DE102018125738A1

DE102018125738A1 - Angetriebene Tür mit Zahnstangen-Kurbelmechanismus

Info

Publication number: DE102018125738A1
Application number: DE102018125738.4A
Authority: DE
Inventors: Francesco CUMBO
Original assignee: Magna Closures Inc
Current assignee: Magna Closures Inc
Priority date: 2017-10-18
Filing date: 2018-10-17
Publication date: 2019-04-18
Also published as: US10801245B2; US20190112859A1; CN109681072A

Abstract

Ein angetriebenes Schwenktür-Stellglied, das zur Verwendung in einem angetriebenen Türbetätigungssystem in einem Kraftfahrzeug mit einer Fahrzeugtür, die schwenkbar mit einer Fahrzeugkarosserie für eine Bewegung entlang eines Schwenkwegs zwischen offenen und geschlossenen Positionen verbunden ist, wird geschaffen. Das angetriebene Schwenktür-Stellglied umfasst einen angetriebenen Antriebsmechanismus, der mit der Fahrzeugtür verbunden ist, mit einem drehenden Antriebselement, das für eine Drehung in Abhängigkeit von einer selektiven Betätigung des angetriebenen Antriebsmechanismus ausgestaltet ist. Eine längliche Schiene, die schwenkbar an der Fahrzeugkarosserie angebracht ist, und das drehende Antriebselement werden in Eingriff mit der Schiene über ein Halteelement gehalten. Eine Drehbewegung des drehenden Antriebselements in einer ersten Richtung führt zu einer Bewegung der Fahrzeugtür in einer Öffnungsrichtung, während eine Drehbewegung des drehenden Antriebselements in einer zweiten Drehrichtung zu einer Bewegung der Fahrzeugtür in einer Schließrichtung führt.

Description

Querbezug zu einer verwandten Anmeldungen
Diese Anmeldung beansprucht den Vorteil der provisorischen US-Anmeldung Nummer 62/573 858 , die am 18. Oktober 2017 eingereicht wurde, die hier in ihrer Gesamtheit durch Bezugnahme eingebracht wird.
Gebiet
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich allgemein auf angetriebene Türsysteme für Kraftfahrzeuge und insbesondere auf ein angetriebenes Türstellglied, das zum Schwenken einer Fahrzeugtür in einer schwenkenden Beziehung relativ zu einer Fahrzeugkarosserie zwischen einer offenen Position und einer geschlossenen Position betreibbar ist.
Hintergrund
Dieser Abschnitt liefert Hintergrundinformationen, die sich auf die vorliegende Offenbarung beziehen, die nicht notwendigerweise Stand der Technik sind.
Fahrgasttüren bei Kraftfahrzeugen sind typischerweise durch obere und untere Türscharniere mit der Fahrzeugkarosserie für eine Schwenkbewegung um eine allgemein vertikale Schwenkachse montiert. Jedes Türscharnier umfasst typischerweise ein Tür-Scharnierband, das mit der Fahrgasttür verbunden ist, ein Karosserie-Scharnierband, das mit der Fahrzeugkarosserie verbunden ist, und einen Schwenkstift, der für eine schwenkbare Verbindung des Tür- Scharnierbands mit dem Karosserie-Scharnierband angeordnet ist und die Schwenkachse definiert. Solche schwenkenden Passagiertüren („Schwenktüren“) haben erkannte Merkmale wie beispielsweise wenn das Fahrzeug auf einer geneigten Fläche angeordnet ist und die Schwenktür sich entweder zu weit öffnet oder aufgrund des nicht ausgeglichenen Gewichts der Tür sich schließt. Um diese Punkte zu berücksichtigen haben die meisten Fahrgasttüren eine Art von Rast- oder Kontrollmechanismus, der in mindestens eines der Türscharniere integriert ist, der funktioniert, um eine unkontrollierte Schwenkbewegung der Tür durch positives Anordnen und Halten der Tür in einer oder mehreren mittleren Bewegungspositionen zusätzlich zu einer vollständig geöffneten Position zu verhindern.
Als eine weitere Entwicklung wurden angetriebene Tür-Betätigungssysteme entwickelt, die funktionieren, um automatisch die Fahrgasttür um ihre Schwenkachse zwischen der offenen und der geschlossenen Position zu schwenken. Typischerweise umfassen angetriebene Tür-Betätigungssysteme eine angetriebene Vorrichtung wie beispielsweise einen Elektromotor und eine Dreh-Linear-Wandlervorrichtung, die betreibbar ist, um die Drehausgabe des Elektromotors in eine Translationsbewegung eines ausfahrbaren Elementes umzusetzen. Bei den meisten Anordnungen sind der Elektromotor und die Wandlervorrichtung an der Fahrgasttür montiert, und das distale Ende des ausfahrbaren Elementes ist feststehend mit der Fahrzeugkarosserie verbunden. Ein Beispiel eines angetriebenen Tür-Betätigungssystems ist in dem US-Patent 9 174 517 mit gemeinsamer Inhaberschaft dargestellt, das ein angetriebenes Schwenktür-Stellglied mit einer Dreh-Linear-Wandlervorrichtung offenbart, die ausgebildet ist, um eine Leitspindel mit Außengewinde aufzuweisen, die durch den Elektromotor angetrieben wird, und eine Antriebsmutter mit Innengewinde, die in gewindemäßigem Eingriff mit der Leitspindel steht und mit der das ausfahrbare Element verbunden ist. Eine Steuerung der Geschwindigkeit und der Drehrichtung der Leitspindel führt zu einer Steuerung der Geschwindigkeit und der Richtung der Translationsbewegung der Antriebsmutter und des ausfahrbaren Elements, wodurch die Schwenkbewegung der Fahrgasttür zwischen ihren offenen und geschlossenen Positionen gesteuert wird.
Während solche angetriebenen Tür-Betätigungssysteme für ihre beabsichtigten Zwecke zufriedenstellend funktionieren, bezieht sich ein erkannter Nachteil auf das Erfordernis für spezialisierte Einbau- und Montageanforderungen. Dementsprechend ist die Anwendung solcher angetriebenen Tür-Betätigungssysteme allgemein auf bestimmte Fahrzeuganwendungen maßgeschneidert, was die spezifischen Montagekonfigurationen, die dem spezifischen Fahrzeug entsprechen, erfordert. Dementsprechend sind die vorgenannten angetriebenen Tür-Betätigungssysteme allgemein für andere als die beabsichtigten Kunden-Fahrzeuganwendungen nicht geeignet. Zudem sind diese spezifischen integrierten angetriebenen Tür-Betätigungssysteme aufwendig und relativ teuer und werden somit für hochwertigere Fahrzeugplattformen reserviert, bei denen die Kosten für die Abnehmer weniger relevant sind.
Hinsichtlich des obigen verbleibt ein Bedarf, alternative angetriebene Tür-Betätigungssysteme zu entwickeln, die Einbau- und Montagebeschränkungen, die mit bekannten angetriebenen Tür-Betätigungssystemen verbunden sind, berücksichtigen und überwinden und eine verbesserte Anwendbarkeit mit Reduktion der Kosten und der Komplexität schaffen.
Zusammenfassung
Dieser Abschnitt liefert eine allgemeine Zusammenfassung der vorliegenden Offenbarung und ist nicht als umfassende Offenbarung des gesamten Umfangs oder aller Merkmale, Aspekte und Aufgaben gedacht.
Es ist ein Aspekt der vorliegenden Offenbarung, ein angetriebenes Türbetätigungssystem einschließlich eines angetriebenen Türstellglieds zur Verwendung bei Kraftfahrzeugen zu schaffen, das zur Bewegung einer Fahrzeugtür zwischen geöffneten und geschlossenen Positionen relativ zu der Fahrzeugkarosserie betreibbar ist.
Es ist ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung, eine Fahrzeugtür mit einem Schwenktür-Stellglied zum Schwenken der Fahrzeugtür relativ zu einer Fahrzeugkarosserie bezüglich einer ersten Achse zwischen einer geschlossenen Position und einer offenen Position zu schaffen.
Es ist ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung, ein angetriebenes Türstellglied zur Verwendung mit Schwenktüren bei Kraftfahrzeugen mit einem angetriebenen Antriebsmechanismus zu schaffen, der effektiv innerhalb des inneren Hohlraums der Schwenktür montiert werden kann und ausgebildet ist, um mit einer länglichen Schiene des Stellglieds zusammenzuwirken, wobei ein Ende schwenkbar mit der Fahrzeugkarosserie verbunden ist.
Es ist ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung, das angetriebene Schwenktür-Stellglied zur Verwendung mit einer Fahrzeug-Schwenktür zu schaffen, wobei das Stellglied schwenkbar an mindestens einer der A-Säule (Vordertüranwendung) und/oder B-Säule (Anwendung bei einer hinteren Tür) getragen wird.
Es ist ein weiterer verwandter Aspekt der vorliegenden Offenbarung, einen angetriebenen Antriebsmechanismus mit einer motorbetriebenen Spindel zu schaffen, die ausgebildet ist, um die Drehung eines drehend angetriebenen Ritzels in eine entsprechende Linearbewegung einer länglichen Zahnstange umzusetzen.
Es ist ein weiterer verwandter Aspekt der vorliegenden Offenbarung, das angetriebene Schwenktür-Stellglied als einfach austauschbar gegen eine existierende mechanische Türraste (die auch als Türkontrolle bekannt ist) zu schaffen und das an einer existierenden Montagestruktur davon montiert werden kann, ohne die existierende Montagestruktur anzupassen.
Es ist ein weiterer verwandter Aspekt der vorliegenden Offenbarung, die längliche Zahnstange zu schaffen, die in der Lage ist, einen gebogenen, nichtlinearen Schwenkweg in Abhängigkeit davon zu queren, dass die Fahrzeugtür zwischen geöffneten und geschlossenen Positionen geschwenkt wird, und zwar ohne im wesentlichen den Reibungswiderstand in dem angetriebenen Schwenktür-Betätigungssystem zu erhöhen, wodurch das Blockieren des angetriebenen Schwenktür-Stellglieds vermieden wird und seine Effizienz erhöht wird, was andererseits die für einen Motor des Stellglieds erforderliche Leistungsabgabe minimiert.
Es ist ein weiterer verwandter Aspekt der vorliegenden Offenbarung, die längliche Zahnstange in Gewindeeingriff mit dem angetriebenen Ritzel zu halten, und zwar durch Aufnahme der länglichen Zahnstange zwischen dem angetriebenen Ritzel und einem einzelnen Halteelement, wobei das einzelne Halteelement eine Relativdrehung und eine bogenförmige Bewegung der länglichen Zahnstange um das angetriebene Ritzel gestattet, um eine Bewegung der länglichen Zahnstange entlang ihres gebogenen, nichtlinearen Schwenkwegs zu ermöglichen.
Es ist ein weiterer verwandter Aspekt der vorliegenden Offenbarung die längliche Zahnstange mit einer abgeschrägten, sich längs erstreckenden Kante zu versehen, um die Bewegung der länglichen Zahnstange entlang ihres nichtlinearen Schwenkwegs ohne Blockierung zwischen dem angetriebenen Ritzel und dem Halteelement zu ermöglichen.
In Übereinstimmung mit diesen und anderen Aspekten ist das angetriebene Schwenktür-Stellglied der vorliegenden Offenbarung zur Verwendung in einem angetriebenen Türbetätigungssystem in einem Kraftfahrzeug mit einer Fahrzeugkarosserie ausgebildet, die eine Türöffnung definiert, und mit einer Fahrzeugtür, die schwenkbar mit der Fahrzeugkarosserie für eine Schwenkbewegung entlang eines Schwenkwegs zwischen offenen und geschlossenen Positionen verbunden ist. Das angetriebene Schwenktür-Stellglied umfasst einen angetriebenen Antriebsmechanismus, der mit der Fahrzeugtür verbunden ist, mit einem drehenden Antriebselement, das damit für eine Drehung in Abhängigkeit von einer selektiven Betätigung des angetriebenen Antriebsmechanismus verbunden ist. Das angetriebene Schwenktür-Stellglied umfasst ferner eine längliche Schiene, die schwenkbar mit der Fahrzeugkarosserie verbunden ist. Das drehende Antriebselement wird in Eingriff mit der länglichen Schiene über ein Halteelement gehalten, wobei eine Drehbewegung des drehenden Antriebselements in einer ersten Richtung verursacht, dass sich die Fahrzeugtür in einer Öffnungsrichtung aus der geschlossenen Position zu der offenen Position bewegt, während eine Drehbewegung des drehenden Antriebselements in einer zweiten Richtung bewirkt, dass sich die Fahrzeugtür in einer Schließrichtung aus der offenen Position zu der geschlossenen Position bewegt.
In Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann die längliche Schiene zwischen dem drehenden Antriebselement und dem Halteelement aufgenommen werden, während sich das drehende Element entlang der Länge der länglichen Schiene in einer ersten Richtung bewegt, um die Tür in einer Öffnungsrichtung aus der geschlossenen Position zu der geöffneten Position zu bewegen und während sich das drehende Antriebselement entlang der Länge der länglichen Schiene in einer zweiten Richtung entgegengesetzt zu der ersten Richtung bewegt, um die Tür in einer Schließrichtung aus der offenen Position zu der geschlossenen Position zu bewegen.
In Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann das drehende Antriebselement als ein Ritzel vorgesehen sein, und die längliche Schiene kann als Zahnstange vorgesehen sein, wobei das Ritzel in kämmendem Eingriff mit der Zahnstange über das Halteelement gehalten wird.
In Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann das Halteelement als ein einzelnes Halteelement vorgesehen sein, das eine Relativdrehung und eine bogenförmige Bewegung der länglichen Zahnstange relativ zu dem Ritzel ermöglicht, ohne den Reibungswiderstand innerhalb des angetriebenen Tür-Betätigungssystems wesentlich zu erhöhen.
In Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt der Offenbarung hat die längliche Schiene eine erste Seite und eine gegenüberliegende zweite Seite, die sich von dem proximalen Ende zu dem distalen Ende erstreckt, wobei die erste Seite zu dem Ritzel gerichtet ist und die zweite Seite mit einer abgeschrägten Fläche versehen sein kann, wobei das Haltemerkmal an der zweiten Seite angreift und sich über die abgeschrägte Fläche bewegt, wenn sich die Fahrzeugtür zwischen der geöffneten und der geschlossenen Position bewegt.
In Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt der Offenbarung bildet die abgeschrägte Fläche eine Breite, die sich von der ersten Seite zu der zweiten Seite erstreckt, wobei die Breite konstant entlang einer Richtung abnimmt, die sich zu dem distalen Ende erstreckt, um eine Schwenkbewegung der Schiene aufzunehmen, um eine Blockierung der Schiene zu vermeiden, wenn sich die Tür zwischen geöffneten und geschlossenen Positionen bewegt.
In Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung hat die längliche Schiene eine erste Seite und eine gegenüberliegende zweite Seite, die sich von dem proximalen Ende zu dem distalen Ende erstreckt, wobei das Haltemerkmal als ein Durchgangsschlitz gebildet sie sein kann, der ausgebildet ist, um eine Welle des drehenden Antriebselements für eine Bewegung darin aufzunehmen, wobei der Durchgangsschlitz eine längliche nichtlineare Mittellinie aufweist, die sich zwischen dem proximalen Ende und dem distalen Ende zwischen der ersten Seite und der zweiten Seite erstreckt, um eine Schwenkbewegung der Schiene aufzunehmen, um eine Blockierung der Schiene zu vermeiden, wenn sich die Tür zwischen geschlossenen und offenen Positionen bewegt.
In Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann die Mittellinie des Durchgangsschlitzes mit einer allgemein S-förmigen Bahn versehen sein, wobei die allgemein S-förmigen Bahn mit variierenden Krümmungsradien versehen sein kann, um eine freie Schwenkbewegung der Schiene mit Bindung zuzulassen, wenn sich die Tür zwischen geschlossenen und offenen Positionen bewegt.
In Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird ein Verfahren zum Schwenken einer Fahrzeugtür relativ zu einer Fahrzeugkarosserie um eine erste Achse zwischen einer geschlossenen Position und einer offenen Position geschaffen. Das Verfahren umfasst die Befestigung eines angetriebenen Antriebsmechanismus an der Fahrzeugtür und die Verbindung eines proximalen Endes einer länglichen Schiene an der Fahrzeugkarosserie für eine Schwenkbewegung um eine zweite Achse, die von der ersten Achse beabstandet ist. Ferner das Vorsehen eines drehenden Antriebselements, das mit dem angetriebenen Antriebsmechanismus verbunden ist, um in Abhängigkeit von einer selektiven Betätigung des angetriebenen Antriebsmechanismus angetrieben zu werden, um zu bewirken, dass sich die Fahrzeugtür zwischen der offenen Position und einer geschlossenen Position bewegt, wenn sich das drehende Antriebselement entlang der länglichen Schiene bewegt. Noch ferner das Vorsehen eines Haltemerkmals und das Halten des drehenden Antriebselements in Eingriff mit der länglichen Schiene mit dem Haltemerkmal und das Ermöglichen, dass die längliche Schiene um eine zweite Achse oszilliert, wenn sich das drehende Antriebselement entlang der länglichen Schiene bewegt.
Weitere Anwendungsgebiete werden aus der hier gegebenen Beschreibung ersichtlich. Die Beschreibung und die bestimmten Ausführungsbeispiele, die in dieser Zusammenfassung aufgelistet sind, sind lediglich zu Zwecken der Erläuterung und sind nicht dazu beabsichtigt, den Umfang der vorliegenden Offenbarung zu beschränken.
Figurenliste
Diese und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung von Fachleuten sofort verstanden, da dieselben durch Bezugnahme auf die folgende detaillierte Beschreibung besser verstanden werden, wenn sie in Verbindung mit den beigefügten Ansprüchen und den beigefügten Zeichnungen berücksichtigt werden, wobei:

1 ist eine Perspektivdarstellung eines beispielhaften Kraftfahrzeugs, das mit einem angetriebenen Türbetätigungssystem einschließlich eines angetriebenen Türstellglieds ausgestattet ist, das eine Schwenktür und eine Fahrzeugkarosserie für eine betriebsmäßige Relativbewegung zueinander verbindet und das in Übereinstimmung mit den Lehren der vorliegenden Offenbarung aufgebaut ist,
2 ist eine Innenansicht der Schwenktür, die das angetriebene Türstellglied in Übereinstimmung mit einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung zeigt,
3A ist eine Draufsicht auf das angetriebene Türstellglied, das mit der Tür in der geschlossenen Position dargestellt ist,
3B ist eine Perspektivdarstellung des angetriebenen Türstellglieds, das in 3A dargestellt ist,
4A ist eine Draufsicht auf das angetriebene Türstellglied, das mit der Schwenktür zwischen der geschlossenen und der offenen Position dargestellt ist,
4B ist eine Perspektivdarstellung des angetriebenen Türstellglieds, das in 4A dargestellt ist,
5A ist eine Draufsicht auf das angetriebene Türstellglied, das mit der Tür in der offenen Position dargestellt ist,
5B ist eine Perspektivdarstellung des angetriebenen Türstellglieds, das in 5A dargestellt ist,
6 ist eine Seitenansicht einer länglichen Zahnstange des angetriebenen Türstellglieds, das in Übereinstimmung mit einem Aspekt der Erfindung aufgebaut ist,
6A ist eine der 6 ähnliche Ansicht, die eine längliche Zahnstange in Übereinstimmung mit einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung zeigt,
7-9 sind ähnliche Ansichten zu den 3A-5A, die ein angetriebenes Türstellglied in Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung zeigen, bei dem die längliche Zahnstange der 6A eingebracht ist,
10 E ist ein Diagramm, das eine Bahn eines Tür-Kontrollelements eines angetriebenen Türstellglieds in Übereinstimmung mit einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung zeigt, und
11 ist ein Diagramm zur Erläuterung der Relativ-Schwenkbewegung einer Kraftfahrzeug-Schwenktür und eines Tür-Kontrollelements und der Bahn eines angetriebenen Elements eines angetriebenen Türstellglieds entlang des Tür-Kontrollelements während einer Bewegung der Schwenktür zwischen geschlossenen und geöffneten Positionen in Übereinstimmung mit einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung.

Detaillierte Beschreibung von Ausführungsbeispielen
Allgemein wird ein Ausführungsbeispiel eines angetriebenen Türbetätigungssystems mit einem angetriebenen Schwenktür-Stellglied nun offenbart, das in Übereinstimmung mit den Lehren der vorliegenden Offenbarung aufgebaut ist. Die Ausführungsbeispiele sind so vorgesehen, dass diese Offenbarung vollständig ist und vollständig den Umfang an Fachleute vermittelt. Viele bestimmte Details sind als Beispiele von bestimmten Komponenten, Vorrichtungen und Verfahren fortgesetzt, um ein vollständiges Verständnis der Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zu schaffen. Es ist für Fachleute ersichtlich, dass bestimmte Details nicht eingesetzt werden müssen, dass Ausführungsbeispiele in verschiedenen unterschiedlichen Formen umgesetzt werden können und dass keins zur Beschränkung des Umfangs der Offenbarung anzusehen ist. In einigen Ausführungsbeispielen werden bekannte Prozesse, bekannte Vorrichtungsstrukturen und bekannte Technologien nicht im Detail beschrieben.
Die hier verwendete Terminologie wird nur zum Zweck der Beschreibung bestimmter Ausführungsbeispiele verwendet und ist nicht als beschränkend beabsichtigt. Die hier benutzten Singulärformen „ein, einer, eine“ und „der, die, das“ können beabsichtigen, die Pluralformen ebenfalls zu umfassen, sofern der Kontext dies nicht anders angibt. Die Ausdrücke „aufweisen“, „aufweisend“, „einschließen“ und „mit“ sind inklusiv und geben somit das Vorhandensein der genannten Merkmale, Punkte, Schritte, Vorgänge, Elemente und/oder Komponenten an, schließen aber die Anwesenheit oder den Zusatz von einem oder mehreren Merkmalen, Punkten, Schritten, Vorgängen, Elementen, Komponenten und/oder Gruppen davon nicht aus. Die hier beschriebenen Verfahrensschritte, Prozesse und Vorgänge sind nicht so anzusehen, dass sie notwendigerweise ihre Durchführung in der bestimmten diskutierten oder dargestellten Reihenfolge erfordern, sofern dies nicht als eine Reihenfolge von Durchführungen angegeben ist. Es soll auch so verstanden werden, dass zusätzliche oder alternative Schritte eingesetzt werden können.
Wenn ein Element oder eine Schicht als „auf“, „in Eingriff mit“, „verbunden mit“ oder „gekoppelt an“ ein anderes Element oder eine andere Schicht bezeichnet wird, kann es direkt auf, in Eingriff mit, verbunden mit oder gekoppelt zu dem anderen Element oder der Schicht sein, oder zwischengefügte Elemente oder Schichten können vorhanden sein. Wenn demgegenüber ein Element als „direkt auf, „direkt in Eingriff mit“, „direkt verbunden mit“ oder „direkt gekoppelt mit“ einem anderen Element oder eine Schicht bezeichnet wird, sollen keine zwischengefügten Elemente oder Schichten vorhanden sein. Andere Wörter zur Beschreibung der Beziehungen zwischen Elementen sollen in gleicher Weise interpretiert werden (d.h. „zwischen“ gegenüber „direkt zwischen“, „angrenzend“ gegenüber „direkt angrenzend“ etc.). Wie hier verwendet, umfasst der Ausdruck „und/oder“ jede und alle Kombinationen von einem oder mehreren der zugeordneten aufgelisteten Punkte.
Obwohl die Ausdrücke erster, zweiter, dritter etc. hier verwendet werden können, um verschiedene Elemente, Komponenten, Bereiche, Schichten und/oder Abschnitte zu bezeichnen, sollen diese Elemente, Komponenten, Bereiche, Schichten und/oder Abschnitte durch diese Ausdrücke nicht als beschränkend angesehen werden. Diese Ausdrücke können nur verwendet werden, um ein Element, Komponente, Bereich, Schicht oder Abschnitt von einem anderen Bereich, Schicht oder Abschnitt zu unterscheiden. Ausdrücke wie „erster“, „zweiter“ und andere hier verwendete numerische Ausdrücke implizieren nicht eine Folge oder Reihenfolge, sofern dies nicht klar durch den Kontext angegeben ist. Somit kann ein erstes Element, Komponente, Bereich, Schicht oder Abschnitt, der später beschrieben wird, als ein zweites Element, Komponente, Bereich, Schicht oder Abschnitt bezeichnet werden, ohne von den Lehren der Ausführungsbeispiele abzuweichen.
Räumlich relative Ausdrücke so wie „innen“, „außen“, „unterhalb“, „unten“, „tiefer“, „oberhalb“, „oberhalb“ und dergleichen können hier zur Vereinfachung der Beschreibung verwendet werden, um die Beziehung eines Elements oder Merkmals zu einem anderen Element (Elementen) oder Merkmal (Merkmalen) zu beschreiben, das in den Figuren dargestellt ist. Räumlich relative Ausdrücke können beabsichtigt sein, um unterschiedliche Orientierungen der Vorrichtung in der Verwendung oder dem Betrieb zusätzlich zu den Orientierungen, die in den Figuren gezeigt sind, zu umfassen. Falls beispielsweise eine Figur umgedreht wird, sind Elemente, die als „unterhalb“ oder „unter“ anderen Elementen oder Merkmalen bezeichnet wurden, dann „über“ den anderen Elementen oder Merkmalen orientiert. Somit kann das Beispiel des Ausdrucks „unter“ sowohl eine Orientierung über als auch unter umfassen. Die Vorrichtung kann in anderer Weise orientiert sein (um Grade gedreht oder in anderen Orientierungen), und die räumlich relativen Beschreibungen, die hier verwendet werden, sind entsprechend zu interpretieren.
Anfänglich bezugnehmend auf 1 umfasst ein dargestelltes beispielhaftes Kraftfahrzeug 10 eine vordere Passagiertür 12, die schwenkbar an der Fahrzeugkarosserie 14 über einen oberes Türscharnier 16 und ein unteres Türscharnier 18 montiert ist, die beide in gestrichelten Linien dargestellt sind. In Übereinstimmung mit einem allgemeinen Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist ein angetriebenes Türbetätigungssystem 20, das ebenfalls in gestrichelten Linien dargestellt ist, in die Schwenkverbindung zwischen der vorderen Fahrgasttür 12 und eine Fahrzeugkarosserie 14 integriert. In Übereinstimmung mit einem bevorzugten Aufbau umfasst das Türbetätigungssystem 20 allgemein ein angetriebenes Schwenktür-Stellglied 22, das in einem inneren Hohlraum 24 (2-5) der Fahrgasttür 12 befestigt ist und einen angetriebenen Antriebsmechanismus wie einen Elektromotor 26 beispielsweise und ohne Beschränkung umfasst, der mit der Fahrzeugtür 12 verbunden ist, wobei ein drehendes Antriebselement, das als Ritzel 28 in einem nicht beschränkenden Ausführungsbeispiel dargestellt ist, operativ damit verbunden ist, um in Abhängigkeit von einer selektiven Betätigung des Motors 26 zu drehen. Das angetriebene Schwenktür-Stellglied 22 umfasst ferner einen Türkontrollelement, das als eine längliche Schiene wie eine Zahnstange 30 vorgesehen ist, die schwenkbar mit der Fahrzeugkarosserie 14 verbunden ist. Das drehende Antriebselement 28 wird in Eingriff mit der länglichen Schiene über ein Haltemerkmal gehalten, das auch als Halteelement 32 bezeichnet wird, wobei eine Drehbewegung des drehenden Antriebselements 28 in einer ersten Richtung bewirkt, dass sich die Fahrzeugtür 12 in einer Öffnungsrichtung aus der geschlossenen Position in die offene Position bewegt, während eine Drehbewegung des drehenden Antriebselements 28 in der zweiten Richtung bewirkt, dass sich die Fahrzeugtür 12 in einer Schließrichtung aus der offenen Position zu der geschlossenen Position bewegt.
Jedes obere Türscharnier 16 und untere Türscharnier 18 umfasst eine türmontierte Scharnierkomponente und eine karosseriemontierte Scharnierkomponente, die schwenkbar über einen Scharnierstift oder -zapfen verbunden sind. Während das angetriebene Türbetätigungssystem 20 nur im Zusammenhang mit der vorderen Fahrgasttür 12 dargestellt ist, erkennen Fachleute, dass das angetriebene Türbetätigungssystem 20 auch im Zusammenhang mit jeder anderen Tür oder Hubtür des Fahrzeugs 10 verwendet werden kann, beispielsweise und ohne Beschränkung mit den hinteren Fahrgasttüren 13 und einem Kofferraumdeckel 15.
Das in 2 dargestellte angetriebene Türbetätigungssystem 20 umfasst ein Schwenktür-Stellglied 22 mit einem Elektromotor 26, einen Planeten-Reduktionsgetriebezug 34, eine elektromechanische (EM) Bremse 36, Stirnräder 38, 39, eine angetriebenen Ritzelwelle 56 mit einem daran befestigten Ritzel 28 und eine Zahnstange 30, die in kämmendem Eingriff mit dem Ritzel 28 ausgebildet ist, die zusammen ein angetriebenes Türbetätigungssystem 20 bilden, das mindestens teilweise innerhalb des inneren Hohlraums 24 der Tür 12 montiert ist. Ein elektronisches Steuermodul 40 kann in Kommunikation mit dem Elektromotor 26 zur Lieferung von elektrischen Steuersignalen daran ausgebildet sein. Das elektronische Steuermodul 40 kann einen Mikroprozessor und einen Speicher aufweisen, der ausführbare computerlesbare Befehle darin speichert.
Obwohl dies nicht ausdrücklich dargestellt ist, kann der Elektromotor 26 Halleffektsensoren zur Überwachung einer Position und Geschwindigkeit der Fahrzeugtür 12 während der Bewegung zwischen ihren offenen und geschlossenen Positionen aufweisen. Beispielsweise kann einer oder mehrere Halleffektsensoren vorgesehen und positioniert sein, um Signale an das elektronische Steuermodul 40 zu geben, die eine Drehbewegung des Elektromotors 26 anzeigen und die Drehgeschwindigkeit des Elektromotors 26 anzeigen, beispielsweise basierend auf Zählsignalen von den Halleffektsensoren, die ein Ziel auf der Motor-Ausgangswelle erfassen. In Situationen, bei denen die erfasste Motorgeschwindigkeit größer als eine Schwellwertgeschwindigkeit ist und wenn der Stromsensor eine deutliche Änderung in dem gezogenen Strom anzeigt, kann das elektronische Steuermodul 40 feststellen, dass der Benutzer die Tür 12 manuell bewegt, während der Motor 26 ebenfalls arbeitet, um so die Fahrzeugtür 12 zwischen ihren offenen und geschlossenen Positionen zu bewegen. Das elektronische Steuermodul 40 kann dann ein Signal an den Elektromotor 26 senden, um den Elektromotor 26 zu stoppen, und kann noch eine Rutschkupplung (falls vorgesehen) außer Eingriff bringen. Wenn demgegenüber das elektronische Steuermodul 40 in einem angetriebenen Öffnungs- oder einem angetriebenen Schließmodus ist und die Halleffektsensoren anzeigen, dass die Geschwindigkeit des Elektromotors 26 kleiner als die Schwellwertgeschwindigkeit ist (d.h. null) und eine Stromspitze erfasst wird, kann das elektronische Steuermodul feststellen, dass ein Hindernis sich im Weg der Fahrzeugtür 12 befindet, in welchem Fall das elektronische Steuermodul 40 jede geeignete Aktion vornehmen kann, beispielsweise das Senden eines Signals zum Abschalten des Elektromotors 26. Das elektronische Steuermodul 40 kann eine Rückmeldung von den Halleffektsensoren erhalten, um sicherzustellen, dass ein „Kontakthindernis“ (Kontakt mit einem Hindernis) während der Bewegung der Fahrzeugtür 12 aus der geschlossenen Position zu der offenen Position oder umgekehrt nicht aufgetreten ist.
Das elektronische Steuermodul 40 kann mit einem entfernten Schlüsselanhänger und/oder mit einem inneren/äußeren Handgriffschalter in Kommunikation stehen, um eine Anforderung von einem Benutzer zu erhalten, die Fahrzeugtür 12 zu öffnen oder zu schließen. Anders gesagt kann das elektronische Steuermodul 40 ein Befehlssignal von jeweils einem Fernbedienungs-Schlüsselanhänger und/oder einem inneren/äußeren Handgriffschalter erhalten, um das Öffnen oder Schließen der Fahrzeugtür 12 auszulösen. Bei Empfang eines Befehls schreitet das elektronische Steuermodul 40 voran, um ein Signal an den Elektromotor 26 in Form einer pulsbreitenmodulierten Spannung (für die Geschwindigkeitssteuerung) zu liefern, um den Elektromotor 26 einzuschalten und eine Schwenkbewegung der Fahrzeugtür 12 auszulösen. Während es das Signal liefert erhält das elektronische Steuermodul 40 auch eine Rückmeldung von den Halleffektsensoren des Elektromotors 26, um sicherzustellen, dass ein Kontakthindernis nicht aufgetreten ist. Falls kein Hindernis vorhanden ist, erzeugt der Elektromotor 26 weiter eine Drehkraft, um die Zahnstange 30 in der gewünschten Richtung über eine gleichzeitige Drehung des Ritzels 28 anzutreiben. Sobald die Fahrzeugtür 12 in der gewünschten Position angeordnet ist, wird der Motor 26 ausgeschaltet, und die EM-Bremse 36 bewirkt, dass die Fahrzeugtür 12 weiterhin in dieser Position gehalten wird. Falls ein Benutzer versucht, die Fahrzeugtür 12 in eine andere Betriebsposition zu bewegen, wird der Elektromotor 26 zunächst dieser Absicht des Benutzers widerstehen (wodurch eine TürKontrollfunktion repliziert wird) und schließlich die Tür lösen und ermöglichen, dass die Tür 12 in die neue gewünschte Position bewegt wird. Im Vergleich mit bekannten Türkontrollsystemen kann das vorliegende angetriebene Türbetätigungssystem 20 eine stufenlose Türkontrollfunktion schaffen, das heißt die Tür 12 kann in jeder gewünschten Position gehalten werden, wobei das Ritzel 28 irgendwo wie gewünscht entlang der Gesamtlänge der Zahnstange 30 angeordnet ist anstatt an vorgegebenen Positionen an Rasten oder Nuten, die in der Schiene ausgebildet sind. Erneut gesagt, sobald die Fahrzeugtür 12 angehalten wird, wird das elektronische Steuermodul 40 das erforderliche Signal/die Leistung an den Elektromotor 26 geben, um in dieser Position anzuhalten. Falls ein Benutzer eine ausreichend große Bewegungseingabe an die Fahrzeugtür 12 gibt (wie es der Fall ist, wenn der Benutzer wünscht, die Tür zu schließen), wird das elektronische Steuermodul 40 diese Bewegung über die Halleffekt-Pulse erkennen und fortschreiten, um einen Vorgang für das vollständige Schließen der Fahrzeugtür 12 auszuführen.
Das elektronische Steuermodul 40 kann auch eine zusätzliche Eingabe von einem Näherungssensor wie einem Ultraschall- oder Radarsensor erhalten, der an einem Teil der Fahrzeugtür wie einem Türspiegel 42 oder dergleichen montiert ist. Der Ultraschallsensor stellt fest, falls ein Hindernis wie ein anderes Fahrzeug, ein Baum oder ein Pfosten sich nahe oder in großer Nähe zu der Fahrzeugtür 12 befindet. Falls ein solches Hindernis vorhanden ist, wird der Ultraschallsensor ein Signal an das elektronische Steuermodul 40 senden, und das elektronische Steuermodul 40 geht voran, um den Elektromotor 26 auszuschalten, um die Bewegung der Tür 12 anzuhalten, wodurch verhindert wird, dass die Fahrzeugtür 12 an das Hindernis anschlägt. Dies schafft ein berührungsloses Hindernis-Vermeidungssystem. Zusätzlich oder optional kann ein KontaktHindernis-Vermeidungssystem in dem Fahrzeug 12 angeordnet sein, das einen Kontaktsensor umfasst, der an der Fahrzeugtür 12 montiert ist, beispielsweise in Zuordnung zu einer Formkomponente 43, und der betreibbar ist, um ein Signal an das elektronische Steuermodul 40 zusenden.
Die 3A-5A und entsprechend die 3B-5B zeigen ein nicht beschränkendes Ausführungsbeispiel eines Schwenktür-Stellglieds 22 in verschiedenen Betriebsstufen, um die Fahrzeug-Schwenktür 12 zwischen einer geschlossenen Position, einer offenen Zwischenposition bzw. einer vollständig geöffneten Position zu bewegen. Die Schwenktür 12 ist schwenkbar an den Scharnieren 16, 18 montiert, die mit der Fahrzeugkarosserie 14 verbunden sind, um sich um eine vertikale Achse 44 (3B) zu drehen.
Die Schwenktür 12 umfasst ein inneres und ein äußeres MetallblechPaneel 46 und 48, die einen inneren Hohlraum 24 definieren. Das angetriebene Schwenktür-Stellglied 22 kann innerhalb des inneren Hohlraums 24 montiert sein. Ein erstes Abschlussende, das auch als proximales Ende 50 bezeichnet wird, der Zahnstange 30 ist schwenkbar an der Fahrzeugkarosserie 14 wie an der A-Säule und/oder der B-Säule über eine Montagehalterung 52 montiert, wobei sich die Zahnstange 30 freitragend horizontal oder im wesentlichen horizontal (was bedeuten soll, quer oder im wesentlichen quer relativ zu der vertikalen Achse 44, wobei im wesentlichen quer angibt, dass eine leichte Neigung der Zahnstange 30 relativ zu der vertikalen Achse 44, das heißt 1-30° als innerhalb des beabsichtigten Umfangs berücksichtigt wird) zu einem nicht gestützten freien zweiten Abschlussende, das auch als distales Ende 54 bezeichnet wird. Die Zahnstange 30 erstreckt sich beispielsweise durch eine Öffnung 29 an der Abschlussendfläche 31, die das äußere und das innere Metallblechpaneel 46 verbindet.
Das angetriebene Schwenktür-Stellglied 22 ist für eine Einbringung in eine existierende Türstruktur ohne das Erfordernis für eine Modifikation oder höchstens eine geringfügige Modifikation ohne großen Aufwand oder Kosten ausgestaltet, insbesondere für Türstrukturen, die ursprünglich für ein Türkontrollsystem mit einem ausschließlich mechanischen Zahnstangen- und Ritzel-System aufgebaut sind. Der Motor 26, der Getriebezug 34, die EM-Bremse 36, die Stirnräder 38, 39 und das Ritzel 28 können alle innerhalb des inneren Hohlraums 24 der Tür 12 aufgenommen werden, beispielsweise über Befestigung an dem inneren Paneel 46, beispielsweise und ohne Beschränkung.
Das Ritzel 28 ist an einer Ritzelwelle 56 befestigt und wird dadurch angetrieben, wobei das Ritzel 28 und die Ritzelwelle 56 ein angetriebenes Element 28 bilden, wobei das Ritzel 28 in kämmender Beziehung mit dem Stirnrad 39 steht, wobei die Ritzelwelle 56 sich entlang einer Ritzelwellen-Achse erstreckt, die auch als Ritzelachse 57 (2) bezeichnet wird, und kann mit einem Teil mit vergrößertem Durchmesser versehen sein, der an dem Stirnrad 39 befestigt ist, und mit einem reduzierten Durchmesserbereich, der an dem Ritzel 28 befestigt ist, mit einer sich radial erstreckenden Schulter 58, die die Bereiche mit reduziertem und mit vergrößertem Durchmesser miteinander verbindet.
Das Halteelement 32 hat eine allgemein ebene Platte 60, die auf der Ritzelwelle 56 für einen Anschlag an der Schulter 58 getragen wird, sodass der Teil mit reduziertem Durchmesser der Welle sich durch eine Öffnung in der Platte 60 des Halteelement 32 erstreckt, wobei die Öffnung für eine leichte Spielpassung des Teils mit reduziertem Durchmesser dadurch bemessen ist. Die Öffnung ist jedoch bemessen, um der Schulter 58 gegenüber zu stehen, um zu verhindern, dass der Teil mit vergrößertem Durchmesser durch die Öffnung in der Platte 60 dringt. Dementsprechend ruht die Platte 60 des Halteelements 32 an der Schulter 58, wobei die Ritzelwelle 56 frei innerhalb der Öffnung relativ zu dem Halteelement 32 drehen kann. In einem Ausführungsbeispiel ist die Platte 60 frei für eine Drehung um die Ritzelachse 57 relativ zu der Ritzelwelle 56, um eine Relativbewegung zwischen der Ritzelwelle 56 und dem Halteelement 32 zu ermöglichen, um eine nichtlineare Bewegung der Zahnstange 30 aufzunehmen, die dazwischen gehalten ist. In einem Ausführungsbeispiel kann das Halteelement 32 zu der Zahnstange 30 vorgespannt sein (d.h. unter Verwendung eines Spannelements wie einer Feder (nicht dargestellt), um Wellungen der Zahnstange 30 während der Bewegung der Tür 12 aufzunehmen, während sichergestellt ist, dass die Anzahl von Zähnen 66 des Ritzels 28 und der Zähne 64 des Getriebes 30 in Eingriff miteinander gespannt werden, wobei das Spannelement es dem Element 32 ermöglicht, von der Zahnstange 30 wegzudrehen, um eine Blockierung zwischen der Anzahl von Zähnen 66 des Ritzels 28 und der Zähne 64 der Zahnstange 30 zu verhindern, während sichergestellt ist, dass die Anzahl von Zähnen 66 des Ritzels 28 und die Zähne 64 der Zahnstange 30 in vorgespanntem Kontakt miteinander bleiben. Alternativ kann die Platte 60 an der Tür 12 befestigt werden, mit oder ohne Eingriff der Platte 60 mit der Ritzelwelle 56, um so stationär relativ zu der Ritzelwelle 56 zu verbleiben, um eine feste Beziehung zwischen der Ritzelwelle 56 und dem Halteelement 32 aufrecht zu erhalten. Das Halteelement 32 hat einen hochstehenden Zapfen 62, der sich allgemein quer zu der Ebene der Platte 60 erstreckt. Der Zapfen 62 ist von der Öffnung in der Platte 60 in einem vorgegebenen Abstand beabstandet, um einen vorgegebenen Raum oder einen Spalt G (3A) zwischen dem Zapfen 32 und dem Ritzel 28 zu definieren, wobei der Spalt G zur Aufnahme der Zahnstange 30 darin bemessen ist, wie weiter unten beschrieben wird.
Die Zahnstange hat eine Anzahl von Zähnen 64, die sich entlang ihrer Länge angrenzend und gerichtet zu einer ersten Seite 65 der Zahnstange 30 erstrecken, wobei die Zähne 64 für einen engen kämmenden Eingriff mit einer Anzahl von Zähnen 66 des Ritzels 28 ausgebildet sind. Wenn die Zähne 64, 66 in vollem kämmenden Eingriff miteinander stehen wird eine zweite Seite 67 der Zahnstange 30, die der ersten Seite 65 gegenüberliegt, in enge Nähe oder in Linie-Linie-Anschlag mit dem Zapfen 62 des Halteelement 32 gebracht, sodass die Zahnstange 30 an einer Bewegung aus dem kämmenden Eingriff mit dem Ritzel 28 gehindert ist. Die Zähne 64, 66 werden gegen eine Bewegung aus dem kämmenden Eingriff miteinander gehindert. Dementsprechend hat der Spalt G eine Abmessung um sicherzustellen, dass der vorstehend genannte kämmende Eingriff der Zähne 64, 66 aufrechterhalten wird, wenn das Ritzel 28 dreht und sich entlang der Länge der Zahnstange 30 bewegt.
Um einen glatten Betrieb zu ermöglichen und eine unerwünschte Blockierung oder ein Ansteigen des Reibungswiderstandes innerhalb des Systems 20 zu vermeiden, hat, wie am besten in 6 zu sehen ist, die zweite Seite 67 der Zahnstange 30 eine graduell konstant abgeschrägte Fläche 68, die sich mindestens entlang eines Teils der zweiten Seite 67 erstreckt. Die in einem nicht beschränkenden Ausführungsbeispiel dargestellte abgeschrägte Fläche 68 beginnt ungefähr in einem Mittelbereich M der Zahnstange 30 zwischen den gegenüberliegenden Enden 50, 54 und ist graduell zu dem distalen Ende 54 entlang einer konstanten Neigung relativ zu einem Teil der Seite 67 abgeschrägt, der sich von dem Mittelbereich M zu dem proximalen Ende 50 erstreckt. Dementsprechend nimmt die Breite W der Zahnstange 30, die sich zwischen den gegenüberliegenden ersten und zweiten Seiten 65, 67 erstreckt, graduell von dem Mittelbereich M zu dem distalen Ende 54 ab, sodass eine erste W1 in dem Mittelbereich größer als eine zweite Breite W2 an dem distalen Ende 54 ist, wobei die Breite W graduell von W1 zu W2 ansteigt. Alternativ nimmt die Breite der Zähne 64 graduell von dem Mittelbereich Zu dem distalen Ende 54 ab, sodass eine dritte W3 in dem Mittelbereich größer ist als eine vierte Breite W4 an dem distalen Ende 54.
Die graduell abgeschrägte Fläche 68 der Zahnstange 30 nimmt eine effektive Vergrößerung der Breite der Zahnstange 30 auf, die sich entlang einer Linie durch die jeweiligen Mitten der Ritzelwelle 56 und des Halteelement-Zapfens 62 erstreckt, falls die Zahnstange 30 nicht abgeschrägt wäre. Wenn die Zahnstange 30 während einer Schwenkbewegung der Tür 12 schwenkt, dreht sich die Längsachse der Seite 67 der Zahnstange aus einer anderenfalls quer stehenden Beziehung relativ zu einer Achse A1, die durch die jeweiligen Mitten der Ritzelwelle 56 und des Halteelement-Zapfens 62 passiert, wie über einen Winkel α (90°) in 3A dargestellt ist, zu einem Winkel β (größer als 90°), wie in 5A dargestellt ist, und somit nimmt die effektive Abmessung des Spalts G, der vorgesehen ist, um die Zähne 64 der Zahnstange aufzunehmen, ab, und somit resultiert ohne die abgeschrägte Fläche 86 eine Blockierung der Zahnstange 30 zwischen dem Ritzel 28 und dem Halteelement 32. Der Winkel β wird als Ergebnis dessen gebildet, dass sich die Zahnstange 30 entlang eines nichtlinearen Wegs (der nichtlineare Weg ist in den Figuren dargestellt) während der Tür-Öffnungsbewegung bewegt, da die Zahnstange 30 auf der Montagehalterung 52, die mit der Fahrzeugkarosserie 14 wie der A- oder der B-Säule verbunden ist, schwenkt.
Mit der Tür 12 in der geschlossenen Position ist im Gebrauch das Ritzel 28 näher an dem proximalen Ende 50 der Zahnstange 30 als am distalen Ende 54. Dann, wenn die Tür 12 über eine selektive Betätigung des Motors 26 geöffnet wird (das heißt beispielsweise durch Steuerung der Ein/Aus-Spannung, die an den Motor 26 durch pulsbreitenmodulierte Signale angelegt wird, die durch das elektronische Steuermodul 40 ausgegeben werden), wird das Ritzel 28 drehend angetrieben und veranlasst, sich entlang der Länge der Zahnstange 30 zu dem distalen Ende 54 zu bewegen, bis der gewünschte Tür-Öffnungsgrad erreicht ist. Wenn sich das Ritzel 28 entlang der Länge der Zahnstange 30 bewegt, wird verursacht, dass die Zahnstange 30 schwenkt (in einer oszillierenden/Wellenbewegung, wie eine nichtlineare oszillierende/Wellenbewegung), und zwar um einen Zahnstangen-Montagestift 70, der an der Montagehalterung 52 direkt neben dem proximalen Ende 50 befestigt ist, und aufgrund eines Versatzes zwischen der vertikalen Achse 44, um die die Tür 12 angelenkt ist, und dem Montagestift 70 werden die Ritzelwelle 56 und das Ritzel 28 dazu veranlasst, sich auf einem gebogenen, nichtlinearen Weg zu bewegen, der als allgemein S-förmig dargestellt ist (7). Die Möglichkeit der Zahnstange 30, frei zu schwenken und dem gebogenen Pfad zu folgen, während sie in einem konstanten Abstand zu der Ritzelwelle 56 verbleibt, wird durch den einzelnen Zapfen 62 des Halteelement 32 ermöglicht, und zwar dadurch, dass die Zahnstange 30 von dem proximalen Ende 50 freitragend ist und ferner durch die abgeschrägte Fläche 68 aus den oben diskutierten Gründen, was zu minimalen Verlusten aufgrund Reibung, dem konstant kämmenden Eingriff der Anzahl von Zähnen 66 des Ritzels 28 mit den Zähnen 64 der Zahnstange 30 führt, um eine Blockierung zwischen der Anzahl von Zähnen 66 des Ritzels 28 und dem Ritzel 28 und auch ein Lösen das heißt einen Schlupf zwischen der Anzahl von Zähnen 66 des Ritzels 28 und den Zähnen 64 der Zahnstange 30 zu vermeiden. Mit den minimalen Reibungsverlusten, die im gesamten angetriebenen Türbetätigungssystem 20 resultieren, können der Motor 26 und andere zugeordneten Komponenten in der Größe, Komponentenstärke und dem Gewicht und der Leistungsfähigkeit reduziert werden, wodurch Raumanforderungen, die zur Aufnahme des Systems 20 benötigt werden, reduziert werden und die Kosten, die mit den Komponenten und ihrer Montage verbunden sind, reduziert werden.
Die 7-9 zeigen ein nicht beschränkendes Ausführungsbeispiel des angetriebenen Schwenktür-Stellglieds 122, das in Übereinstimmung mit einem anderen Aspekt der Offenbarung ausgebildet ist, in verschiedenen Betriebsstufen zur Bewegung der Fahrzeug-Schwenktür 12 zwischen einer geschlossenen Position, einer offenen Zwischenposition und einer vollständig geöffneten Position. Dieselben Bezugsziffern werden wie oben für das Schwenktür-Stellglied 22 verwendet, die um einen Faktor 100 versetzt sind, um gleiche Merkmale zu bezeichnen. Die Schwenktür 12 ist dieselbe wie oben besprochen mit der Ausnahme, dass das Schwenktür-Stellglied 122 unten weiter diskutiert wird, und somit erscheint eine Diskussion von anderen Merkmalen als solchen, die auf das angetriebene Schwenktür-Stellglied 122 gerichtet sind, als nicht erforderlich.
Das angetriebene Schwenktür-Stellglied 122 kann innerhalb des inneren Hohlraums 24 montiert werden, wie es oben für das angetriebene Schwenktür-Stellglied 22 diskutiert wurde, wobei ein erstes Abschlussende, das auch als proximales Ende 150 eines Türkontrollelements bezeichnet wird, als eine Zahnstange 130 vorgesehen ist, die schwenkbar mit der Fahrzeugkarosserie 14 wie an einer A-Säule und/oder einer B-Säule über eine Montagehalterung 52 vorgesehen ist, wobei sich die Zahnstange 130 allgemein in freitragender Weise horizontal zu einem nicht gestützten zweiten Abschlussende erstreckt, das auch als distales Ende 154 bezeichnet wird.
Wie oben diskutiert wurde ist ein drehendes Antriebselement, das durch das Ritzel 28 und die damit verbundene Ritzelwelle 56 gegeben ist, mit dem Stirnrad 39 über das Ritzel 28 verbunden, wobei sich die Ritzelwelle 56 entlang einer Ritzelwellen-Achse 57 erstreckt.
Das Schwenktür-Stellglied 122 umfasst ein Haltemerkmal, das auch als Halteelement 132 bezeichnet wird, das als integrales Merkmal der Zahnstange 130 ausgebildet gezeigt ist. Das Haltelement 132 ist als ein Durchgangschlitz 132' ausgebildet, der sich entlang der Länge der Zahnstange 132 erstreckt. Der Durchgangschlitz 132' erstreckt sich durch das Material der Zahnstange 130 längs entlang eines nichtlinearen (nicht geraden) Serpentinenwegs zwischen gegenüberliegenden Enden 80, 82 zwischen gegenüberliegenden ersten und zweiten Seiten 165, 167, beispielsweise und ohne Beschränkung allgemein in paralleler Beziehung den gegenüberliegenden Seiten 165, 167 folgend und in allgemein paralleler Beziehung den Zähnen 164 folgend. Dementsprechend folgt der Weg, entlang dessen sich der Durchgangschlitz 132' erstreckt, dem Weg, an dem sich die Zähne 164 erstrecken, und zwar in seitlich beabstandeter Beziehung dazu, und somit, wie in 6A dargestellt ist, verbleibt eine Mittelachse, die auch als Mittellinie (CL) bezeichnet wird, des Durchgangsschlitzes 132' von einem vorgezeichneten Weg (TE) beabstandet, entlang dessen die Zähne 134 folgen, wobei der dargestellte vorgezeichnete Weg TE sich in tangentialer Beziehung mit den Abschlussenden der Zähne 164 erstreckt. Der vorgezeichnete Weg TE wird in seitlich beabstandeter Beziehung von der Mittellinie CL über einen konstanten Abstand (d) entlang der ganzen Länge des Durchgangsschlitzes 132' gehalten. Desweiteren folgt die Mittellinie CL auch der nichtlinearen, allgemein S-förmigen Bahn (10), entlang derer sich die Ritzelwelle 56 und das Ritzel 28 natürlich während eines Falls der Türöffnung und der Türschließung aufgrund eines lateralen Versatzes zwischen den oberen und unteren Türscharnieren 16, 18 und dem Zahnstangen-Montagestift 170 bewegen, um den die Zahnstange 130 schwenkt. Wie in 10 dargestellt ist, hat die S-förmige Bahn 83 und somit der Weg, entlang dessen sich die Mittellinie CL erstreckt und dem die angetriebene Ritzelwelle 56 folgt, zwischen einer ersten Position, in der die angetriebene Ritzelwelle 56₁ einer Position mit geschlossenen Tür 12₁ entspricht, und einer zweiten Position, in der die angetriebene Ritzelwelle 56₂ einer Position mit geschlossenen Tür 12₂ entspricht, variierende Krümmungsradien, sodass ein Radius (r1) angrenzend an das distale Ende 154 unterschiedlich zu einem Radius (r2) angrenzend an das proximale Ende 150 sein kann, während ein Radius (r3) zwischen r1 und r2 sich von r1 und r2 unterscheiden kann. Es ist festzustellen, dass die Radien r1, r2, r3 größere Radien als die haben können, die in 10 dargestellt sind. Dies ermöglicht es der Zahnstange 130 natürlich um das Ritzel in Fällen der Türöffnung und der Türschließung zu schwenken, wodurch eine Blockierung der Zahnstange 130 mit dem Ritzel 28 verhindert wird. Mit Bezugnahme auf 11 ist dort diagrammartig der gewellte nichtlinearen Weg 200 dargestellt, dem ein beispielhafter Bezugspunkt P1 der Zahnstange 30 folgt, wenn die Zahnstange 30 um den Zahnstangen-Montagestift 170 schwenkt, wenn die Tür 12 (nicht dargestellt) um die Scharniere 16, 18 schwenkt, wenn das Ritzel 28 die Zahnstange 30 antreibt, um das Schwenken der Tür 12 durchzuführen, und wenn die Ritzelwelle 56 durch den Schlitz 132' über einen festen Abstand C geführt wird. Das distale Ende 154 kann hin und her gehen R, um den konstanten kämmenden Eingriff der Zähne 164 mit der Anzahl von Zähnen 66 des Ritzels 28 in einer Weise sicherzustellen, die oben beschrieben wurde. Nur aus Gründen der Erläuterung, um die wellenförmige Oszillationsbewegung der Zahnstange 30 in 11 zu zeigen, ist die Zahnstange 30 in Relativbewegung (d.h. der Zahnstangen-Montagestift 170 ist dem Weg D folgend dargestellt) zu dem festen Schwenkpunkt der Tür um die Scharniere 16, 18 und einer festen Wellenachse 57 dargestellt, die um die Türscharniere 16, 18 zentriert ist.
Die Zähne 164 sind vorgesehen, um sich nach oben von einer ebenen Fläche 84 der Zahnstange 130 zu erstrecken und um sich entlang der Länge der Zahnstange 130 angrenzend an die erste Seite 165 und zu einer zweiten Seite 167 der Zahnstange 130 gerichtet zu erstrecken, wobei die Zähne für einen engen kämmenden Eingriff mit einer Anzahl von Zähnen 66 des Ritzels 28 ausgebildet sind, wenn sich das Ritzel 28 entlang der gesamten Länge des Durchgangsschlitzes 132' bewegt. Mit den Zähnen 164, 66 in vollem kämmenden Eingriff miteinander ist die Ritzelwelle 56 innerhalb des Durchgangsschlitzes 132' für eine enge Gleitaufnahme darin entlang der vollständigen Länge des Durchgangsschlitzes 132' angeordnet. Obwohl die Ritzelwelle 56 frei längs innerhalb des Durchgangsschlitzes 132' entlang der Mittellinie CL verschoben werden kann, ist in seitlicher Richtung, die sich quer zur Mittellinie CL zu gegenüberliegenden Seiten 165, 167 erstreckt, minimales Spiel (Anschlag) vorgesehen, und somit verbleiben die Zähne 164, 66 in optimal gleichförmigem Eingriff miteinander, wodurch verhindert wird, dass sich die Zähne 164, 66 seitlich aufeinander zu und voneinander weg bewegen, während die Tür 12 schwenkt, um ein glattes Abrollen des Ritzels 28 entlang der Zahnstange 130 während einer Bewegung der Tür 12 von der geschlossenen Position zu der geöffneten Position und umgekehrt zu fördern. Die Zähne 164, 66 werden an einer Bewegung aus dem kämmenden Eingriff miteinander gehindert.
Die vorstehende Beschreibung der Ausführungsbeispiele wurde zu Zwecken der Erläuterung und Beschreibung gegeben. Sie ist nicht als erschöpfend oder zur Beschränkung der Offenbarung beabsichtigt. Individuelle Elemente, Anordnungen/Unteranordnungen oder Merkmale eines bestimmten Ausführungsbeispiels sind allgemein nicht auf das bestimmte Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern können, wenn möglich, ausgetauscht werden und können in einem ausgewählten Ausführungsbeispiel verwendet, selbst wenn dies nicht speziell dargestellt oder beschrieben ist. Dieselben können auch auf viele Weisen geändert werden. Solche Veränderungen sollen nicht als eine Abweichung von der Offenbarung angesehen werden, und es ist beabsichtigt, dass alle derartigen Modifikationen innerhalb des Umfangs der Offenbarung eingeschlossen sind.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 62573858 [0001]
US 9174517 [0005]

Claims

Angetriebenes Schwenktür-Stellglied (22, 122) zum Schwenken einer Fahrzeugtür (12) relativ zu einer Fahrzeugkarosserie (14) um eine erste Achse (44) zwischen einer geschlossenen Position und einer offenen Position, wobei das angetriebene Schwenktür-Stellglied (22, 122) aufweist: einen angetriebenen Antriebsmechanismus (26), der für eine Befestigung an der Fahrzeugtür (12) ausgestaltet ist, ein drehendes Antriebselement (28), das mit dem angetriebenen Antriebsmechanismus (26) für eine Drehung in Abhängigkeit von einer selektiven Betätigung des angetriebenen Antriebsmechanismus (96) verbunden ist, und eine längliche Schiene (30, 130), die sich zwischen einem proximalen Ende (50, 150) und einem distalen Ende (54, 154) erstreckt, wobei das proximale Ende (50, 150) für eine Verbindung mit der Fahrzeugkarosserie (14) für eine Schwenkbewegung um eine zweite Achse (70, 170), die von der ersten Achse (44) beabstandet ist, ausgebildet ist, und ein Haltemerkmal (32, 132), wobei das drehende Antriebselement (28) ausgebildet ist, um in Eingriff mit der länglichen Schiene (30, 130) durch das Haltemerkmal (32, 132) gehalten zu werden, wobei eine Drehbewegung des drehenden Antriebselements (28) in einer ersten Richtung bewirkt, dass die Fahrzeugtür (12) in einer Öffnungsrichtung aus der geschlossenen Position zu der offenen Position bewegt wird, und das Haltemerkmal (32, 132) es der länglichen Schiene (30, 130) ermöglicht, um die zweite Achse (70, 170) zu oszillieren, wenn das drehende Antriebselement (28) sich entlang eines nichtlinearen Wegs bewegt, während eine Drehbewegung des drehenden Antriebselements (28) in einer zweiten Richtung bewirkt, dass die Fahrzeugtür (12) sich in einer Schließrichtung aus der offenen Position zu der geschlossenen Position bewegt und das drehende Antriebselement (28) sich entlang der länglichen Schiene (30, 130) entlang des nichtlinearen Wegs bewegt.
Angetriebenes Schwenktür-Stellglied (22, 122) nach Anspruch 1, wobei das drehenden Antriebselement ein Ritzel (28) ist und die längliche Schiene (30, 130) eine Anzahl von Zähnen (64, 164) aufweist, die in kämmendem Eingriff mit dem Ritzel (28) durch das Haltemerkmal (32, 132) gehalten werden.
Angetriebenes Schwenktür-Stellglied (22) nach Anspruch 2, wobei die längliche Schiene (42) eine erste Seite (65) und eine gegenüberliegende zweite Seite (67) aufweist, die sich von dem proximalen Ende (50) zu dem distalen Ende (54) erstreckt, wobei die erste Seite (65) zu dem Ritzel (28) gerichtet ist und die zweite Seite (67) eine abgeschrägte Fläche (68) aufweist.
Angetriebenes Schwenktür-Stellglied (22) nach Anspruch 3, wobei das Haltemerkmal (32) an der zweiten Seite (67) angreift und die abgeschrägte Fläche (68) quert, wenn sich die Fahrzeugtür (12) zwischen der offenen Position und der geschlossenen Position bewegt.
Angetriebenes Schwenktür-Stellglied (22) nach Anspruch 3 oder 4, wobei das Ritzel (28) an einer Ritzelwelle (56) befestigt ist und das Haltemerkmal (32) auf der Ritzelwelle (56) für eine Relativbewegung dazu getragen ist.
Angetriebenes Schwenktür-Stellglied (22) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei die abgeschrägte Fläche (68) eine Breite (W) bildet, die sich von der ersten Seite (65) zu der zweiten Seite (67) erstreckt, wobei die Breite (W) entlang einer Richtung, die sich zu dem distalen Ende (54) erstreckt, konstant abnimmt.
Angetriebenes Schwenktür-Stellglied (122) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die längliche Schiene (130) eine erste Seite (165) und eine gegenüberliegende zweite Seite (167) aufweist, die sich von dem proximalen Ende (150) zu dem distalen Ende (154) erstreckt wobei das Haltemerkmal (132) als ein Durchgangsschlitz (132') ausgebildet ist, der für eine Aufnahme einer Welle (56) des drehenden Antriebselements (28) für eine Bewegung darin ausgestaltet ist, wobei der Durchgangsschlitz (132') eine längliche nichtlineare Mittellinie (CL) aufweist, die sich zwischen dem proximalen Ende (150) und dem distalen Ende (154) zwischen der ersten Seite (165) und der zweiten Seite (167) erstreckt.
Angetriebenes Schwenktür-Stellglied (122) nach Anspruch 7, wobei das drehende Antriebselement ein Ritzel (28) aufweist, das an der Welle (56) befestigt ist, und die längliche Schiene (130) eine Anzahl von Zähnen (164) aufweist, die in kämmendem Eingriff mit dem Ritzel (28) durch das Haltemerkmal (132) gehalten werden, wobei sich die Zähne (164) entlang eines Wegs in paralleler Beziehung zu der Mittellinie (CL) erstrecken.
Angetriebenes Schwenktür-Stellglied (122) nach Anspruch 8, wobei die Mittellinie (CL) eine allgemein S-förmige Bahn (83) aufweist.
Angetriebenes Schwenktür-Stellglied (122) nach Anspruch 9, wobei die allgemeinen S-förmige Bahn (83) der Mittellinie (C L) variierende Krümmungsradien aufweist.