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Die Erfindung betrifft eine Aufstellvorrichtung für eine Kraftfahrzeug-Tür, insbesondere eine grifflose Kraftfahrzeug-Tür wie beispielsweise eine grifflose Kraftfahrzeug-Seitentür, mit einem elektromotorischen Antrieb, und mit einem zugehörigen Stellglied zur Beaufschlagung eines Türflügels, wobei das Stellglied den Türflügel mit einer wegabhängigen Kraft entlang seines Stellweges beaufschlagt. Das heißt, der elektromotorische Antrieb arbeitet auf das zugehörige Stellglied, mit dessen Hilfe der Türflügel beaufschlagt wird.
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Aufstellvorrichtungen für Kraftfahrzeug-Türen sind in vielfältiger Ausgestaltung bekannt und werden im Stand der Technik sowie in der Praxis propagiert. Tatsächlich sorgt die betreffende Aufstellvorrichtung entsprechend den Erläuterungen in der
DE 10 2015 103 826 A1 dafür, dass mit seiner Hilfe der zugehörige Türflügel der betreffenden Kraftfahrzeug-Tür zumindest spaltweise gegenüber einer Kraftfahrzeugkarosserie geöffnet werden kann. Als Folge hiervon besteht für einen Bediener oder Benutzer des Kraftfahrzeuges anschließend die Möglichkeit, den Türflügel durch den auf diese Weise geschaffenen Spalt hindurch zu ergreifen und hierdurch den Türflügel um seine Schwenkachse im Beispielfall aufzuschwenken und zu öffnen.
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Grundsätzlich können an dieser Stelle natürlich nicht nur schwenkbare Kraftfahrzeug-Seitentüren mit einer solchen Aufstellvorrichtung ausgerüstet werden, sondern besteht darüber hinaus die Möglichkeit, alternativ auch eine Heckklappe, eine Schiebetür etc. auf diese Weise aufzustellen. Alternativ kann auch eine Fronthaube mit einer solchen Aufstellvorrichtung ausgerüstet werden. So oder so ist bei einer mit der betreffenden Aufstellvorrichtung ausgerüsteten Kraftfahrzeug-Tür ein Außentürgriff bzw. eine Außenhandhabe in der Regel entbehrlich und kann die Kraftfahrzeug-Tür aerodynamisch besonders günstig gestaltet werden.
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Dazu sind im Stand der Technik unterschiedliche Ausführungsformen solcher Aufstellvorrichtungen bekannt. Beispielsweise zeigt die
FR 2 814 771 A1 eine Aufstellvorrichtung, die in der Art eines Spindeltriebes ein stangenförmiges Stellglied beaufschlagt, welches auf diese Weise einen Türflügel in der gewünschten Art und Weise öffnen und gegebenenfalls schließen kann.
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Bei einer anderen Ausführungsform entsprechend der
DE 10 2018 132 665 A1 wird so vorgegangen, dass der Türflügel mithilfe des Stellgliedes bzw. Stellmittels gehalten werden kann. Dazu weist das Stellglied ein Verriegelungsmittel bzw. einen Verriegelungshebel auf. Dadurch kann eine formschlüssige Verbindung mit der Kraftfahrzeugkarosserie zur Verfügung gestellt werden.
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Beim gattungsbildenden Stand der Technik nach der
DE 10 2011 015 669 A1 wird so vorgegangen, dass ein Hubelement vorgesehen ist, welches die Kraftfahrzeug-Tür bzw. den zugehörigen Türflügel motorisch in die Aushubstellung durch eine Schwenkbewegung überführt. Zu diesem Zweck ist das Hubelement zweiteilig mit einem Außenhebel und einem Innenhebel ausgerüstet, die relativ zueinander schwenkbar sind. Da der Außenhebel beispielsweise mit einem bogenförmigen Anschlagkranz ausgerüstet ist und mit diesem gegen den Türflügel fährt, um ihn aufzustellen, wird die wegabhängige Kraft entlang des Stellweges des Stellgliedes beobachtet, mit deren Hilfe das Stellglied den Türflügel beaufschlagt.
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Der Stand der Technik hat sich grundsätzlich bewährt, bietet allerdings noch Raum für Verbesserungen. Tatsächlich ist der Aufbau der gattungsbildenden Lehre nach der
DE 10 2011 015 669 A1 relativ komplex und führt die reibende Anlage des Anschlagkranzes des Außenhebels innenseitig einer Klappe bzw. Kraftfahrzeug-Tür an dieser Stelle einerseits zu Beschädigungen der Kraftfahrzeug-Tür und andererseits zu einem erhöhten Abrieb an dem Anschlagkranz. Hinzukommt, dass die Wechselwirkung zwischen dem bogenförmigen Anschlagkranz einerseits und dem von ihm beaufschlagten Türflügel andererseits einen relativ großen Raum für die gegenseitige Wechselwirkung einnimmt. Das ist vor dem Hintergrund kontraproduktiv, dass zwischen der zugehörigen Kraftfahrzeug-Tür und der Kraftfahrzeugkarosserie in der Regel der Einbauraum begrenzt ist, weil das Innere der den elektromotorischen Antrieb in der Regel aufnehmenden Kraftfahrzeug-Tür typischerweise mit anderen Aggregaten, wie einem Seitenaufprallschutz, Fensterhebern, Lautsprechern, Seitenairbags etc. ausgefüllt ist.
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Dementsprechend liegt der vorliegenden Erfindung das technische Problem zugrunde, eine derartige Aufstellvorrichtung für eine Kraftfahrzeug-Tür so weiterzuentwickeln, dass eine funktionsgerechte und konstruktiv einfach aufgebaute Kraftbeaufschlagung des Stellgliedes gelingt.
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Zur Lösung dieser technischen Problemstellung ist eine gattungsgemäße Aufstellvorrichtung für eine Kraftfahrzeug-Tür im Rahmen der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass der elektromotorische Antrieb unter Zwischenschaltung eines Ritzel-/Zahnstangengetriebes das Stellglied beauftragt, wobei das Ritzel-/Zahnstangengetriebe mit unterschiedlicher Übersetzung auf das Stellglied entlang seines Stellweges arbeitet.
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Zu diesem Zweck ist das Ritzel-/Zahnstangengetriebe in der Regel mit einem spiralförmigen Ritzel ausgerüstet, welches in Eingriff mit einer Zahnstange steht. Der Eingriff zwischen dem Ritzel und der betreffenden Zahnstange kann dabei vorteilhaft als Evolventenverzahnung ausgebildet sein.
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Eine solche Evolventenverzahnung zeichnet sich durch ein Zahnradprofil aus, bei dem sich die Berührungspunkte zweier ineinandergreifender Zahnflanken während des gesamten Eingriffs auf einer Geraden bewegen. Dadurch sind solche Evolventenverzahnungen relativ unempfindlich in Bezug auf Veränderungen des Achsabstandes. Dementsprechend wirken sich etwaige Positionstoleranzen der Lagerstellen oder auch ein abweichender Rundlauf wenig aus, sodass eine derartige Evolventenverzahnung für robuste Anwendungen im Zusammenhang mit solchen Aufstellvorrichtungen prädestiniert ist.
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Meistens wird so vorgegangen, dass das spiralförmige Ritzel eine Wälzkurve mit entlang des Stellweges des Stellgliedes wachsendem Radius definiert. Um diesem wachsenden Radius der Wälzkurve des spiralförmigen Ritzels Rechnung zu tragen, ist die hiermit im Eingriff befindliche Zahnstange gegenüber dem Ritzel und folglich auch dem Stellglied schräggestellt. Der Winkel der Schrägstellung ist dabei an einen Radiuszuwachs des Ritzels angepasst.
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Das heißt, damit das spiralförmige Ritzel mit seinem wachsenden Radius im Vergleich zur Achse des Ritzels verkantungsfrei mit der Zahnstange über den gesamten Stellweg des Stellgliedes in Eingriff bleibt, ist die Zahnstange schräggestellt. Außerdem ist das Stellglied in der Regel an die Zahnstange angeschlossen.
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Auf diese Weise vollführt die mit dem spiralförmigen Ritzel in Eingriff stehende Zahnstange bei einer Bewegung des Ritzels eine Bewegung in der durch den Winkel der Schrägstellung vorgegebenen Richtung aus, die typischerweise zu einer Linearbewegung des an die Zahnstange angeschlossenen Stellgliedes korrespondiert. Dadurch kann das Stellglied ausgehend von einer Endlage in beispielsweise zurückgezogenem Zustand gegenüber einem Gehäuse in eine andere Endlage überführt werden, die zu einer exponierten Position des Stellgliedes gegenüber dem Gehäuse korrespondiert. Selbstverständlich ist auch eine erneute Bewegung des Stellgliedes in die zurückgezogene Position möglich. Das Gehäuse nimmt dabei die gesamte erfindungsgemäße Aufstellvorrichtung in seinem Innern auf und sorgt für eine abgedichtete Unterbringung, und zwar bis auf eine von dem Stellglied durchgriffene Öffnung.
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Dadurch kann das Stellglied in die beiden beschriebenen Endlagen überführt werden.
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Darüber hinaus ist das spiralförmige Ritzel in der Regel an ein Getrieberad eines Getriebes des elektromotorischen Antriebes angeschlossen. Bei diesem Getriebe handelt es sich in der Regel um ein Untersetzungsgetriebe, mit dessen Hilfe schnelllaufende Bewegungen einer Abtriebswelle eines Elektromotors als Bestandteil des elektromotorischen Antriebes in demgegenüber langsamere Drehungen des betreffenden Getrieberades und folglich auch des spiralförmigen Ritzels umgewandelt werden.
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Das Stellglied ist in der Regel als linear beaufschlagbarer Stellschieber ausgelegt. Zur Lagerung des Stellschiebers in oder gegenüber dem Gehäuse ist eine Linearführung im Inneren des Gehäuses vorgesehen. Dadurch kann das Stellglied bzw. der linear bewegbare Stellschieber unschwer gegenüber der Kraftfahrzeug-Karosserie verfahren werden und so für die gewünschte Stellbewegung des Türflügels gegenüber der Kraftfahrzeug-Karosserie sorgen.
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Das alles gelingt unter Berücksichtigung eines besonders funktionsgerechten und kompakten Aufbaus. Die funktionsgerechte Auslegung wird dadurch erreicht, dass mithilfe des spiralförmigen Ritzels ausgehend von der zurückgezogenen Endlage des Stellgliedes im Inneren des Gehäuses das Stellglied bzw. der linear bewegbare Stellschieber zunächst mit einem hohen Drehmoment unter Berücksichtigung eines kleinen Anteils des gesamten Stellweges beaufschlagt wird. Dadurch kann der Stellschieber bzw. das Stellglied mit großer Kraft bzw. hoher Übersetzung den Türflügel zu Beginn des Stellweges beaufschlagen, sodass es auf diese Weise gelingt, auch bei beispielsweise festgefrorener Kraftfahrzeug-Tür gegenüber einer Kraftfahrzeug-Karosserie den beaufschlagten Türflügel letztendlich von beispielsweise einer umlaufenden Türgummidichtung zu lösen.
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Mit zunehmendem Stellweg ist nun eine verringerte Kraft zur Beaufschlagung des Türflügels erforderlich, die zu einer kleineren Übersetzung des spiralförmigen Ritzels gegenüber der im Eingriff befindlichen Zahnstange respektive des Ritzel-/Zahnstangengetriebes insgesamt korrespondiert. Hiermit geht eine geringere den Türflügel beaufschlagende Kraft einher und wird zugleich der überwiegende Teil des Stellweges des Stellgliedes absolviert, und zwar mit zugleich gesteigerter Geschwindigkeit. Demgegenüber arbeitet das Ritzel-/Zahnstangengetriebe zum Beginn der Stellbewegung des Stellgliedes ausgehend von der zurückgezogenen Endlage mit seiner größten Übersetzung, um, - wie beschrieben - etwaige Vereisungen zu lösen.
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Aufgrund des spiralförmigen Ritzels und dem damit verbundenen Anwachsen des Radius der Wälzgeometrie im Vergleich zur Achse des spiralförmigen Ritzels kommt es insgesamt und wunschgemäß dazu, dass der Türflügel wegabhängig entlang seines Stellweges mit einer zunächst großen und dann kontinuierlich abnehmenden Kraft beaufschlagt wird.
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Das alles gelingt unter Berücksichtigung eines kompakten Aufbaus, der auf diese Weise im Innern des Gehäuses geschützt und abgedichtet Platz findet. Dadurch kann die Aufstellvorrichtung insgesamt im Innern der Kraftfahrzeug-Tür Platz finden, und zwar auch und unter Berücksichtigung der dort in der Regel vorherrschenden Enge bzw. des begrenzten Bauraumes. Durch den gekapselten Aufbau ist zugleich die Anbringung im Nassraum der Kraftfahrzeug-Tür möglich. Hierin sind die wesentlichen Vorteile zu sehen.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert; es zeigen:
- 1 die erfindungsgemäße Aufstellvorrichtung in einer Übersicht,
- 2A und 2B unterschiedliche Funktionsstellungen der Aufstellvorrichtung im Detail und
- 3 eine konkrete Ausführungsvariante.
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In den Figuren ist eine Aufstellvorrichtung für eine Kraftfahrzeug-Tür dargestellt. Tatsächlich findet sich die fragliche Aufstellvorrichtung im Innern einer Kraftfahrzeug-Tür, und zwar mag zu diesem Zweck achsnah im Vergleich zu einer Schwenkachse einer Kraftfahrzeug-Seitentür in deren Innern angebracht sein, wie dies in der bereits in Bezug genommenen
DE 10 2015 103 826 A1 im Detail beschrieben wird. Dazu verfügt die Aufstellvorrichtung über einen elektromotorischen Antrieb 1, 2, 3, 4, den man anhand der konkreten Wiedergabe in der
3 nachvollziehen kann.
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Mithilfe des elektromotorischen Antriebes 1 bis 4 wird ein zugehöriges Stellglied 5 beaufschlagt, um seinerseits einen Türflügel als Bestandteil der nicht ausdrücklich dargestellten Kraftfahrtzeug-Seitentür gegenüber der zugehörigen Kraftfahrzeug-Karosserie aufzustellen. Dabei arbeitet das Stellglied 5 auf den Türflügel mit einer wegabhängigen Kraft entlang seines Stellweges S.
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Man erkennt anhand eines Vergleiches der oberen und unteren Darstellung in der 1, dass das Stellglied 5 entlang des Stellweges S verfahren werden kann, und zwar ausgehend von einer im oberen Teil der 1 dargestellten ersten Endlage bzw. zurückgezogen Position gegenüber einem Gehäuse 6 in eine exponierte zweite Endlage, wie sie im unteren Teil der 1 dargestellt ist. Das Gehäuse 6 ist dabei insgesamt geschlossen ausgebildet und nimmt die in den 2A, 2B und 3 im Detail dargestellte Aufstellvorrichtung in ihrem Innern vollständig auf. Eine Öffnung 6a im Gehäuse 6 stellt dabei sicher, dass hierdurch hindurch das Stellglied 5 von seiner einen in die andere Endlage und zurück verfahren werden kann. Die im Innern des Gehäuses 6 aufgenommene Aufstellvorrichtung lässt sich auf diese Weise im Nassraum der hiermit ausgerüsteten Kraftfahrzeug-Tür und insbesondere Kraftfahrzeug-Seitentür anbringen.
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Anhand der 2A, 2B und 3 wird deutlich, dass der elektromotorische Antrieb 1 bis 4 unter Zwischenschaltung eines Ritzel-/Zahnstangengetriebes 7, 8 das Stellglied 5 beaufschlagt. Dabei arbeitet das Ritzel-/Zahnstangengetriebe 7, 8 mit unterschiedlicher Übersetzung auf das Stellglied 5 entlang seines Stellweges S, wie nachfolgend noch näher erläutert wird. Zu diesem Zweck verfügt das Ritzel-/Zahnstangengetriebe 7, 8 in seinem grundsätzlichen Aufbau zunächst einmal über ein spiralförmiges Ritzel 7, welches in Eingriff mit einer Zahnstange 8 ist. Zwischen dem Ritzel 7 und der Zahnstange 8 ist an dieser Stelle eine Evolventenverzahnung vorgesehen, wie dies einleitend bereits beschrieben wurde.
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Das spiralförmige Ritzel 7 kann dabei insgesamt um eine Achse 9 verschwenkt werden. Für die Schwenkbewegung des spiralförmigen Ritzels 7 sorgt dabei ein Getrieberad 4, an welches das spiralförmige Ritzel 7 angeschlossen ist, wie man anhand der 3 nachvollziehen kann.
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Dazu ist das Getrieberad 4 als Bestandteil eines Getriebes 2, 3, 4 des elektromotorischen Antriebes 1 bis 4 ausgelegt. Tatsächlich setzt sich der elektromotorische Antrieb 1 bis 4 aus einem Elektromotor 1 und dem fraglichen Getriebe 2, 3, 4 zusammen, welches nach dem Ausführungsbeispiel als Untersetzungsgetriebe 2, 3, 4 ausgebildet ist. Auf diese Weise werden schnell laufende Bewegungen einer Abtriebswelle des Elektromotors 1 in demgegenüber langsame Drehungen des ausgangsseitigen Zahnrades bzw. Getrieberades 4 untersetzt.
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Das spiralförmige Ritzel 7 definiert eine insbesondere anhand der 2A und 2B nachvollziehbare Wälzkurve 10, die dadurch beschrieben wird, dass das spiralförmige Ritzel 7 mit einem Radius R1, R2 ausgerüstet ist, welcher von einem Anfangswert des Radius R1 bis zu einem Endwert des Radius R2 entlang der auf diese Weise beschriebenen Wälzkurve 10 anwächst. Auf diese Weise ist die Wälzkurve 10 und mit ihr das Ritzel 7 spiralförmig ausgebildet, nach dem Ausführungsbeispiel insgesamt als Kreisbogensegment ausgelegt.
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Man erkennt, dass die Wälzkurve 10 entlang des Stellweges S des Stellgliedes 5 einen wachsenden Radius aufweist, der nämlich von dem Anfangswert R1 bis zum Endwert R2 ansteigt. Mit diesem wachsenden Radius bzw. der spiralförmigen Wälzkurve 10 arbeitet das spiralförmige Ritzel 7 auf eine Zahnstange 8. Damit es an dieser Stelle nicht zu Verkeilungen der jeweiligen Verzahnung von einerseits des Ritzels 7 und andererseits der Zahnstange 8 kommt, ist die Zahnstange 8 nach dem Ausführungsbeispiel gegenüber dem Ritzel 7 und auch dem in der Regel linear hin- und her bewegten Stellglied 5 schräggestellt. Ein zugehöriger Winkel α der Schrägstellung trägt dabei dem Radiuszuwachs des spiralförmigen Ritzels 7 Rechnung bzw. ist an diesen angepasst. Das heißt, je nach dem Unterschied zwischen dem anfänglichen Radius R1 und dem schließlich erreichten Radius R2 wird auch der Winkel α der Schrägstellung der Zahnstange 8 entsprechend bemessen, um einen gleichmäßigen Eingriff der jeweiligen Verzahnungen sicherzustellen.
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Auf diese Weise ist das Stellglied 5 insgesamt als linear bewegbarer Stellschieber 5 ausgelegt. Tatsächlich verfügt das Gehäuse 6 zu diesem Zweck in seinem Innern über eine Linearführung 11, mit deren Hilfe der Stellschieber 5 linear entlang seines Stellweges S von der einen zur anderen Endlage und zurück bewegt werden kann.
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Diesen Vorgang kann man am besten bei einem Vergleich der 2A und 2B nachvollziehen. In der 2A befindet sich der Stellschieber 5 in seiner zurückgezogenen Endstellung, wie sie zu der oberen Darstellung in der 1 korrespondiert. Wenn nun ausgehend von dieser Endstellung das spiralförmige Ritzel 7 um seine Achse 9 im Uhrzeigersinn mithilfe des elektromotorischen Antriebes 1 bis 4 verschwenkt wird, so sorgt die außenumfangseitige Verzahnung des spiralförmigen Ritzels 7 dafür, dass die Zahnstange 8 zunehmend entsprechend ihrer Schrägstellung unter Berücksichtigung des Winkels α schräg verfahren wird.
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Bei diesem Vorgang arbeitet das spiralförmige Ritzel 7 mit dem anfänglichen Radius R1 auf die Zahnstange 8, sodass die Zahnstange 8 und mit ihr der angeschlossene Stellschieber 5 unter Berücksichtigung einer hohen Übersetzung sowie eines kleinen Verstellweges und folglich mit großer Kraft beaufschlagt wird. Diese große Kraft ist zu Beginn des Aufstellvorganges erforderlich, um beispielsweise den Türflügel von einer umlaufenden Gummidichtung zu lösen, und zwar auch bei beispielsweise eingefrorenem Zustand der Kraftfahrzeug-Tür.
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Mit zunehmender Bewegung des spiralförmigen Ritzels 7 wächst nun der Radius an, bis zum Ende des Stellweges S der Wert R2 erreicht ist. Hiermit einher geht eine Verringerung der Übersetzung und eine Vergrößerung des Anteils des Stellweges S sowie eine erhöhte Verstellgeschwindigkeit des Stellschiebers 5. Das wird solange fortgesetzt, bis die Funktionsstellung nach der 2B erreicht ist, welche zur unteren Darstellung in der 1 korrespondiert, in welcher der Stellschieber 5 seine exponierte Position gegenüber dem Gehäuse 6 eingenommen hat.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102015103826 A1 [0002, 0023]
- FR 2814771 A1 [0004]
- DE 102018132665 A1 [0005]
- DE 102011015669 A1 [0006, 0007]
