dem ersten Ende 18 des Griffteils 14 ist ferner eine Anlagefläche 24 vorgesehen, welche in einer Ruhelage (1) an einer korrespondierenden Fläche des Lagerbügels 12 anliegt. Diese Anlagefläche 24 wird abschnittsweise durch eine Nase 26 gebildet, welche an einer Innenseite des Griffteils 14 ausgebildet ist.
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An einem zweiten Ende 28 - in 1 dem rechten Ende - des Griffteils 14 ist das Griffteil 14 über den kapazitiven Sensor 16 mit dem Lagerbügel 12 verbunden. Der Sensor 16, welcher in 3 vergrößert dargestellt ist, umfasst ein elastisch verformbares Trägerelement 30, welches mit jeweils einer Schraube 32, 34 an dem Griffteil 14 und dem Lagerbügel 12 befestigt ist. Das elastisch verformbare Trägerelement 30 umfasst einen ersten Schenkel 35, einen zweiten Schenkel 37 und einen die Schenkel 35, 37 verbindenden Verbindungsabschnitt 39 und bildet eine Kavität 36 aus, welche an ihrem von der Schwenkachse 38 entfernten Ende offen ausgestaltet ist. Die Schrauben 32, 34 verbinden jeweils die Schenkel 35, 37 mit dem Griffteil 14 und dem Lagerbügel 12.
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Das elastisch verformbare Trägerelement 30 weist an einer zur Kavität 36 hin ausgerichteten Innenseite eine erste Fläche 40 und eine, der ersten Fläche 40 gegenüberliegende, zweite Fläche 42 auf. Auf der ersten Fläche 40 ist eine erste Elektrode 44 aufgebracht. Auf der zweiten Fläche 42, gegenüber von der ersten Elektrode 44, ist eine zweite Elektrode 46 aufgebracht. Die erste Fläche 40 und die zweite Fläche 42 und somit auch die erste Elektrode 44 und die zweite Elektrode 46 sind parallel zu der Schwenkachse 38 ausgerichtet. Die erste Fläche 40 und die zweite Fläche 42 und somit die erste Elektrode 44 und die zweite Elektrode 46 sind zudem zumindest im Wesentlichen parallel zueinander ausgerichtet.
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2 zeigt das Türgriffsystem 10 in einer Aktivierungslage. Das Griffteil 14 ist im Vergleich zu der Ruhelage aus 1 gegenüber dem Lagerbügel 12 verschwenkt. Um eine solche Verschwenkung zu bewirken, umgreift ein Benutzer mit seiner Hand das Griffteil und zieht das Griffteil zu sich hin (in den Figuren nach oben).
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Durch die Veränderung der Position des zweiten Endes 28 des Griffteils 14 relativ zu dem Lagerbügel 12 wird das elastisch verformbare Trägerelement 30 in einem definierten Deformationsbereich 48 elastisch verformt. Dieser Deformationsbereich 48 befindet sich im Bereich des zweiten Schenkels 37 zwischen dem Verbindungsabschnitt 39 und der Kopplungsstelle zwischen Trägerelement 16 und Lagerbügel 12. Die Belastung des elastisch verformbaren Trägerelements 30 im Deformationsbereich 48 erfolgt größtenteils in Form einer Scherkraft. Ein Abstand d zwischen den Elektroden 44, 46 des kapazitiven Sensors 16 wird durch das Verschwenken des Griffteils 14 größer, wodurch die Kapazität C zwischen den Elektroden 44, 46 abnimmt.
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Während der Aktivierungslage (2) ist das elastisch verformbare Trägerelement 30 durch seine elastische Verformung vorgespannt. Beaufschlagt der Benutzer das Griffteil 14 nicht mehr mit seiner Zugkraft, so entspannt sich das Trägerelement 16 und zieht dabei das Griffteil 14 wieder zurück in die Ruhelage ( 1). Dabei nimmt die Kapazität C zwischen den Elektroden 44, 46 wieder zu.
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Um zu ermitteln, ob sich das Griffteil 14 in der Ruhelage (1) oder in der Aktivierungslage (2) befindet, wird die Kapazität C des Sensors 16 überwacht, welche sich - wie oben bereits beschrieben - antiproportional zum Abstand d zwischen den Elektroden 44, 46 verhält. Sobald die gemessene Kapazität C einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet, gibt der Sensor 16 ein Öffnungssignal an eine nicht gezeigte Steuereinheit aus, die ihrerseits eine elektrische Öffnung eines Türschlosses veranlasst.
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Durch die Verwendung des kapazitiven Sensors 16 kann ein Türgriffsystem 10 bereitgestellt werden, welches eine maximale Zugkraft des Benutzers von 2 N erfordert, um das Griffteil 14 von der Ruhelage in die Aktivierungslage zu ziehen. Ferner ist es durch die Verwendung des kapazitiven Sensors 16 möglich, eine Verschwenkbewegung des Griffteils 14 zu erfassen, welche in einer Abstandsänderung der Elektroden 44, 46 von ungefähr 0,1 mm resultiert. Die Öffnung des Türschlosses kann folglich mit minimalem Bewegungsaufwand seitens des Benutzers erfolgen.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Türgriffsystem
- 12
- Lagerbügel
- 14
- Griffteil
- 16
- kapazitiver Sensor
- 18
- erstes Ende
- 20
- hakenförmiger Abschnitt
- 22
- hakenförmige Aussparung
- 24
- Anlagefläche
- 26
- Nase
- 28
- zweites Ende
- 30
- Trägerelement
- 32, 34
- Schraube
- 35
- erster Schenkel
- 36
- Kavität
- 37
- zweiter Schenkel
- 38
- Schwenkachse
- 39
- Verbindungsabschnitt
- 40
- erste Fläche
- 42
- zweite Fläche
- 44
- erste Elektrode
- 46
- zweite Elektrode
- 48
- Deformationsbereich
- d
- Abstand
