DE102022122539A1

DE102022122539A1 - Kinematik für eine Schiebetür eines Kraftfahrzeuges, Schiebetür sowie Kraftfahrzeug mit einer solchen Schiebetür

Info

Publication number: DE102022122539A1
Application number: DE102022122539.9A
Authority: DE
Inventors: Mathias Briest
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2022-09-06
Filing date: 2022-09-06
Publication date: 2024-03-07

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kinematik (20) für eine Schiebetür (10) eines Kraftfahrzeuges (100), umfassend eine obere Führung (12), mit welcher die Schiebetür (10) an einem Dachholm (110) einer Karosserie (102) des Kraftfahrzeuges (100) verschiebbar gelagert ist; eine mittlere Führung (14), mit welcher die Schiebetür (10) an einer Seitenwand (108) des Kraftfahrzeuges (100) verschiebbar gelagert ist; und eine untere Führungsschiene (16), mit welcher die Schiebetür (10) an einer Bodengruppe (112) der Karosserie (102) des Kraftfahrzeuges (100) verschiebbar gelagert ist.Es ist vorgesehen, dass die obere Führung (12) oder die untere Führung (16) eine Führungskassette (74) aufweist, welche mit der Karosserie (102) des Kraftfahrzeuges (100) verbindbar ist, wobei in der Führungskassette (74) ein Stellhebel (18) geführt ist, welcher über eine Konsole (30) mit der Schiebetür (10) verbindbar ist. Der Stellhebel (18) trägt eine Führungsrolle (26) und eine Steuerrolle (28), welche in der Führungskassette (74) drehbar gelagert sind, wobei an einem der Schiebetür (10) zugewandten Ende des Stellhebels (18) eine Drehachse (A1) ausgebildet ist, mit welchem der Stellhebel (18) drehbar in der Konsole (30) gelagert ist, und wobei die Führungsrolle (26) eine zweite Drehachse (A2) und die Steuerrolle (28) eine dritte Drehachse (A3) des Stellhebels (18) ausbildet.Die Erfindung betrifft ferner eine Schiebetür (10) mit einer solchen Kinematik (20) sowie ein Kraftfahrzeug (100).

Description

Die Erfindung betrifft eine Kinematik für eine Schiebetür eines Kraftfahrzeuges, eine Schiebetür mit einer solchen Kinematik sowie ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Schiebetür gemäß dem Oberbegriff der unabhängigen Patentansprüche.
Aus dem Stand der Technik sind Kraftfahrzeuge, insbesondere Kleinbusse, Lieferwagen oder Vans, bekannt, bei denen zumindest an einer Fahrzeugseite eine Schiebetür vorgesehen ist, um das Einsteigen in das Kraftfahrzeug zu erleichtern. Dabei bieten Schiebetüren gegenüber klassisch angeschlagenen Türen den Vorteil, dass sie auch in engen Parklücken oder bei anderweitig begrenzten Platzverhältnissen ein vollständiges Öffnen der Türen und somit ein leichtes und komfortables Einsteigen der Passagiere in das Kraftfahrzeug oder ein einfaches Beladen eines Kleintransporters ermöglichen. Im Allgemeinen weisen Schiebetüren gegenüber konventionellen Kraftfahrzeugtüren höhere Kräfte beim Öffnen oder Schließen der Tür auf. Daher sind aus dem Stand der Technik elektrisch betätigte Schiebetüren bekannt, bei denen das Öffnen und Schließen der Tür durch einen elektrischen Antrieb erfolgt.
Seitliche Schiebetüren an Kraftfahrzeugen werden üblicherweise mittels dreier Führungen gezielt auf einer definierten Bahn bewegt. Dabei sind diese Führungen in der Höhe gestaffelt als obere Führung, mittlere Führung und untere Führung ausgebildet und in der Längsrichtung versetzt angeordnet. Bei dem üblichen Aufbau von Schiebetüren an Kraftfahrzeugen ist die obere Führung vorne, die mittlere Führung hinten und die untere Führung vorne angeordnet. Zwei der drei Führungen nehmen entsprechend ihrer Führungsaufgabe Kräfte in Z-Richtung auf, alle drei Führungen nehme Kräfte in Y-Richtig auf. Nimmt die obere Führung keine Kräfte in Z-Richtung auf, spricht man von einer stehenden Anordnung, entsprechend wird die Ausführung, bei der die untere Führung keine Kräfte in Z-Richtung aufnimmt, als hängende Anordnung bezeichnet.
Abhängig von der Dicke der Tür, das heißt der Ausdehnung der Tür in Y-Richtung und der Geometrie der Fahrzeugaußenhaut in dem Bereich, der von der Schiebetür beim Öffnen und Schließen überstrichen wird, muss für die Bewegung in X-Richtung, das heißt zum Öffnen oder Schließen der Schiebetür, ein Hub in Y-Richtung realisiert werden, damit die Schiebetür zuverlässig kollisionsfrei bewegt werden kann. Dafür weisen die Führungen der Schiebetür in ihrem jeweils vorderen Bereich bogenförmige Verläufe auf, die in ihrem geometrischen Zusammenspiel für den gewünschten Einlauf der Tür in die Fixierungen beim Schließen sorgen. Der erforderliche Hub in Y-Richtung wird also durch eine entsprechende Ausgestaltung des Führungsverlaufs in Y-Richtung in der Führung der Schiebetür generiert. Das führt zu einem Bauraumbedarf der Schiebetürführung in Y, der bei bestimmten Konstellationen nachteilig ist.
Besonders kritisch kann ein solcher Bauraumbedarf in Y-Richtung bei batterieelektrischen Fahrzeugen mit Schiebetür sein, da der benötigte Bauraum für die untere Führung der Schiebetür mit dem Bauraumbedarf für die Batterie des batterieelektrischen Fahrzeuges in Konkurrenz steht.
Aus der WO 2020/083101 A1 ist eine Befestigungsanordnung zur Befestigung einer Fahrzeugschiebetür an einer Fahrzeugkarosserie bekannt, welche das Öffnen und Schließen der Schiebetür ermöglicht. Die Befestigungsanordnung umfasst ein Bewegungselement, das so konfiguriert ist, dass es beweglich in oder an einer Fahrzeugkarosserie-Führungsschiene angeordnet ist, um eine Bewegung des Bewegungselements entlang der Fahrzeugkarosserie-Führungsschiene zu ermöglichen. Die Befestigungsanordnung umfasst ferner einen längenvariablen Bewegungsmechanismus, der mit dem Bewegungselement verbunden und so konfiguriert ist, dass er an der Schiebetür in einem unteren Befestigungsbereich der Schiebetür befestigt ist. Der längenvariable Bewegungsmechanismus ist so konfiguriert, dass er einen variablen Abstand zwischen dem Bewegungselement und dem unteren Befestigungsbereich der Schiebetür ermöglicht.
Die DE 10 2015 216 094 A1 beschreibt eine Schiebevorrichtung für eine Fahrzeugtür. Die Schiebevorrichtung weist eine untere Schiene auf, die sich gerade erstreckt und an einem Fahrzeugäußeren angebracht ist. Ein unteres Gleitelement ist mit der unteren Schiene gekoppelt, um sich entlang der unteren Schiene zu bewegen. Eine Zahnradeinrichtung ist an dem unteren Gleitelement angebracht, um sich mit dem unteren Gleitelement zu bewegen. Eine Verbindung weist ein Ende auf, das mit der Zahnradeinrichtung verbunden ist, um ein Drehmoment zu übertragen, und ein weiteres Ende, das mit einem unteren Abschnitt der Fahrzeugtür drehbar in Eingriff steht.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine kompakte Schiebetürführung auszubilden, welche insbesondere in Y-Richtung einen geringen Bauraumbedarf aufweist und die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile überwindet.
Die Aufgabe wird durch eine Kinematik für eine Schiebetür eines Kraftfahrzeuges gelöst, wobei die Kinematik eine obere Führung umfasst, mit welcher die Schiebetür an einem Dachholm einer Karosserie des Kraftfahrzeuges verschiebbar gelagert ist, eine mittlere Führung umfasst, mit welcher die Schiebetür an einer Seitenwand des Kraftfahrzeuges verschiebbar gelagert ist, und eine untere Führungsschiene umfasst, mit welcher die Schiebetür an einer Bodengruppe der Karosserie des Kraftfahrzeuges verschiebbar gelagert ist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die obere Führung oder die untere Führung eine Führungskassette aufweist, welche mit der Karosserie des Kraftfahrzeuges verbindbar ist, wobei in der Führungskassette ein Stellhebel geführt ist, welcher über eine Konsole mit der Schiebetür verbindbar ist. Der Stellhebel trägt eine Führungsrolle und eine Steuerrolle, welche in der Führungskassette jeweils drehbar gelagert sind, wobei an einem der Schiebetür zugewandten Ende des Stellhebels eine Drehachse ausgebildet ist, mit welchem der Stellhebel drehbar in der Konsole gelagert ist, und wobei die Führungsrolle eine zweite Drehachse und die Steuerrolle eine dritte Drehachse des Stellhebels ausbildet.
Die erfindungsgemäße Kinematik ermöglicht eine deutlich kompaktere Ausführung und ist daher insbesondere für Kraftfahrzeuge mit geringem Bauraum, insbesondere mit geringem Bauraum in der Bodengruppe, vorteilhaft. Dabei sorgt die Kinematik mit einer Hebelübersetzung für den Stellhebel dafür, dass die nötige Tiefe beim Öffnen in Y-Richtung mit einer nur geringen Tiefe der entsprechenden Führung erreicht wird. Dadurch kann mit einer kompakten Führung eine besonders günstige Bewegungsbahn für die Schiebetür realisiert werden.
Durch die in den abhängigen Ansprüche aufgeführten Merkmale sind vorteilhafte Verbesserungen und Weiterentwicklungen der im unabhängigen Anspruch angegebenen Kinematik für eine Schiebetür eines Kraftfahrzeuges möglich.
In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die der Schiebetür zugewandte Drehachse als eine Buchse ausgeführt ist, in welche ein drehfest mit der Konsole verbundener Drehzapfen eingreift. Dadurch kann auf einfache Art und Weise eine Drehachse für den Stellhebel ausgebildet werden, welcher ein entsprechendes Schwenken der Schiebetür und damit eine Bewegung in Y-Richtung ermöglicht, um bei geringem Bauraum eine hinreichend weite Öffnung in Y-Richtung zu erzielen, um eine Kollision zwischen der Schiebetür und der Seitenwand des Kraftfahrzeuges zu vermeiden. Auf diese Weise ist der Stellhebel momentensteif und um die Drehachse an der Schiebetür gelagert.
Vorzugsweise wird die Buchse von einer Schenkelfeder ummantelt, wobei sich ein Schenkel an der mit der Schiebetür verbundenen Konsole und ein zweiter Schenkel an einem Widerlager an dem Stellhebel abstützt. Am vorderen Ende des nach fahrzeugaußen zeigenden Schlitzes in der Führungskassette ist eine Anschlagrolle angeordnet, deren vertikale Drehachse im Gehäuse der Führungskassette gelagert ist. Der Stellhebel weist auf seiner nach fahrzeugaußen zeigenden Flanke eine Formgebung auf, die dazu führt, dass diese Flanke bei der Bewegung entlang der theoretischen Rollenbahnen immer den gleichen definierten Abstand zum Durchmesser der Rolle aufweist. Dieser geringe theoretische Abstand wird im Realbetrieb von der Drehfeder überdrückt und auf diese Weise das Spiel reduziert.
Sollte durch äußere Kräfte wie beispielsweise eine Windlast auf der Schiebetür, Betätigungskräfte beim Öffnen oder Schließen der Schiebetür, etc. die Schiebetür in die entgegengesetzte Richtung gedrückt werden und dabei die beschriebene Federkraft überwunden werden, verhindert ein in der Führungskassette fixierter Anschlagbolzen eine übermäßige Bewegung in die Gegenrichtung. Er findet dazu mit seinem Durchmesser Kontakt an einer Anschlagflanke des Stellhebels. Diese Anschlagflanke, welche auf dem Stellhebel als Erhebung ausgeführt ist, ist so gestaltet, dass ihre Wirkseite sich mit zunehmender Annäherung an die Endlage „geschlossen“ immer dichter an den Anschlag annähert und damit das mögliche Spiel stetig verringert. Der erwähnte Anschlagbolzen kann auch als Rolle ausgeführt werden, um die Reibkräfte zu verringern. Die Schenkelfeder sorgt dafür, dass die am Stellhebel ausgebildete Führungsflanke im Normalfall Kontakt zu der Anschlagrolle hat und auf diese Weise das Spiel, welches sich zwischen der Führungsflanke und der Anschlagrolle auf der einen Seite und einem Anschlagbolzen und einer Anschlagflanke auf der anderen Seite ergibt, überbrückt wird. Dadurch kann die Genauigkeit im Führungsbereich erhöht werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Kinematik ist vorgesehen, dass die Führungskassette ein Gehäuse umfasst, wobei der Stellhebel horizontal, insbesondere durch einen horizontal verlaufenden Schlitz, aus dem Gehäuse herausgeführt wird. Dadurch ist eine besonders günstige und einfache Abdichtung für die Kinematik der Schiebetür möglich. Insbesondere kann dadurch verhindert werden, dass im geschlossenen Betriebszustand der Schiebetür Wasser in die Führungskassette eindringt und dort zu Schäden führt.
Besonders bevorzugt ist dabei, wenn das Gehäuse eine Oberschale und eine Unterschale umfasst, welche wasserdicht miteinander verbunden sind. Dadurch kann auf einfache Art und Weise eine Abdichtung des Gehäuses erreicht werden. Unter einer wasserdichten Abdichtung ist in diesem Zusammenhang eine Abdichtung zu verstehen, bei der außer an der Stelle der Durchführung des Stellhebels aus dem Gehäuse an keiner anderen Stelle Wasser in das Gehäuse eindringen kann.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Kinematik ist vorgesehen, dass die Führungsrolle auf einer linearen Führungsbahn und die Steuerrolle auf einer in einem ersten Abschnitt parallel zur Führungsbahn und in einem zweiten Abschnitt gebogen und sich der Führungsbahn annähernd verlaufenden Steuerbahn geführt wird. Dabei nähern sich die Führungsrolle und die Steuerrolle in Y-Richtung durch den gebogenen Verlauf der Steuerbahn an, wenn die Schiebetür in Richtung der geschlossene Endposition verschoben wird. Durch diese geometrische Ausgestaltung der Führungsbahn und der Steuerbahn wird eine Bewegung des Stellhebels ermöglicht, welche auf besonders günstige Art und Weise ein Öffnen der Schiebetür mit einer geringen Einbautiefe in Y-Richtung ermöglicht.
In einer weiteren Verbesserung der Kinematik ist vorgesehen, dass an dem Stellhebel eine Führungsflanke ausgebildet ist, welche mit einer Anschlagrolle in Wirkverbindung treten kann, wobei die Anschlagrolle drehbar in der Führungskassette oder einem drehfest mit der Führungskassette verbundenen Bauteil gelagert ist. Dadurch ist eine besonders präzise Führung der Schiebetür beim Öffnen oder Schließen möglich. Insbesondere kann dadurch die Bewegungsbahn der Tür in sehr engen Toleranzen geführt werden, sodass ein sicheres Öffnen und Schließen sowie ein Arretieren in der geschlossenen Endposition möglich ist.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Kinematik ist vorgesehen, dass an dem Stellhebel eine Anschlagflanke ausgebildet ist, welche mit einem Anschlagbolzen in Wirkverbindung treten kann, welcher in der Führungskassette aufgenommen ist.
Besonders bevorzugt ist dabei, wenn der Anschlagbolzen aus der Oberschale des Gehäuses der Führungskassette herausragt. Dadurch kann auf einfache Art und Weise eine Konterfläche für die Anschlagflanke ausgebildet werden. Dabei ragt der Anschlagbolzen so aus der Oberschale der Führungskassette hinaus, dass er einen ausreichenden Abstand zur Oberseite des Stellhebels hat.
In einer weiteren Verbesserung der Erfindung ist vorgesehen, dass an einer der Karosserie zugewandten Seite des Stellhebels eine Ausnehmung ausgebildet ist. Die Ausnehmung dient zur Optimierung der Länge der Führungskassette in einer vollständig geöffneten Stellung der Schiebetür. Dadurch können die Platzverhältnisse und der benötigte Bauraum für die Führung der Kinematik weiter optimiert werden.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass ein Dichtungsträger an einer der Karosserie zugewandten und der Schiebetür abgewandten Seite der Konsole angeordnet ist, welcher eine Dichtung trägt, die die Führungskassette in einer geschlossenen Stellung der Schiebetür abdichtet. In der Regel ist die Schiebetür geschlossen, wenn sich das Kraftfahrzeug bewegt oder das Kraftfahrzeug abgestellt ist und Regen zu erwarten ist. Durch die Dichtung kann ein Eindringen von Spritzwasser, Schmutz oder sonstiger Feuchtigkeit durch die Durchführung in dem Gehäuse, an welcher der Stellhebel aus dem Gehäuse austritt, verhindert werden. Somit ist die Führungskassette bestmöglich gegen ein Eindringen von Wasser geschützt. Eine solche Abdichtung kann insbesondere durch eine Dichtung zwischen der Oberschale und der Unterschale oder durch eine stoffschlüssige Verbindung zwischen der Oberschale und der Unterschale, insbesondere durch ein Verschweißen der Oberschale mit der Unterschale, erreicht werden.
Ein weiterer Teilaspekt der Erfindung betrifft eine Schiebetür mit einer solchen Kinematik.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Schiebetür als hängende Schiebetür ausgeführt ist. Unter einer hängenden Ausführung ist eine Ausführung zu verstehen, bei welcher vertikale Kräfte, nachfolgend auch als Kräfte in Z-Richtung bezeichnet, durch die obere Führung aufgenommen werden und die untere Führung keine Kräfte in Z-Richtung aufnehmen kann. Insbesondere bei einer hängenden Schiebetür kann durch eine erfindungsgemäße Kinematik der Bauraum im Bereich der Bodengruppe minimiert werden und eine besonders kompakte Führung für eine Schiebetür realisiert werden.
In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Schiebetür als stehende Schiebetür ausgeführt ist. Unter einer stehenden Schiebetür ist eine Ausführung zu verstehen, bei welcher Kräfte in Z-Richtung ausschließlich durch die mittlere Führung und die untere Führung in der Bodengruppe des Kraftfahrzeugs aufgenommen werden und die obere Führung keine Kräfte in Z-Richtung aufnehmen kann. Dabei kann auch bei einer stehenden Schiebetür durch die erfindungsgemäße Kinematik der Bauraumbedarf gegenüber aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen minimiert werden.
Die Achse der Führungsrolle ist als Drehzapfen in einer Nabe als Bestandteil des Stellhebels mittels Bundbuchsen zweischnittig und damit drehbar um die Drehachse des Stellhebels an der Führungsrolle und ansonsten momentensteif gelagert. Dieser Drehzapfen ist fest mit einem Schwenkgestell verbunden, dass somit in einem gewissen Winkelbereich ebenfalls um die Achse A₂ drehen kann und momentensteif gelagert ist. Da das Schwenkgestell die Nabe mit den axialen Anlaufflächen der Bundbuchsen umschließt können Kräfte in allen Richtungen übertragen werden. Das Schwenkgestellt lagert in seinem vorderen Abschnitt ein Laufrad, dessen Achsrichtung senkrecht zur Drehachse des Stellhebels an der Führungsrolle und senkrecht auf die Bewegungsrichtung der Führungsbahn steht. Dieses Laufrad stützt sich nach unten auf einer fest mit der Führungskassette verbundenen Laufbahn ab, die Bestandteil des geschlossenen Gehäuses sein kann und in der gleichen Ausrichtung wie die Führungsbahn verläuft. Eine am hinteren Ende des Schwenkgestells angeordnete Leitrolle sorgt dafür, dass bei der Relativbewegung des Stellhebels zum Schwenkgestell beim Öffnen und Schließen der Schiebetür das Schwenkgestell mit seiner Laufrolle stets in Längsrichtung der Führungsbahn ausgerichtet bleibt.
Für die Leitrolle, die Führungsrolle und die Steuerrolle gilt, dass ihr wirksamer Durchmesser auf die lichte Weite zwischen beiden Flanken der Führungs- und Steuerbahn so abgestimmt ist, dass auch bei Auftreten der jeweils ungünstigsten Toleranzfälle eine Drehbewegung in der Bahn noch sicher möglich ist.
Ein weiterer Teilaspekt der Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einer Karosserie, bevorzugt ein batterieelektrisches Kraftfahrzeug, besonders bevorzugt ein batterieelektrischer Kleinbus oder ein Lieferwagen, wobei die Karosserie ein Dach und eine Seitenwand umfasst. Dabei ist an der Seitenwand des Kraftfahrzeugs eine Schiebetür mit einer solchen Kinematik verschiebbar gelagert. Dies ermöglicht eine besonders kompakte Ausführung der Kinematik und kann insbesondere Bauraumprobleme im Bereich der Bodengruppe des Kraftfahrzeugs lösen, bei welchen ein Konflikt zwischen dem Bauraum für die Kinematik der Schiebetür und dem Platz für Batteriemodule besteht. Insbesondere kann der Platzbedarf in Y-Richtung, also ausgehend von der Fahrzeugwand in Richtung Fahrzeugmitte, reduziert werden, da die vorgeschlagene Kinematik deutlich schmaler als eine aus dem Stand der Technik bekannte Kinematik baut, welche mindestens den bei der Öffnung der Schiebetür benötigten Hub in Y-Richtung plus mindestens den Bauraum einer halben Führungsschiene benötigen und somit oft auf einen Bauraumbedarf von 200 mm und mehr kommen, während die erfindungsgemäße Kinematik mit einem Bauraumbedarf von weniger als 90 mm auskommt.
Die verschiedenen in dieser Anmeldung genannten Ausführungsformen der Erfindung sind, sofern im Einzelfall nicht anders ausgeführt, mit Vorteil miteinander kombinierbar.
Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

1 eine erfindungsgemäße Kinematik für eine Schiebetür in einer schematischen Darstellung;
2 einen ersten Schnitt durch eine Führung einer erfindungsgemäßen Kinematik für eine Schiebetür;
3 eine Öffnungsbewegung einer Schiebetür mit einer erfindungsgemäßen Kinematik;
4 die geometrischen Verhältnisse bei einer erfindungsgemäßen Kinematik für eine Schiebetür,
5 eine weitere Darstellung der Kinematik für eine Schiebetür,
6 eine weitere Schnittdarstellung durch eine Führung einer erfindungsgemäßen Kinematik für eine Schiebetür;
7 einen Stellhebel für eine erfindungsgemäße Kinematik für eine Schiebetür in einer Detaildarstellung;
8 eine schematische Darstellung der Kinematik in einer geschlossenen Endposition;
9 eine weitere Schnittdarstellung durch eine Führung einer erfindungsgemäßen Kinematik für eine Schiebetür;
10 eine weitere Schnittdarstellung durch eine Führung einer alternativen Kinematik für eine Schiebetür bei einer stehenden Anordnung der Schiebetür;
11 eine weitere Ansicht der alternativen Kinematik für eine stehende Anordnung der Schiebetür und
12 ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Schiebetür in einer schematischen Darstellung.

1 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Kinematik 20 für eine Schiebetür 10. Die Kinematik 20 umfasst eine obere Führung 12, eine mittlere Führung 14 und eine untere Führung 16. Die untere Führung 16 umfasst eine Führungskassette 74, welche mit einer Karosserie 102 eines Kraftfahrzeuges 100 verbindbar ist.
In 2 ist ein Schiebetür 10 mit einer erfindungsgemäßen Kinematik 20 sowie der Verlauf zweier Schnittebenen C und D eingezeichnet. 2 zeigt ferner einen erster Schnitt entlang der Schnittebene C durch eine Führung einer erfindungsgemäßen Kinematik 20 für eine Schiebetür 10. Die Kinematik 20 umfasst eine obere Führung 12, eine mittlere Führung 14 und eine untere Führung 16. Die untere Führung 16 umfasst eine Führungskassette 74, welche mit einer Karosserie 102 eines Kraftfahrzeuges 100 verbindbar ist. In der Führungskassette 74 ist ein Stellhebel 18 drehbar über eine Führungsrolle 26 und über eine Steuerrolle 28 gelagert. Der Stellhebel 18 weist eine Führungsflanke 54 und eine Anschlagflanke 52 auf. An einem der Führungskassette 74 abgewandten Ende ist der Stellhebel 18 an einer Drehachse A₁ über eine Buchse 46 und einen in die Buchse 46 eingreifenden Lagerzapfen 44 an der Schiebetür 10 drehbar gelagert. Die Schiebetür 10 ist entlang einer Bewegungsbahn B₁ von einer geschlossenen Endposition P_1A zu einer geöffneten Endposition P_1B verschiebbar und weist in der geöffneten Endposition einen Abstand I₁ von der Führungskassette 74 auf. Ein Schnitt entlang der Schnittebene D ist in 8 dargestellt.
In 3 ist der Öffnungsweg der Schiebetür 10 entlang der Bewegungsbahn B₁ von der geschlossenen Endposition ( ) über eine teilgeöffnete Position ( ) bis zur geöffneten Endposition ( ) dargestellt. An der Führungskassette 74 ist eine erste Führungsgasse 22 für die Führungsrolle 26 und eine zweite Führungsgasse 24 für die Steuerrolle 28 ausgebildet. Ferner ist an der Führungskassette 74 eine Anschlagrolle 76 angeordnet, an welcher die Führungsflanke 54 des Stellhebels 18 abrollen kann, um den Stellhebel 18 zu führen.
4 zeigt die Führungskassette 74, den Stellhebel 18 sowie die Schiebetür 10 in einer teilgeöffneten Stellung. Der Stellhebel 18 weist drei Drehachsen A₁, A₂ und A₃ auf. An der Drehachse A₁ ist der Stellhebel 18 mit der Schiebetür 10 über einen Buchse 46 sowie einen in die Buchse 46 eingreifenden Lagerzapfen 44 verbunden. An der ersten Drehachse A₁ ist eine Schenkelfeder 50 angeordnet, welche sich mit einem ersten Schenkel an einer Stützfläche des Stellhebels 18 und mit ihrem anderen Ende an der Schiebetür 10 oder einem mit der Schiebetür 10 verbundenen Bauteil abstützt. Die zweite Drehachse A₂ wird durch die Führungsrolle 26 und die dritte Drehachse A₃ durch die Steuerrolle 28 ausgebildet, wobei die Führungsrolle 26 und die Steuerrolle 28 drehbar auf dem Stellhebel 18 gelagert sind. Die Führungsrolle 26 ist entlang einer Bewegungsbahn B₂ in der ersten Führungsgasse 22 der Führungskassette 74 verschiebbar. Die Steuerrolle 28 ist entlang einer Bewegungsbahn B₃ in der zweiten Führungsgasse 24 der Führungskassette 74 verschiebbar.
In 5 ist eine untere Führung 16 einer erfindungsgemäßen Kinematik 20 in einer weiteren Darstellung gezeigt. Die Führungskassette 74 weist dabei ein Gehäuse 58 auf, welches eine Oberschale 36 und eine mit der Oberschale 36 wasserdicht verbindbare Unterschale 38 umfasst. An einer der Schiebetür 10 zugewandten Seite des Gehäuses 58 ist eine Durchführung für den Stellhebel 18 vorgesehen, welche insbesondere als ein Schlitz in dem Gehäuse 58 ausgeführt sein kann. Zu verbesserten Abdichtung kann an diesem Schlitz eine Abdichtung, vorzugsweise in Form einer Bürstendichtung, angeordnet sein. An der Schiebetür 10 ist eine Konsole 30 angeordnet, an welcher der Stellhebel 18 mit seiner ersten Drehachse A₁ über eine Buchse 46 und einen in die Buchse 46 eingreifenden Lagerzapfen 44 mit dem Stellhebel 18 drehbar verbunden ist. Die Konsole 30 ist mit einem Dichtungsträger 32 verbunden, welcher eine Dichtung 34 trägt. Die Dichtung 34 dichtet bei vollständig geschlossener Schiebetür 10 den Schlitz in dem Gehäuse 58 und die Durchführung für den Stellhebel 18 im Gehäuse 58 ab, sodass bei geschlossener Schiebetür 10 kein Wasser in die Führungskassette 74 eindringen kann.
6 zeigt eine weitere Schnittdarstellung der Kinematik 20. Dabei ist in der Führungskassette 74 eine Steuerbahn 40 für die Steuerrolle 28 und eine Führungsbahn 42 für die Führungsrolle 26 ausgebildet. Ferner ist in 6 die Befestigung des Stellhebels 18 an der Schiebetür 10 zu erkennen. Dazu ist ein Lagerzapfen 44 in der Konsole 30 aufgenommen, welcher in eine Buchse 46 eingreift, die mit dem Stellhebel 18 verbunden ist. Zur Einstellung der Höhe kann zwischen der Konsole 30 und der Buchse 46 eine Scheibe 48 eingelegt werden. Die Konsole 30 ist mit dem Dichtungsträger 32 verbunden, welcher die Dichtung 34 zur Abdichtung der Durchführung in der Führungskassette 74 trägt.
In 7 ist der Stellhebel 18 in einer Einzelteilzeichnung dargestellt. Der Stellhebel 18 weist eine erste Aufnahme für die Führungsrolle 26 und eine zweite Aufnahme für die Steuerrolle 28 auf, wobei die Aufnahme für die Führungsrolle 26 eine zweite Drehachse A₂ und die Aufnahme für die Steuerrolle 28 eine dritte Drehachse A₃ ausbildet. Seitlich an dem Stellhebel 18 ist eine Führungsflanke 54 ausgebildet, mit welcher der Stellhebel 18 an einer Führungskontur der Führungskassette 74, insbesondere an einer mit der Führungskassette 74 verbundenen Anschlagrolle 76, anliegen kann. An einer der Führungsflanke 54 gegenüberliegenden Seite weist der Stellhebel 18 eine Ausnehmung 56 aus, welche sich positiv auf den Bauraumbedarf der Kinematik bei vollständig geöffneter Schiebetür 10 auswirkt. Ferner ist an dem Stellhebel 18 eine Anschlagflanke 52 ausgebildet, welche bei Kontakt mit dem Anschlagbolzen 78 das seitliche Spiel begrenzt. Der Stellhebel 18 weist eine Buchse 46 auf, welche in Zusammenspiel mit einem Lagerzapfen eine erste Drehachse A₁ ausbildet. Ferner ist eine Schenkelfeder 50 vorgesehen, welche die Buchse 46 ummantelt.
In 8 ist die Schiebetür 10 in einem geschlossenen Zustand dargestellt. Dabei liegt der Stellhebel 18 fast vollständig in der Führungskassette 74. An der Führungskassette 74 ist ein Anschlagbolzen 78 vorgesehen, welcher mit der Anschlagflanke 52 an dem Stellhebel 18 in Wirkverbindung treten kann. Ferner ist in 8 zu sehen, wie die Schenkelfeder 50 mit einem ersten Schenkel an einer Anlagefläche des Stellhebels 18 und mit einem zweiten Schenkel an einer Anlagefläche an der Konsole 30 anliegt. In der geschlossenen Stellung liegt die Führungsflanke 54 an der Anschlagrolle 76 an.
9 zeigt einen weiteren Schnitt durch eine erfindungsgemäße Kinematik 20 für eine Schiebetür. In 9 ist die Führungskassette 74 geschnitten, wobei erkennbar ist, wie der Stellhebel 18 seitlich, insbesondere vollständig horizontal, aus dem Gehäuse 58 der Führungskassette 74 herausgeführt wird. Ferner ist zu sehen, wie die Führungskassette 74 durch das Dichtelement 34 auf dem mit der Konsole 30 verbundenen Dichtungsträger 32 abgedichtet wird.
10 zeigt einen Schnitt durch eine alternative Ausführungsform der Kinematik, wie sie vorzugsweise bei einer stehenden Schiebetür zu Einsatz kommt. Die Führungskassette 74 weist eine Oberschale 36 und eine Unterschale 38 auf, in welchen eine Leitrolle 60 und eine Führungsrolle 62 drehbar gelagert sind. Ferner ist eine Steuerrolle 70 vorgesehen, welche drehbar auf dem Stellhebel 18 gelagert ist. Die Führungsrolle 62 ist über einen Drehzapfen 72 drehbar in dem Stellhebel 18 gelagert. Dazu weist der Stellhebel 18 eine Buchse 46 auf, in welcher dieser Drehzapfen 72 aufgenommen ist. Die Kinematik 20 umfasst ferner eine Laufrolle 64, welche an der Laufbahn 68 in der Unterschale 38 des Gehäuse 58 abrollt. Die Laufrolle 64 ist auf einem Schwenkgestell 66 aufgenommen und relativ zu diesem drehbar.
In 11 ist ein Stellhebel 18 bei einer solchen alternativen Ausführungsform für stehende Schiebetüren 10 dargestellt. Der Stellhebel 18 ist über die Buchse 46 mit einem Schwenkgestell 66 verbunden, welches die Leitrolle 60, die Führungsrolle 62 sowie die Laufrolle 64 trägt. Die Laufrolle 64 kann in einer Laufbahn 68 im Gehäuse 58 der Führungskassette 74 abrollen. Durch die gegenüber den in den 2 bis 9 ausgeführten zusätzlichen Komponenten kann die Führung auch Kräfte in Z-Richtung aufnehmen und über die Laufrolle 64 in das Gehäuse 58 ableiten.
In 12 ist ein Kraftfahrzeug 100 mit einer solchen Schiebetür 10 und einer erfindungsgemäßen Kinematik 20 zur Betätigung der Schiebetür 10 dargestellt. Das Kraftfahrzeug 100 umfasst eine Karosserie 102, welche ein Dach 106 und zwei Seitenwände 108 umfasst. An der Karosserie 102 ist eine Motorhaube 104 befestigt. Die Seitenwände 108 werden jeweils durch einen Dachholm 110 und eine Bodengruppe 112 begrenzt. An zumindest einer Seitenwand 108 des Kraftfahrzeuges 100 ist eine Schiebetür 10 mit einer erfindungsgemäßen Kinematik 20 vorgesehen, welche eine obere Führung 12, eine mittlere Führung 14 und eine untere Führung 16 umfasst.
Der für das sichere Öffnen und Schließen der Schiebetür 10 erforderliche Bewegungsablauf und damit die Bewegungsbahn eines jeden Punktes der Schiebetür 10 beim Öffnen und Schließen werden als durch die Gesamtkonstruktion der Schiebetür 10 im Kraftfahrzeug 100 gegeben angenommen. Das bedeutet, dass eine Bewegungsbahn B₁ der Schiebetür 10 so festgelegt wurde, dass einerseits ein kollisionsfreies Öffnen der Schiebetür 10 als auch ein korrektes Einlaufen in die Fixierungen beim Schließen der Schiebtür 10 gesichert ist.
Eingangsgröße für die Auslegung des Hebelmechanismus ist die Bahn B₁ eines Punktes, der als Schnittpunkt der Drehachse A₁, also der Anbindung des Stellhebels 18 an die Schiebetür 10, mit der Bewegungsebene C gebildet wird, die bei der Bewegung der Schiebetür 10 von der Stellung „geschlossen“ zur Stellung „vollständig geöffnet“ entsteht. Dabei steht die Drehachse A₁ senkrecht auf der Bewegungsebene C. Die Endpunkte P_1A und P_1B stellen demnach die Position der Drehachse A₁ bei geschlossener beziehungsweise vollständig geöffneter Stellung der Schiebetür 10 dar. Die Differenz der Y-Koordinaten der Endpunkte P_1A und P_1B ergibt den Y-Hub I₁ der Schiebetür 10. Der Stellhebel 18 verbindet die Drehachse A₁ in der Schiebetür 10, die Achse A₂ der Führungsrolle 26 und die Achse A₃ der Steuerrolle 28 miteinander. Die Führungsrolle 26 und die Steuerrolle 28 bewegen sich in der Führungskassette 74, die starr mit der Karosserie 102 verbunden ist, frei entlang von Bahnen. Dabei läuft die Führungsrolle 26 linear auf einer Bahn B₂, die zum Endpunkt P_1A („Schiebetür geschlossen“) den Y-Abstand I₁ hat. Der Abstand der Drehachse A₁ zur Achse A₂ der Führungsrolle 26 ist I₂, der Abstand von dieser Achse zur Achse A₃ der Steuerrolle 28 ist I₃. Alle drei Achsen A_1, A₂ und A₃ sind starr mit dem Stellhebel 18 verbunden.
Die Bahn B₃, auf der sich die Steuerrolle 28 bewegt, entsteht durch Zuordnung der Punkte auf der Bahn B₁ entsprechend der geometrischen Verhältnisse von I₁, I₂ und I₃.
Im Bewegungsbereich des Stellhebels 18 kurz vor der Endlage „geschlossen“ weisen die Drehachsen A₁, A₂ und A₃ untereinander einen geringen Abstand in Y-Richtung auf. Daraus ergibt sich, dass sich, entsprechend dem Hebelverhältnis von I₃ zu I₂, das Spiel, welches sich an jeder Rolle 26, 28 jeweils aus der Differenz zwischen lichter Weite der Führungsbahn 42 und realem Rollendurchmesser ergibt, als vielfaches Spiel in Y-Richtung an der Drehachse A₁ bemerkbar machen würde.
Die Genauigkeit der Führung auch im Bewegungsbereich der Endlage wird daher wie folgt gewährleistet: Koaxial zur Drehachse A₁, also dem der Schiebetür 10 zugewandten Ende des Stellhebels 18, ist eine Drehfeder, insbesondere eine Schenkelfeder 50, angeordnet, deren einer Schenkel sich türseitig abstützt, während der andere Schenkel auf den Stellhebel 18 wirkt und ihn in Richtung fahrzeugaußen drückt. Am vorderen Ende des nach fahrzeugaußen zeigenden Schlitzes in der Führungskassette 74 ist eine Anschlagrolle 76 angeordnet, deren (vertikale) Drehachse im Gehäuse 58 der Führungskassette 74 gelagert ist. Der Stellhebel 18 weist auf seiner nach fahrzeugaußen zeigenden Flanke eine Formgebung auf, die dazu führt, dass diese Flanke bei der Bewegung entlang der theoretischen (= idealen) Rollenbahnen immer den gleichen definierten Abstand zum Durchmesser der Rolle aufweist. Dieser geringe (zum Beispiel 1...2 mm) theoretische Abstand wird im Realbetrieb von der Schenkelfeder 50 überdrückt und auf diese Weise das Spiel reduziert.
Sollte durch äußere Kräfte, beispielsweise durch eine Windlast auf der Schiebetür 10, oder durch auf die Schiebetür 10 wirkende Betätigungskräfte die Schiebetür 10 in die entgegengesetzte Richtung gedrückt werden und dabei die beschriebene Federkraft der Schenkelfeder 50 überwunden werden, verhindert ein in der Führungskassette 74 fixierter Anschlagbolzen 78 eine übermäßige Bewegung in Gegenrichtung. Erfindet dazu mit seinem Durchmesser Kontakt an einer Führungsflanke 54 des Stellhebels 18. Diese Führungsflanke 54, die auf dem Stellhebel 18 als Erhebung ausgeführt ist, ist so gestaltet, dass ihre Wirkseite sich mit zunehmender Annäherung an die Endlage „geschlossen“ immer dichter an den Anschlag annähert (bezogen auf den theoretischen Bahnverlauf) und damit das mögliche Spiel stetig verringert („Trichter“). Der erwähnte Anschlagbolzen 78 kann auch als Rolle ausgeführt werden, um die Reibkräfte zu verringern.
Bezugszeichenliste

10: Schiebetür
12: obere Führung
14: mittlere Führung
16: untere Führung
18: Stellhebel
20: Kinematik
22: erste Führungsgasse
24: zweite Führungsgasse
26: Führungsrolle
28: Steuerrolle
30: Konsole
32: Dichtungsträger
34: Dichtung
36: Oberschale
38: Unterschale
40: Steuerbahn
42: Führungsbahn
44: Lagerzapfen
46: Buchse
48: Scheibe
50: Schenkelfeder
52: Anschlagflanke
54: Führungsflanke
56: Ausnehmung
58: Gehäuse
60: Leitrolle
62: Führungsrolle
64: Laufrolle
66: Schwenkgestell
68: Laufbahn
70: Steuerrolle
72: Drehzapfen
74: Führungskassette
76: Anschlagrolle
78: Anschlagbolzen
100: Kraftfahrzeug
102: Karosserie
104: Motorhaube
106: Dach
108: Seitenwand
110: Dachholm
112: Bodengruppe
A1: Drehachse des Stellhebels an der Schiebetür
A2: Drehachse des Stellhebels an der Führungsrolle
A3: Drehachse des Stellhebels an der Steuerrolle
B1: Bewegungsbahn der Schiebetür
B2: Bewegungsbahn der Führungsrolle
B3: Bewegungsbahn der Steuerrolle
C: Bewegungsebene
D: Bewegungsebene
I1: erster Abstand
I2: zweiter Abstand
I3: dritter Abstand
P1A: erster Endpunkt / geschlossene Endposition
P1B: zweiter Endpunkt / geöffnete Endposition

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2020083101 A1 [0006]
DE 102015216094 A1 [0007]

Claims

Kinematik (20) für eine Schiebetür (10) eines Kraftfahrzeuges (100), umfassend: eine obere Führung (12), mit welcher die Schiebetür (10) an einem Dachholm (110) einer Karosserie (102) des Kraftfahrzeuges (100) verschiebbar gelagert ist, eine mittlere Führung (14), mit welcher die Schiebetür (10) an einer Seitenwand (108) des Kraftfahrzeuges (100) verschiebbar gelagert ist, und eine untere Führungsschiene (16), mit welcher die Schiebetür (10) an einer Bodengruppe (112) der Karosserie (102) des Kraftfahrzeuges (100) verschiebbar gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die obere Führung (12) oder die untere Führung (16) eine Führungskassette (74) aufweist, welche mit der Karosserie (102) des Kraftfahrzeuges (100) verbindbar ist, wobei in der Führungskassette (74) ein Stellhebel (18) geführt ist, welcher über eine Konsole (30) mit der Schiebetür (10) verbindbar ist, der Stellhebel (18) eine Führungsrolle (26) und eine Steuerrolle (28) trägt, welche in der Führungskassette (74) drehbar gelagert sind, an einem der Schiebetür (10) zugewandten Ende des Stellhebels (18) eine Drehachse (A₁) ausgebildet ist, mit welcher der Stellhebel (18) drehbar in der Konsole (30) gelagert ist, und die Führungsrolle (26) eine zweite Drehachse (A₂) und die Steuerrolle (28) eine dritte Drehachse (A₃) des Stellhebels (18) ausbildet.
Kinematik (20) nach Anspruch 1, wobei die der Schiebetür (10) zugewandte Drehachse (A₁) als eine Buchse (46) ausgeführt ist, in welche ein drehfest mit der Konsole (30) verbundener Drehzapfen (72) eingreift.
Kinematik (20) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Führungskassette (74) ein Gehäuse (58) umfasst, wobei der Stellhebel (18) horizontal aus dem Gehäuse (58) herausgeführt wird.
Kinematik (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Führungsrolle (26) auf einer linearen Führungsbahn (22, 42, B2) und die Steuerrolle (28) auf einer in einem ersten Abschnitt parallel zur Führungsbahn (22, 42, B2) und in einem zweiten Abschnitt gebogen und sich der Führungsbahn (22, 42, B2) annähernd verlaufenden Steuerbahn (24, 40, B3) geführt wird.
Kinematik (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei an dem Stellhebel (18) eine Führungsflanke (54) ausgebildet ist, welche mit einer Anschlagrolle (76) in Wirkverbindung steht, wobei die Anschlagrolle (76) drehbar in der Führungskassette (74) gelagert ist.
Kinematik (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei an dem Stellhebel (18) eine Anschlagflanke (52) ausgebildet ist, welche mit einem Anschlagbolzen (78) in Wirkverbindung treten kann, welcher in der Führungskassette (74) aufgenommen ist.
Kinematik (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei an einer der Karosserie (102) zugewandten Seite des Stellhebels (18) eine Ausnehmung (56) ausgebildet ist.
Kinematik (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei ein Dichtungsträger (32) an einer der Karosserie (102) zugewandten und der Schiebetür (10) abgewandten Seite der Konsole (30) angeordnet ist, welcher eine Dichtung (34) trägt, welche die Führungskassette (74) in einer geschlossenen Stellung der Schiebetür (10) abdichtet.
Schiebetür (10) mit einer Kinematik (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 8.
Kraftfahrzeug (100) mit einer Karosserie (102), welche ein Dach (106) und eine Seitenwand (108) umfasst, wobei an der Seitenwand (108) eine Schiebetür (10) mit einer Kinematik (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 verschiebbar gelagert ist.