DE102022117394A1

DE102022117394A1 - Automatischer Türöffner und Kraftfahrzeug mit einem automatischen Türöffner

Info

Publication number: DE102022117394A1
Application number: DE102022117394.1A
Authority: DE
Inventors: Erik Braden; Markus Koedderitzsch
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2022-07-12
Filing date: 2022-07-12
Publication date: 2024-01-18
Also published as: WO2024012830A1

Abstract

Ein automatischer Türöffner, insbesondere zur Verwendung in einem Kraftfahrzeug, mit einem Gehäuse (20), einem im Gehäuse (20) längsbewegbar gelagerten Stößel (22) und einem elektrischen Stößelantrieb (24), der ausgebildet ist, um den Stößel (22) zwischen einer in das Gehäuse (20) zurückgezogenen Ruhestellung in einer aus dem Gehäuse (20) heraustretenden Betätigungsstellung vor und zurück zu bewegen, zeichnet sich dadurch aus, dass zusätzlich zum elektrischen Stößelantrieb (24) ein mechanischer Hilfsantrieb (26) vorgesehen ist, der ausgebildet ist, um bei einer Aktivierung den Stößel (22) aus der Ruhestellung in die Betätigungsstellung verlagern zu können.

Description

Die Erfindung betrifft einen automatischen Türöffner, insbesondere zur Verwendung in einem Kraftfahrzeug, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Sie betrifft weiterhin ein Kraftfahrzeug gemäß Patentanspruch 8 mit einer Fahrzeugkarosserie und zumindest einer Fahrzeugtür mit einem elektrisch betätigbaren Türschloss sowie zumindest einem solchen automatischen Türöffner.
Die steigenden Anforderungen an die Kraftfahrzeug-Aerodynamik haben dazu geführt, dass bei vielen Kraftfahrzeugen äußere Türgriffe heute bereits versenkt eingebaut sind und nur bei Bedarf motorisch aus der Tür herausgefahren werden. Doch auch diese versenkt eingebauten Türgriffe verursachen noch einen Luftwiderstand, den man gerne vermeiden möchte.
Es sind Kraftfahrzeuge in der Entwicklung, bei denen die Türen gar keine äußeren Türgriffe mehr aufweisen. Stattdessen ist beispielsweise in oder unter der Türhaut nur eine kleine Bedienstelle vorgesehen, über die jedoch keine oder keine ausreichend hohe Zugkraft auf die Tür aufgebracht werden kann, um diese von außen öffnen zu können. Über diese Bedienstelle wird üblicherweise ein elektrischer Türöffnungsmechanismus aktiviert, der die Tür bei entriegeltem Türschloss geringfügig aus dem Türausschnitt der Fahrzeugkarosserie herausdrückt, so dass die Tür am Türrand gegriffen und aufgezogen werden kann. Auf dem Markt bekannt ist dies beispielsweise bei Karosseriedeckeln für den Kofferraum oder bei nicht dem Ein- und Ausstieg von Passagieren dienenden Heckklappen von Kombifahrzeugen.
Derartige Öffnungsmechanismen für Karosserieklappen oder Fahrzeugtüren, weisen einen automatischen Türöffner, einen so genannten Door-Presenter, auf, der in der Fahrzeugtür angeordnet ist und der die Fahrzeugtür einen kleinen Spalt öffnen, indem ein Stößel gegen einen Schließbügel des Türschlosses oder gegen den Seitenrahmen am Rand des Türausschnitts der Fahrzeugkarosserie drückt. Der Stößel ist von einem kleinen und kompakten Elektromotor angetrieben und nur ausgelegt, um eine verhältnismäßig geringe Kraft aufzubringen, die ausreicht, um die Tür im Normalzustand geringfügig aus dem Türausschnitt der Fahrzeugkarosserie herauszudrücken. Ist die Tür beispielsweise im Winter vereist oder ist das Fahrzeug als Folge eines Unfalls stromlos geschaltet, so funktioniert dieser elektrische Stößelantrieb nicht mehr in der gewünschten Weise. Solch ein bekannter Door-Presenter kann folglich weder hohe Kräfte generieren, noch ist er im stromlosen Fahrzeugzustand einsatzbereit; er kann nur bei einem funktionierenden elektrischen Bordnetz des Kraftfahrzeugs arbeiten.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen verbesserten automatischen Türöffner anzugeben, der auch bei einer hohen erforderlichen Öffnungskraft und nach einer Fahrzeugkollision zuverlässig funktioniert. Weiterhin ist es die Aufgabe, ein Kraftfahrzeug mit einem derartigen automatischen Türöffner anzugeben, dessen zumindest eine Fahrzeugtür sich auch unter erschwerten Bedingungen, und auch nach einem Unfall zuverlässig öffnen lässt.
Der auf den automatischen Türöffner gerichtete Teil der Aufgabe wird gelöst durch einen automatischen Türöffner mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
Ein automatischer Türöffner, insbesondere zur Verwendung in einem Kraftfahrzeug, ist versehen mit einem Gehäuse, einem im Gehäuse längsbewegbar gelagerten Stößel und einem elektrischen Stößelantrieb, der ausgebildet ist, um den Stößel zwischen einer in das Gehäuse zurückgezogenen Ruhestellung in einer aus dem Gehäuse heraustretenden Betätigungsstellung vor und zurück zu bewegen. Dieser automatische Türöffner zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, dass zusätzlich zum elektrischen Stößelantrieb ein separater, vorzugsweise mechanischer, Hilfsantrieb vorgesehen ist, der ausgebildet ist, um bei einer Aktivierung den Stößel aus der Ruhestellung in die Betätigungsstellung verlagern zu können.
Im Normalbetrieb sorgt der elektrische Stößelantrieb, der einen elektromotorischen oder elektromagnetischen Aktuator zur Betätigung des Stößels bildet, dafür, dass der Stößel bei einem Öffnungsvorgang aus seiner bei vollständig geschlossener Fahrzeugtür eingenommenen Ruhestellung in seine Betätigungsstellung ausgefahren wird und dabei eine Relativkraft zwischen der Fahrzeugtür und der Fahrzeugkarosserie aufbringt, um die Fahrzeugtür um den Stößelhub zu öffnen und in eine so genannte Greifposition zu bringen, in der die Fahrzeugtür von außen mit einer Hand gegriffen und vollständig geöffnet werden kann. Wenn jedoch in einem Überlastfall die Kraft des elektrischen Stößelantriebs nicht mehr ausreicht, um die Tür in die Greifposition aufzudrücken, beispielsweise weil die Tür oder die Türdichtung im Winter vereist ist, kann der einen Kraft- oder Druckspeicher aufweisende, vom elektrischen Stößelantrieb separate Hilfsantrieb ausgelöst werden und in einem Unterstützungsbetrieb den elektrischen Stößelantrieb mit einer vom Hilfsantrieb zusätzlich aufgebrachten Öffnungskraft unterstützen.
Der Hilfsantrieb benötigt für die Bewegung des Stößels keine elektrische Energie, sondern er weist dazu einen, vorzugsweise mechanischen, Energiespeicher auf. Anstelle eines mechanischen Energiespeichers kann ein pneumatischer oder hydraulischer Druckspeicher als Energiespeicher vorgesehen sein, der beim Auslösen des Hilfsantriebs mittels des in ihm gespeicherten Druckfluids beispielsweise eine Kolben-Zylinder-Einheit betätigt, die den Stößel mit einer Axialkraft beaufschlagt und die Axialbewegung des Stößels bewirkt. Alternativ kann der Energiespeicher eine pyrotechnische Aktuatoreinrichtung aufweisen, die - wie beispielsweise bei einem Airbag - durch Zünden einer Chemikalie ein expandierendes Druckfluid erzeugt, das dann ebenfalls beispielsweise eine Kolben-Zylinder-Einheit betätigt.
Wenn bei einem Stromausfall der elektrische Stößelantrieb überhaupt nicht mehr funktioniert, lässt sich für einen Notbetrieb des automatischen Türöffners der erfindungsgemäß vorgesehene Hilfsantrieb aktivieren, der den Stößel mit seiner gespeicherten Energie aus der Ruhestellung in die Betätigungsstellung bewegt.
Weitere bevorzugte und vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale des erfindungsgemäßen automatischen Türöffners sind Gegenstand der Unteransprüche 2 bis 7.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der elektrische Stößelantrieb eine elektrische oder elektromagnetische Antriebseinrichtung aufweist. Diese elektrische oder elektromagnetische Antriebseinrichtung, beispielsweise ein Elektromotor oder ein Elektromagnet, erzeugt im Normalbetrieb die Kraft, die dafür benötigt wird, den Stößel aus seiner Ruhestellung in die Betätigungsstellung und auch zurück aus der Betätigungsstellung in die Ruhestellung zu bewegen. Vorzugsweise treibt die elektrische oder elektromagnetische Antriebseinrichtung dazu noch ein zwischen der elektrischen oder elektromagnetischen Antriebseinrichtung und dem Stößel vorgesehenes mechanisches Getriebe an.
Von besonderem Vorteil ist es auch, wenn der Hilfsantrieb eine Feder aufweist oder von einer Feder gebildet ist, die zwischen dem Gehäuse und dem Stößel wirksam ist und die in einer Bereitschaftsstellung einen in Richtung der Betätigungsstellung des Stößels vorgespannten Zustand einnimmt und von einer Rückhalteeinrichtung in diesem vorgespannten Zustand gehalten wird. Diese Feder bildet einen mechanischen Energiespeicher, der unabhängig von einer elektrischen Energieversorgung die erforderliche Kraft zur Verlagerung des Stößels aufbringen kann. Dabei ist es von Vorteil, wenn die Feder eine Druckfeder ist. Die Rückhalteeinrichtung kann zur Freigabe der Feder mechanisch oder elektrisch auslösbar sein.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Rückhalteeinrichtung zur Freigabe der Feder elektrisch auslösbar ist. Hierdurch wird die mechanische Komplexität des Aufbaus gesenkt und insbesondere die Auslösevorrichtung für die Rückhalteeinrichtung konstruktiv vereinfacht, die zur elektrischen Betätigung der Rückhalteeinrichtung zum Beispiel von einem in der Türhaut oder in der Haut der Fahrzeugkarosserie vorgesehenen elektrischen Taster oder Schalter gebildet sein kann, der bei Betätigung die Rückhalteeinrichtung des automatischen Türöffners einer zugeordneten Fahrzeugtür oder vorzugsweise zentral die Rückhalteeinrichtungen der automatischen Türöffner aller Fahrzeugtüren auslöst.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen automatischen Türöffners ist der Stößelantrieb ausgebildet, um den Stößel bei ausgelöstem Hilfsantrieb gegen die Kraft der Feder aus der Betätigungsstellung in die Ruhestellung zu bewegen und die Feder durch die Rückhalteeinrichtung im vorgespannten Zustand zu sichern. Hierdurch kann nach einem Auslösen der Feder des Hilfsantriebs diese Feder durch den Stößelantrieb wieder gespannt werden und der Hilfsantrieb wieder aus der im Notbetrieb ausgelösten Stellung zurück in seine Bereitschaftsstellung gebracht werden.
Besonders bevorzugt ist eine Weiterbildung der Erfindung, bei der eine Arretiervorrichtung vorgesehen ist, die ausgebildet ist, um den durch den ausgelösten Hilfsantrieb im Notbetrieb in die Betätigungsstellung verlagerten Stößel in der Betätigungsstellung zu arretieren. Diese Arretierung sorgt dafür, dass es auch mit großem Kraftaufwand nicht mehr möglich ist, die im Notbetrieb geöffnete Fahrzeugtür wieder vollständig zu schließen; sie kann so höchstens wieder bis in die Greifposition zurückfallen.
Der auf das Kraftfahrzeug gerichtete Teil der Aufgabe wird gelöst durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 8.
Ein Kraftfahrzeug mit einer Fahrzeugkarosserie und zumindest einer Fahrzeugtür mit einem elektrisch betätigbaren Türschloss sowie zumindest einem erfindungsgemäßen automatischen Türöffner ist dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine automatische Türöffner zwischen einer Fahrzeugtür und einem karosserieseitigen Türrahmen oder einem anderen karosseriefesten Bauteil kraftwirksam vorgesehen ist. Der automatische Türöffner kann dazu entweder an der Tür oder an der Fahrzeugkarosserie beziehungsweise dem anderen karosseriefesten Bauteil angebracht sein. Unter einer Fahrzeugtür im Sinne der vorliegenden Erfindung ist jede zu öffnende Abdeckung einer Karosserieöffnung zu verstehen, insbesondere eine klassische Schwenktür, eine Schiebetür oder auch eine andere Karosserieklappe (beispielsweise eine Heckklappe oder Frontklappe). Der erfindungsgemäße automatische Türöffner ist für alle diese Arten einer zu öffnenden Abdeckung von Karosserieöffnungen geeignet. Es kann pro Fahrzeugtür oder Klappe ein automatischer Türöffner vorgesehen sein oder es können auch mehrere automatische Türöffner einer Fahrzeugtür oder -klappe zugeordnet sein.
Vorzugsweise ist eine elektrische Steuerungseinrichtung vorgesehen, die ausgebildet ist, um das elektrisch betätigbare Türschloss und den Stößelantrieb bei Betätigung eines elektrischen Kontaktgebers mit elektrischer Energie zu versorgen, und die Steuerungseinrichtung ist dabei ausgebildet, um in einem Überlastfall des Stößelantriebs () oder nach Erhalt eines einen Fahrzeugunfall repräsentierenden Crash-Signals bei Betätigung des elektrischen Kontaktgebers das elektrisch betätigbare Türschloss zu entriegeln und die Rückhalteeinrichtung elektrisch oder elektromechanisch auszulösen und dadurch den Hilfsantrieb zu aktivieren. Ist beispielsweise im Winter bei hoher Luftfeuchtigkeit und großer Kälte die Tür vereist, so dass die Kraft des Stößelantriebs nicht mehr ausreicht und dieser überlastet ist, so wird zusätzlich der Hilfsantrieb aktiviert, um die Tür in die Greifposition bringen zu können. Wird andererseits bei einem Unfall ein Crash-Signal ausgelöst, so geht die Steuerungseinrichtung in einen Notfallbetrieb über, in dem der elektrische Kontaktgeber, beispielsweise ein in der Türhaut oder der Karosseriehaut vorgesehener elektrischer Taster oder Schalter, bei einer Betätigung nicht mehr den elektrischen Stößelantrieb aktiviert, sondern die Rückhalteeinrichtung auslöst und dadurch den Hilfsantrieb aktiviert, der dann die Fahrzeugtür mit mechanischer Energie in die Greifposition bringt.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäß ausgestalteten Kraftfahrzeugs ist eine Notstromversorgung vorgesehen, die im Falle einer unfallbedingten Abschaltung des elektrischen Bordnetzes des Kraftfahrzeugs oder einem Ausfall des Bordnetzes im Kraftfahrzeug zumindest die elektrische Steuerungseinrichtung, das elektrisch betätigbare Türschloss und die Rückhalteeinrichtung mit elektrischer Energie versorgt. Eine derartige Notstromversorgung kann beispielsweise von lokal vorgesehenen und vorzugsweise der entsprechenden Fahrzeugtür zugeordneten Stromspeichern gebildet sein, die für einen vorgegebenen Zeitraum ausreichend elektrische Energie gespeichert haben, um das elektrische Türschloss zu entriegeln und die zugeordnete Rückhalteeinrichtung auszulösen.
Das Prinzip der Erfindung ist eine Koppelung eines elektrischen Door-Presenters mit einem zusätzlichen und vom elektrischen Stößelantrieb separaten, also dazu redundanten Hilfsantrieb mit einem mechanischem Energiespeicher, zum Beispiel mit einer Feder, oder mit einem als Druckspeicher ausgebildeten Energiespeicher oder einem pyrotechnischen Energiespeicher. Der federbeaufschlagte mechanische Door-Presenter spannt die Feder mit etwa 1000 N und hält die Feder dauerhaft gespannt.
Im Crashfall wird der Energiespeicher, beispielsweise die Feder, über einen elektrischen Impuls beim Öffnen der Tür freigegeben. Dadurch muss deutlich weniger elektrische Energie vorhalten werden, was Bauraum, Gewicht und Kosten einspart, da das elektrische System nur die im Energiespeicher gespeicherte Energie freigibt und nicht erst erzeugen muss. Dies hat im Weiteren den Vorteil, dass im Crashfall der Door-Presenter ausgefahren bleibt und ein erneutes Schließen der Tür verhindert ist. Darüber hinaus kann der elektrische Door-Presenter im Regelbetrieb mit deutlich geringeren Kräften arbeiteten und der elektrische Stößelantrieb muss nicht für einen Regelbetrieb mit höherer Kraft (beispielsweise 1000 N) ausgelegt werden.
Diese Lösung ist auch für den Fall einer verreisten Türe geeignet. Hier kann dann der elektrische Stößelantrieb die Entfaltung der mechanischen Kraft des Hilfsantriebs etwas bremsen, so dass es nicht zu einem stoßartigen Öffnen kommt.
Die beschriebene Lösung ist auch für den stromlosen Fahrzeugzugang möglich, wenn beispielsweise die Fahrzeugbatterie leer ist. Die Lösung kann direkt im Schloss oder als separates Bauteil umgesetzt werden.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung mit zusätzlichen Ausgestaltungsdetails und weiteren Vorteilen sind nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher beschrieben und erläutert.
Es zeigt:

1 eine schematische teilweise geschnittene Ansicht eines in einem Kraftfahrzeug vorgesehenen automatischen Türöffners in der Ruhestellung;
2 den automatischen Türöffner aus 1 in der Betätigungsstellung im Normalbetrieb und
3 den automatischen Türöffner aus 1 in der Betätigungsstellung im Notfallbetrieb.

1 zeigt einen vertikalen Querschnitt durch einen Teil einer Fahrzeugtür 12 eines Kraftfahrzeugs 1 und einen entsprechenden Teil eines Türrahmens 14, der von einer Fahrzeugkarosserie 10 des Kraftfahrzeugs 1 um eine Türöffnung herum gebildet ist. Die Fahrzeugtür 12 befindet sich hier in ihrer geschlossenen Position, in der die Türinnenwand 13 in unmittelbarer Nähe einer Türrahmenwandung 11 gegenüberliegt, sodass zwischen diesen beiden ein schmaler Luftspalt S₁ gebildet ist. Üblicherweise vorgesehene Türdichtungen sind hier der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt. Die Fahrzeugtür 12 ist an ihrer Außenseite von einer Türaußenhaut 15 begrenzt.
Im Inneren der Fahrzeugtür 12 ist ein automatischer Türöffner 2 als Bestandteil eines Türöffnungsmechanismus' angeordnet. Der automatische Türöffner 2 weist ein Gehäuse 20 auf, das mit der Struktur der Fahrzeugtür 12 fest verbunden ist, beispielsweise mit einer zur Türinnenwand 13 gewandten Gehäusestirnwand 20" an der Türinnenwand 13 befestigt ist.
Im Inneren des Gehäuses 20 ist ein in seiner Längsrichtung (hier entlang der Fahrzeugquerrichtung y) bewegbarer Stößel 22 vorgesehen. Die Hin- und Her-Bewegbarkeit des Stößels 22 wird durch den Doppelpfeil P in 1 symbolisiert. Angetrieben wird der Stößel 22 von einem im Gehäuse 20 vorgesehenen Stößelantrieb 24, der im gezeigten Beispiel von einer elektromagnetischen Antriebseinrichtung 25 gebildet ist, die ringförmig ausgebildet ist und in deren zentrale Öffnung 25' der Stößel 22 mit einem zur Türaußenhaut 15 gerichteten ersten Ende 22' als Anker eintaucht. Selbstverständlich kann anstelle eines elektromagnetischen Antriebs auch ein anderer elektrischer Antrieb, beispielsweise mit einer elektromotorisch angetriebenen Schneckenwelle, für die Axialbewegung des Stößels 22 vorgesehen sein. Mit seinem zur Türrahmenwandung 11 hin gewandten zweiten Ende 22" durchdringt der Stößel 22 eine Gehäuseöffnung 20' in der Gehäusestirnwand 20" und eine mit dieser konzentrischen Öffnung 13' in der Türinnenwand 13. Die zur Türrahmenwandung 11 weisende innere Stirnfläche 22''' des Stößels 22 schließt im gezeigten Beispiel in der Ruhestellung des automatischen Türöffners 2 mit der Innenwand 13 ab und liegt der Türrahmenwandung 11 gegenüber.
Der Stößel 22 ist im Bereich seines zweiten Endes 22", von der inneren Stirnfläche 22''' beabstandet, mit einem umlaufenden Bund 23 versehen, dessen Radius größer ist als der Radius des Stößels 22, sodass der umlaufende Bund 23 radial nach außen über die Umfangswand des Stößels 22 hinaus steht.
Auf der von der inneren Stirnfläche 22''' abgewandten Seite des umlaufenden Bundes 23 ist im inneren des Gehäuses 20, an der Gehäuseumfangswand 20''' befestigt, zumindest eine Rückhalteeinrichtung 28 vorgesehen, die in den Figuren nur schematisch dargestellt ist. Die Rückhalteeinrichtung 28 weist ein mit dem Gehäuse 20 fest verbundenes ringförmiges Rückhaltegehäuse 28' und zumindest einen aus dem Rückhaltegehäuse 28' radial nach innen, auf den Stößel 22 zu, bewegbaren Rückhaltearm 28'' auf. In den 1 bis 3 sind beispielhaft zwei Rückhaltearme 28'' gezeigt, es können aber auch weniger oder mehr sein. Der jeweilige Rückhaltearm 28'' ist beispielsweise elektromotorisch oder elektromagnetisch zwischen der in 1 dargestellten radial nach innen ausgefahrenen Position und einer in 3 gezeigten radial nach außen in das Rückhaltegehäuse 28' zurückgezogenen Position bewegbar.
In der in 1 und 2 dargestellten ausgefahrenen Position des Rückhalterarms 28'' liegt dessen radial inneres freies Ende 28''' in unmittelbarer Nähe zum Außenumfang des Stößels 22, ohne diesen jedoch zu berühren. In der in 1 gezeigten Ruhestellung des automatischen Türöffners 2 und auch in der in 2 dargestellten Betätigungsstellung im Normalbetrieb ist zwischen dem jeweiligen Rückhaltearm 28'' der jeweiligen Rückhalteeinrichtung 28 eine als Druckfeder ausgebildete komprimierte Feder 27 angeordnet, die sich mit ihrem karosserieseitigen Ende gegen die Rückhaltearme 28'' der Rückhalteeinrichtung 28 abstützt und die sich mit ihrem karosseriefernen Ende gegen eine vom Stößel 22 durchgriffene ringförmige Gehäuseinnenwand 21 des Gehäuses 20 abstützt. Diese Gehäuseinnenwand 21 begrenzt zugleich den Einbauraum für die elektromagnetische Antriebseinrichtung 25, die sich auf der von der Feder 27 abgewandten Seite der ringförmigen Gehäuseinnenwand 21 befindet. Die als Druckfeder ausgebildete Feder 27 stützt sich also in ihrem vorgespannten Zustand zwischen der ringförmigen Gehäuseinnenwand 21 und den Haltearmen 28'' der Rückhalteeinrichtung 28 ab.
Im Inneren des Gehäuses 20 ist zwischen der Rückhalteeinrichtung 28 und der zur Türinnenwand 13 gewandten Gehäusestirnwand 20'' eine vergleichbar mit der Rückhalteeinrichtung 28 ausgebildete Arretiereinrichtung 30 eines Sicherheitsmechanismus' 3 vorgesehen, die - analog zur Rückhalteeinrichtung 28 - ein umlaufendes ringförmiges Arretiergehäuse 30' und zumindest einen aus dem Arretiergehäuse 30' in Radialrichtung ein- und ausfahrbaren Arretierarm 30'' aufweist. In den 1 bis 3 sind beispielhaft zwei Arretierarme 30'' gezeigt, es können aber auch weniger oder mehr sein. In der in 1 dargestellten Ruhestellung und auch in der in 2 dargestellten Betätigungsstellung im Normalbetrieb sind die Arretierarme 30'' radial nach außen in das ringförmige Arretiergehäuse 30' eingezogen und behindern dadurch die Längsbewegbarkeit des Stößels 22 nicht.
Anhand der 2 wird nachstehend der Normalbetrieb des automatischen Türöffners 2 beschrieben, wobei vorausgesetzt wird, dass ein zugehöriges Türschloss vorher soweit entriegelt worden ist oder zeitgleich entriegelt wird, dass ein Schlossriegel aus einer Türfalle des Türschlosses austreten kann.
Wird im Normalbetrieb des automatischen Türöffners 2 ein in der Türaußenhaut 15 vorgesehener elektrischer Kontaktgeber 16, beispielsweise ein Taster oder ein Sensor oder ein hinter der Türaußenhaut 15 verborgener berührungslos aktivierbarer Kontaktgeber, betätigt, so wird ein Betätigungssignal an eine in den Figuren nur schematisch dargestellte Steuerungseinrichtung 4 übermittelt, woraufhin die elektromagnetische Antriebseinheit 25 des Stößelantriebs 24 mit elektrischer Energie aus einem elektrischen Bordnetz 18 des Kraftfahrzeugs 1 beaufschlagt wird. Der einen Anker für den Elektromagneten der elektromagnetischen Antriebseinrichtung 25 bildende Stößel 22 wird daraufhin in 2 nach rechts, also in Richtung auf die Türrahmenwandung 11 zu, bewegt. Das zweite Ende 22'' des Stößels 22 tritt dabei aus der Öffnung 13' der Türinnenwand 13 hervor und überwindet den Spalt S₁, sodass die Stirnfläche 22''' des Stößels 22 auf der Türrahmenwandung 11 zur Anlage kommt. Der Stößel 22 bewegt sich dabei soweit nach rechts bis der umlaufende Bund 23 gegen die Innenseite der ringförmigen Gehäusestirnwand 20'' zur Anlage kommt. Dabei wird die Fahrzeugtür 12 von der Türrahmenwandung 11 des karosserieseitigen Türrahmens 14 weg gedrückt, wobei der Spalt S₂, der zwischen der Türinnenwand 13 und der Türrahmenwandung 11 gebildet ist, vergrößert wird. Der Spalt S₂ ist also größer ist als der Spalt S₁. Die so aus der Türöffnung geringfügig herausgedrückte Fahrzeugtür 12 kann jetzt von außen am Rand der Türaußenhaut 15 hintergriffen werden und die Fahrzeugtür 12 kann dadurch von außen in ihre Öffnungsstellung gezogen werden. Wie es in 2 erkennbar ist, verbleibt dabei die Feder 27 des Hilfsantriebs 26 vorgespannt in ihrer Position zwischen der ringförmigen Gehäuseinnenwand 21 und den Rückhaltearmen 28'' der Rückhalteeinrichtung 28.
Nachstehend werden anhand der 3 der Notbetrieb und der Überlastbetrieb des automatischen Türöffners 2 beschrieben, wobei auch hier vorausgesetzt wird, dass ein zugehöriges Türschloss vorher soweit entriegelt worden ist oder zeitgleich entriegelt wird, dass der Schlossriegel aus der Türfalle des Türschlosses austreten kann.
Im Notfallbetrieb, das heißt wenn in dem elektrischen Bordnetz 18 keine oder nicht mehr genügend elektrische Energie zur Verfügung steht, um die elektromagnetische Antriebseinrichtung 25 des Stößelantriebs 24 zu betätigen, weil beispielsweise nach einem Unfall das elektrische Bordnetz 18 des Kraftfahrzeugs 1 stromlos geschaltet worden ist, oder beispielsweise bei entleerter Fahrzeugbatterie, wird durch eine Notbetätigung der Hilfsantrieb 26 des automatischen Türöffners 2 aktiviert.
Wird im Notfallbetrieb der elektrischer Kontaktgeber 16 betätigt, so versorgt eine für einen begrenzten Zeitraum, zumindest aber für eine Stunde, vorzugsweise für 24 Stunden, aktiver Notstromversorgung 40, beispielsweise ein Akkumulator oder ein Superkondensator, die Steuergungseinrichtung 4, das elektrische Türschloss und die Rückhalteeinrichtung 28 sowie die Arretiereinrichtung 30 des Sicherheitsmechanismus' 3 mit elektrischer Energie. Die Rückhalteeinrichtung 28 erhält in diesem Fall bei einer Betätigung des elektrischen Kontaktgebers 16 von der Steuerungseinrichtung 4 ein Rückhalteaktuator-Aktivierungssignal und die Rückhaltearme 28'' werden daraufhin von einer nicht dargestellten Aktuatoreinrichtung der Rückhalteeinrichtung 28 radial nach außen in das ringförmige Rückhaltegehäuse 28' gezogen. Sie geben dadurch die komprimierte Feder 27 frei, die daraufhin expandiert, gegen den umlaufenden Bund 23 des Stößels 22 zur Anlage kommt und den Stößel 22 (in den 1 bis 3 nach rechts) bewegt. Das zweite Ende 22'' des Stößels 22 tritt dabei - wie im regulären Normalbetrieb - aus der Öffnung 13' der Türinnenwand 13 hervor und überwindet den Spalt S₁, sodass die Stirnfläche 22''' des Stößels 22 auf der Türrahmenwandung 11 zur Anlage kommt und die Fahrzeugtür 12 von der Türrahmenwandung 11 des karosserieseitigen Türrahmens 14 weg gedrückt, wie dies auch im Normalbetrieb unter Einfluss des elektrischen Stößelantriebs der Fall ist. Die so auch im Notfallbetrieb unter Vergrößerung des Spaltes S₁ zum Spalt S₂ von der Kraft der Feder 27 aus der Türöffnung geringfügig herausgedrückte Fahrzeugtür 12 kann jetzt von außen am Rand der Türaußenhaut 15 hintergriffen werden und die Fahrzeugtür 12 kann dadurch von außen in ihre Öffnungsstellung gezogen werden.
Anders als beim Normalbetrieb wird jetzt zusätzlich auch die Arretiereinrichtung 30 mit elektrischer Energie beaufschlagt, wobei die Arretiereinrichtung 30 von der Steuerungseinrichtung 4 ein Arretieraktuator-Aktivierungssignal erhält, woraufhin die Arretierarme 30'' von einer nicht dargestellten Aktuatoreinrichtung der Arretiereinrichtung 30 radial einwärts aus dem Arretiergehäuse 30' heraus bewegt werden und den umlaufenden Bund 23 des Stößels 22 auf einer von der Stirnfläche 22''' des Stößels 22 abgewandten ringförmigen Stirnfläche 23' des umlaufenden Bundes 23 hintergreifen und dadurch ein Zurückbewegen des Stößels 22 in das Gehäuse 20 verhindern. Die Fahrzeugtür 12 kann daher nicht wieder in den in 1 dargestellten vollständig geschlossenen Zustand zurückfallen.
Im Überlastfall, also wenn die Kraft des elektrischen Stößelantriebs 24 nicht ausreicht, wird zusätzlich zur Stromversorgung des elektrischen Stößelantriebs 24 aus dem Bordnetz 18 und zur Aktivierung des elektrischen Stößelantriebs 24 auch die Rückhalteeinrichtung 28 mit elektrischer Energie versorgt und dadurch aktiviert, um zusätzlich auch die Feder 27 des mechanisch ausgebildeten Hilfsantriebs 26 freizugeben, die dann wie bei der Notfallbetätigung den Stößel 22 zusammen mit der vom elektrischen Stößelantrieb 24 aufgebrachten Kraft in Richtung auf die Türrahmenwandung 11 hin verschiebt und gegen diese drückt. Allerdings erfolgt im Überlastfall keine Arretierung des Stößels 22 durch die Arretiereinrichtung 30. Der Stößel 22 bleibt frei axialbeweglich und kann vom elektrischen Stößelantrieb 24 wieder zurückgezogen werden, wobei die Feder 27 wieder gespannt wird und von der Rückhalteeinrichtung 28 in ihrer gespannten Stellung erneut fixiert wird.
Auch wenn im vorstehend beschriebenen Beispiel der automatische Türöffner 2 in der Fahrzeugtür 12 vorgesehen ist, ist es genauso gut möglich und von der Erfindung mit umfasst, den automatischen Türöffner 2 karosseriefest anzuordnen und den Stößel 22 gegen die Fahrzeugtür 12 drücken zu lassen.
Die Erfindung ist nicht auf den vorstehend beispielhaft von einer Druckfeder gebildeten mechanischen Energiespeicher beschränkt, sondern es kann als Energiespeicher für den separaten Hilfsantrieb alternativ ein pneumatischer, oder ein hydraulischer Druckspeicher vorgesehen sein oder der Hilfsantrieb kann mittels eines pyrotechnisch erzeugten Druckgases antreibbar sein.
Die Erfindung ist nicht auf das obige Ausführungsbeispiel beschränkt, das lediglich der allgemeinen Erläuterung des Kerngedankens der Erfindung dient. Im Rahmen des Schutzumfangs kann die erfindungsgemäße Vorrichtung vielmehr auch andere als die oben beschriebenen Ausgestaltungsformen annehmen. Die Vorrichtung kann hierbei insbesondere Merkmale aufweisen, die eine Kombination aus den jeweiligen Einzelmerkmalen der Ansprüche darstellen.
Bezugszeichen in den Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen dienen lediglich dem besseren Verständnis der Erfindung und sollen den Schutzumfang nicht einschränken.
Bezugszeichenliste

1: Kraftfahrzeug
2: automatischer Türöffner
3: Sicherheitsmechanismus
4: Steuerungseinrichtung
10: Fahrzeugkaroserie
11: Türrahmenwandung
12: Fahrzeugtür
13: Türinnenwand
13': Öffnung in 13
14: karosserieseitiger Türrahmen
15: Türaußenhaut
16: elektrischer Kontaktgeber
18: elektrisches Bordnetz
20: Gehäuse
20': Gehäuseöffnung
20'': Gehäusestirnwand
20''': Gehäuseumfangswand
21: Gehäuseinnenwand
22: Stößel
22': erstes Ende
22'': zweites Ende
22''': Stirnfläche
23: umlaufender Bund
23': ringförmige Stirnfläche von 23
24: elektrischer Stößelantrieb
25: elektromagnetische Antriebseinrichtung
25': zentrale Öffnung von 25
26: separater Hilfsantrieb
27: Feder
28: Rückhalteeinrichtung
28': Rückhaltegehäuse
28'': Rückhaltearm
30: Arretiereinrichtung
30': Arretiergehäuse
30'': Arretierarm
40: Notstromversorgung
S1: kleiner Luftspalt
S2: großer Luftspalt

Claims

Automatischer Türöffner, insbesondere zur Verwendung in einem Kraftfahrzeug, mit einem Gehäuse (20), einem im Gehäuse (20) längsbewegbar gelagerten Stößel (22) und einem elektrischen Stößelantrieb (24), der ausgebildet ist, um den Stößel (22) zwischen einer in das Gehäuse (20) zurückgezogenen Ruhestellung in einer aus dem Gehäuse (20) heraustretenden Betätigungsstellung vor und zurück zu bewegen, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zum elektrischen Stößelantrieb (24) ein separater Hilfsantrieb (26) vorgesehen ist, der ausgebildet ist, um bei einer Aktivierung den Stößel (22) aus der Ruhestellung in die Betätigungsstellung verlagern zu können.
Automatischer Türöffner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Stößelantrieb (24) eine elektrische oder elektromagnetische Antriebseinrichtung (25) aufweist.
Automatischer Türöffner nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Hilfsantrieb (26) eine Feder (27) aufweist oder von einer Feder gebildet ist, die zwischen dem Gehäuse (20) und dem Stößel (22) wirksam ist und die in einer Bereitschaftsstellung einen in Richtung der Betätigungsstellung des Stößels vorgespannten Zustand einnimmt und von einer Rückhalteeinrichtung (28) in diesem vorgespannten Zustand gehalten wird.
Automatischer Türöffner nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (27) eine Druckfeder ist.
Automatischer Türöffner nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückhalteeinrichtung (28) zur Freigabe der Feder (27) elektrisch auslösbar ist.
Automatischer Türöffner nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Stößelantrieb (24) ausgebildet ist, um den Stößel (22) bei ausgelöstem Hilfsantrieb (26) gegen die Kraft der Feder (27) aus der Betätigungsstellung in die Ruhestellung zu bewegen und die Feder (27) durch die Rückhalteeinrichtung (28) im vorgespannten Zustand zu sichern.
Automatischer Türöffner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Arretiervorrichtung (30) vorgesehen ist, die ausgebildet ist, um den durch den ausgelösten Hilfsantrieb (26) in die Betätigungsstellung verlagerten Stößel (22) in der Betätigungsstellung zu arretieren.
Kraftfahrzeug (1) mit einer Fahrzeugkarosserie (10) und zumindest einer Fahrzeugtür (12) mit einem elektrisch betätigbaren Türschloss sowie zumindest einem automatischen Türöffner (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine automatische Türöffner (2) zwischen der Fahrzeugtür (12) und einem karosserieseitigen Türrahmen (14) oder einem anderen karosseriefesten Bauteil kraftwirksam vorgesehen ist.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine elektrische Steuerungseinrichtung (4) vorgesehen ist, die ausgebildet ist, um das elektrisch betätigbare Türschloss und den Stößelantrieb (24) bei Betätigung eines elektrischen Kontaktgebers (16) mit elektrischer Energie zu versorgen, und dass die Steuerungseinrichtung (4) ausgebildet ist, um in einem Überlastfall des Stößelantriebs (24) oder nach Erhalt eines einen Fahrzeugunfall repräsentierenden Crash-Signals bei Betätigung des elektrischen Kontaktgebers (16) das elektrisch betätigbare Türschloss zu entriegeln und die Rückhalteeinrichtung (28) elektrisch oder elektromechanisch auszulösen und dadurch den Hilfsantrieb (26) zu aktivieren.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Notstromversorgung (40) vorgesehen ist, die im Falle einer unfallbedingten Abschaltung des elektrischen Bordnetzes des Kraftfahrzeugs (1) oder einem Ausfall des elektrischen Bordnetzes im Kraftfahrzeug (1) zumindest die elektrische Steuerungseinrichtung (4), das elektrisch betätigbare Türschloss und die Rückhalteeinrichtung (28) mit elektrischer Energie versorgt.