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Die Erfindung betrifft eine Schließhilfe zum Verschließen einer
mit einem Türschloß versehenen Fahrzeugtür, Motorhaube,
Kofferraumdeckel, Heckklappe o.dgl.
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Eine derartige Schließhilfe ist
beispielsweise aus der
DE
199 21 517 C2 bekannt. Dabei umfaßt die Schließhilfe ein
bolzen- oder bügelförmiges Schließelement,
welches einerseits mit Hilfe eines Antriebsmotors von einer Ent-
in eine Verriegelungsstellung bewegbar ist und welches andererseits
in der Entriegelungsstellung durch eine dem Türschloß zugeordnete schwenkbare Gabelfalle
umgreifbar ist, so daß das
Schließelement
bei seiner Bewegung in die Verriegelungsstellung über die
Gabelfalle die Fahrzeugtür
(gegen die Kraft der sich verformenden Türdichtung) in deren geschlossene
Stellung zieht. Das Getriebe der Antriebseinrichtung weist ein Abtriebsrad und
ein diesem nachgeschaltetes Nockenrad mit einem exzentrisch zur
Drehachse angeordneten Betätigungsnocken
auf, der über
ein Hebelgestänge
auf eine das Schließelement
tragende schwenkbare Trägerplatte
einwirkt.
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Als nachteilig hat es sich bei dieser
bekannten Schließhilfe
unter anderem erwiesen, daß durch das
zwischen dem Nockenrad und dem Trägerteil des Schließelementes
angeordnete Hebelgestänge ein
relativ langgestreckter Bauraum in der jeweiligen Fahrzeugkarosserie
benötigt
wird, der häufig
nicht zur Verfügung
steht.
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Zur Schaffung einer sehr kompakten Schließhilfe hat
die Anmelderin bereits in einer parallelen Patentanmeldung vorgeschlagen,
daß der
Betätigungsnocken
des Nockenrades direkt in die Trägerplatte
des Schließelementes
eingreift und dessen Verschiebung bewirkt. Um bei einer derartigen Schließhilfe ein
sicheres manuelles Schließen
(z.B. bei Ausfall der Stromversorgung) zu ermöglichen, ist vorgesehen, daß das Nockenrad
und das dem Nokkenrad vorgeschaltete Abtriebsrad der Antriebseinrichtung über eine
schaltbare Sperrkörperkupplung miteinander
verbunden sind, die mehrere federbeaufschlagte Rastkugeln umfaßt, welche
seitlich formschlüssig
in entsprechenden, gleichmäßig über den Umfang
verteilt angeordneten Ausnehmungen des Abtriebsrades gelagert sind
und von einer Druckfederanordnung gegen vertiefte Wandbereiche des
Nockenrades gedrückt
werden.
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Bei einer manuellen Betätigung der
jeweiligen Fahrzeugtür
werden die Rastkugeln aus den vertieften Wandbereichen des Nockenrades
herausgedrückt,
und das Nockenrad ist gegenüber
dem Abtriebsrad verdrehbar bis die Fahrzeugtür geschlossen ist.
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Außerdem bewirkt die Sperrkörperkupplung einen
Klemmschutz. Denn wird der Zuziehablauf dieser Schließhilfe behindert,
weil sich in dem Spalt zwischen Fahrzeugtür und Fahrzeugkarosserie ein
Gegenstand befindet, bewirkt die Kupplung, daß das Nockenrad und damit auch
die Trägerplatte
mit Schließbügel stehen
bleiben und das Abtrebsrad sich gegenüber dem Nockenrad bis in seine
Ausgangsstellung weiterdreht. Dort erzeugt ein Berührungsschalter
ein entsprechendes Signal, welches von einer elektronischen Steuereinheit
ausgewertet wird, die dann ihrerseits den Antriebsmotor abschaltet.
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Da der Anpreßdruck der die Rastkugeln in die
vertieften Wandbereiche des Nockenrades drückenden Feder derart gewählt werden
muß, daß die Schließhilfe die
jeweilige Fahrzeugtür
gegen den Druck der Türdichtungen
sicher schließt,
ohne daß dabei
ein Auskuppeln des Nockenrades zu befürchten ist, muß der Anpreßdruck in
der Größenordnung von
800 bis 1000 N liegen. Gelangt daher zu Beginn des Zuziehens unbeabsichtigt
z.B. eine Hand der die Fahrzeugtür
schließenden
Person in den Spalt zwischen Fahrzeugtür und Fahrzeugkarosserie, so
wirken zunächst
erhebliche Kräfte
auf die Hand, bevor die Kupplung auskuppelt und die Schließhilfe abschaltet.
Dieses kann zu ernsthaften Verletzungen der Hand führen.
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Der vorliegenden Erfindung liegt
daher die Aufgabe zugrunde, bei einer Schließhilfe mit Sperrkörperkupplung
zwischen dem Abtriebsrad und dem Nockenrad den Klemmschutz zu verbessern,
ohne daß hierdurch
die Schließfunktion
der Schließhilfe beeinträchtigt wird.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die
Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Weitere, besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung offenbaren
die Unteransprüche.
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Die Erfindung beruht im wesentlichen
auf dem Gedanken, die Rastkugeln mittels einer Druckfederanordnung
zu beaufschlagen, deren Steifigkeit beim Schließen der Fahrzeugtür mittels
der Schließhilfe
zunimmt, d.h. eine Druckfederanordnung zu verwenden, die eine progressive
Federkennlinie besitzt. Dadurch wird erreicht, daß innerhalb
eines ersten Schließwegabschnittes,
bei dem ernsthaft die Gefahr besteht, daß ein Fremdkörper in
den Spalt zwischen Fahrzeugtür
und Karosserie gelangen könnte,
die Steifigkeit der Druckfederanordnung und damit auch die Anpreßkraft der
die Rastkugeln in die Vertiefungen des Nockenrades drückenden
Feder gering ist (z.B. 100 bis 300 N). Es erfolgt ein Auskuppeln
der Kupplung also bereits beim Auftreten geringer Klemmkräfte.
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Befindet sich hingegen die Fahrzeugtür kurz vor
ihrer geschlossenen Stellung, bei der erhebliche Anpreßkräfte zur Überwindung
der Fahrzeugtürdichtung
aufgebracht werden müssen,
bei der aber aufgrund der geringen Spaltbreite zwischen Fahrzeugtür und Karosserie
kaum mehr die Gefahr besteht, daß ein Gegenstand zwischen Fahrzeugtür und Karosserie
gelangen kann, nimmt die Steifigkeit der Druckfederanordnung stark
zu, so daß Anpreßkräfte auf
die Rastkugeln der Kupplung in der Größenordnung von 800 bis 1000
N wirken und die Kupplung auch nur beim Auftreten von Klemmkräften in
dieser Größenordnung
auskuppelt.
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Erfindungsgemäß kann die schließwegabhängige Änderung
der Steifigkeit der Druckfederanordnung dadurch realisiert werden,
daß die
Druckfederanordnung mit progressiver Federkennlinie sich auf ihrer
den Rastkugeln abgewandten Seite an einer drehfest in der Schließhilfe gelagerten,
aber axial verschiebbaren Druckscheibe abstützt, wobei die Druckscheibe
von einer drehfest mit dem Abtriebsrad verbundenen Steuerscheibe
beim Drehen des Abtriebsrades von der Ent- in die Verriegelungsstellung
verschoben wird.
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Als besonders vorteilhaft hat es
sich erwiesen, wenn die Druckfederanordnung aus mindestens einer
zweistufig geschichteten Tellerfederanordnung besteht, so daß die progressive
Federkennlinie der Druckfederanordnung durch mindestens zwei geradlinige
Federkennlinienbereiche angenähert
wird. Dabei kann die erste den Rastkugeln zugewandte Stufe der Tellerfederanordnung
aus einer einzigen Tellerfeder hoher Steifigkeit und die zweite
der Druckscheibe zugewandte Stufe der Tellerfederanordnung z.B.
aus zwei dachförmig
aneinander anliegenden Tellerfedern geringerer Steifigkeit bestehen.
Bei Drehung des Abtriebsrades von der Ent- in die Verriegelungsstellung
werden dann zunächst
im wesentlichen nur die Tellerfedern der zweiten Stufe zusammengedrückt, bis
sie einen Federblock bilden. Bis zum Erreichen des Federblockes
ist die Kupplung mit geringer Kraft auskup pelbar. Beim Weiterdrehen
der Antriebsscheibe ist im wesentlichen nur noch die Tellerfeder
hoher Steifigkeit der ersten Stufe wirksam, so daß die Anpreßkraft der
Rastkugeln durch diese Tellerfeder bestimmt ist und die Kupplung
nur noch mit einer wesentlich höheren
Kraft auskuppelbar ist.
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Die axiale Verschiebung der Druckscheibe zur
Erhöhung
der Vorspannung der Druckfederanordnung kann vorteilhafterweise
dadurch erfolgen, daß die
Steuerscheibe auf ihrer der Druckscheibe zugewandten Stirnseite
mindestens zwei gleichmäßig über den
Umfang verteilt angeordnete Steuernocken mit keilförmiger Steuerfläche umfaßt, welche
sich an entsprechenden keilförmigen
Vorsprüngen
der Druckscheibe abstützen.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile
der Erfindung ergeben sich aus dem folgenden anhand von Figuren
erläuterten
Ausführungsbeispiel.
Es zeigen:
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l eine
Draufsicht auf eine erfindungsgemäße in einem Gehäuse angeordnete
und in ihrer Entriegelungsstellung befindliche Schließhilfe mit
Abtriebs- und Nokkenrad, aber ohne Deckelteil und ohne dem daran
angeordneten Schließelement;
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2 einen
vergrößert dargestellten
Längsschnitt
entlang der in l mit 1-II bezeichneten Schnittlinie
mit einer Kupplung mit Rastkugeln und einer Druckfederanordnung,
wobei auch das Deckelteil mit Schließelement wiedergegeben ist;
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3 und 4 zwei Querschnitte entlang
der in 2 mit III-III
und N-N bezeichneten Schnittlinien;
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5 einen 2 entsprechenden Längsschnitt,
wobei das Abtriebsrad sich um ca. 32° gedreht hat;
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6 einen
Querschnitt entlang der in 5 mit
VI-VI bezeichneten Schnittlinie und
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7 die
Federkennlinie der für
den Anpreßdruck
der Sperrkörper
der Kupplung verwendeten Druckfederanordnung.
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In l sind
mit 1 eine erfindungsgemäße Schließhilfe für das Verschließen der
Heckklappe eines nicht dargestellten Kraftfahrzeuges und mit 2 eine
nur gestrichelt angedeutete elektronische Steuereinheit bezeichnet.
Die Schließhilfe 1 wird
dabei an der heckseitigen Karosserie des Fahrzeuges in dem Bereich
der Heckklappenöffnung
befestigt, der dem Türschloß der Heckklappe
gegenüberliegt.
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Die Schließhilfe 1 umfaßt eine
Antriebseinrichtung 3 mit einem Antriebsmotor 4 und
einem dem Motor nachgeschalteten Getriebe 5 mit einem um eine
Drehachse 9 drehbaren Abtriebsrad 6. Das Abtriebsrad 6 ist über eine
Sperrkörperkupplung 7 (2) mit einem Nockenrad 8 verbunden,
das ebenfalls um die Drehachse 9 drehbar angeordnet ist und
einen exzentrisch zur Drehachse 9 angeordneten Betätigungsnocken 10 trägt. Dabei
umfaßt
die Sperrkörperkupplung 7 mehrere
federbeaufschlagte Rastkugeln 11, z.B. aus Stahl, die seitlich
formschlüssig
in entsprechende, gleichmäßig über den
Umfang verteilt angeordnete Ausnehmungen 12 des Abtriebrades 6 gelagert
sind und auf ihrer dem Nockenrad 8 abgewandten Seite von
einer Druckfederanordnung 13 beaufschlagt werden, so daß sie in
vertiefte Wandbereiche 14 des Nockenrades 8 gedrückt werden.
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Wie 2 zu
entnehmen ist, ist das Nockenrad 8 auf seiner dem Betätigungsnocken 10 abgewandten
Seite als Drehlager für
das Abtriebsrad 6 ausgebildet, wodurch ein besonders kompakter
Aufbau der Schließhilfe 1 erreicht
wird.
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Der Betätigungsnocken 10 des
Nockenrades 8 greift in eine Ausnehmung 15 einer
Trägerplatte 16 ein,
an der ein als Schließbügel ausgebildetes
Schließelement 17 befestigt
ist.
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Die Schließhilfe 1 enthält zwei
als Sensoren dienende Berührungsschalter 18, 19 (l), die über elektrische Leitungen mit
der elektronischen Steuereinheit 2 verbunden sind und jeweils
ein Signal erzeugen, wenn der Betätigungsnocken 10 des
Nockenrades 8 die Ver- oder
die Entriegelungsstellung erreicht hat. Hierzu ist an dem Abtriebsrad 6 der
Antriebseinrichtung 3 ein entsprechender, sich über einen
Teil des Umfanges erstreckender Längsnocken 20 vorgesehen,
welcher von dem jeweiligen Berührungsschalter 18, 19 kontaktierbar
ist.
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Die Schließhilfe 1 umfaßt ferner
einen schwenkbar angeordneten, durch eine Drehfeder 21 beaufschlagten
Sperrhebel 22, an dem sich die Trägerplatte 16 in der
verriegelten Stellung der Schließhilfe 1 abstützt, um
die Antriebseinrichtung 3 zu entlasten. Dabei wird die
Lage des Sperrhebels 22 mittels eines mit der elektronischen
Steuereinheit 2 verbundenen Berührungsschalters 23 überwacht.
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Die Druckfederanordnung 13 besteht
aus einer zweistufigen Tellerfederanordnung, wobei jede Stufe einen
geradlinigen Federkennlinienbereich 100, 101 besitzt
(7). Dabei besteht die
erste den Rastkugeln 11 zugewandte Stufe 24 aus
einer einzigen Tellerfeder 26 hoher Steifigkeit (entspricht
in 7 dem Federkennlinienbereich 101).
Die zweite Stufe 25 besteht aus zwei dachförmig aneinanderliegenden
Tellerfedern 26, 27 wesentlich geringerer Steifigkeit
(entspricht in 7 dem
Federkennlinienbereich 100). Diese zweite Stufe 25 stützt sich
auf ihrer der ersten Stufe 24 abgewandten Seite an einer in
dem Gehäuse
der Schließhilfe
drehfest gelagerten Druckscheibe 28 ab, welche durch eine
drehfest mit dem Abtriebsrad 6 verbundenen Steuerscheibe 29 in Richtung
der Drehachse 9 verschiebbar angeordnet ist.
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Die Steuerscheibe 29 besitzt
auf ihrer der Druckscheibe 28 zugewandten Stirnseite, gleichmäßig über den
Umfang verteilt drei mit keilförmiger Steuerflächen 30 versehene
Steuernocken 31 (3),
an denen sich nach Drehung des Abtriebsrades 6 um einen
vorgegebenen Winkel entsprechend keilförmig ausgebildete Vorsprünge 32 der
Druckscheibe 28 (4)
abstützen.
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Nachfolgend wird die Wirkungsweise
der erfindungsgemäßen Schließhilfe 1 beschrieben.
Dabei wird von der in den l-4 dargestellten
Anordnung ausgegangen, bei der sich der Schließbügel 17 in der Entriegelungsstellung
befindet. Außerdem
sei die Heckklappe des nicht dargestellten Fahrzeuges an dessen
heckseitiger Karosserie angelehnt, und das Türschloß befindet sich in seiner Vorraststellung,
bei der die Gabelfalle des Türschlosses
den Schließbügel 17 umfaßt und durch
eine Sperrklinke gesichert ist. Gleichzeitig mit der Sicherung der
Gabelfalle durch die Sperrklinke wird über einen z.B. im Türschloß befindlichen
Mikroschalter der Antriebsmotor 4 der Schließhilfe 1 über die
elektronische Steuereinheit 2 aktiviert und das Nockenrad 8 dreht
sich aus der in 1 dargestellten
Stellung im Uhrzeigersinn.
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Durch den Betätigungsnocken 10 des
Nockenrades 8 wird der Schließbügel 17 gegen den Druck
der Heckklappendichtung zum Fahrzeug hingezogen und beginnt somit
die Heckklappe zuzuziehen. Nach ca. 8 mm Schließweg, was im vorliegenden Ausführungsbeispiel einer
Drehung des Abtriebsrades 6 von ca. 32° entspricht, gelangen die Steuernocken 31 der
Steuerscheibe 29 an die Vorsprünge 32 der Druckscheibe 28.
Durch die schrägen Steuerflächen 30 der
Steuernocken 31 und die Schrägflächen der Vorsprünge 32 wird
die Druckscheibe 28 gegen die Tellerfedern 26, 27 gedrückt. Bei
weiterer Betätigung
des Abtriebsrades 6 wird durch die Druckscheibe 28 der
Federweg dieser Tellerfedern 26, 27 bis auf „Block" zusammengedrückt (S und 6).
Jetzt stützt
sich die Tellerfeder 24 über den Federblock direkt gegen
die Druckscheibe 28 ab, so daß auch die Anpreßkraft der
Tellerfeder 24 an den Rastkugeln 11 in der Größenordnung
zwischen 600-800 N wirksam ist (die Druckfederanordnung 13 befindet
sich in 7 in dem Federkennlinienbereich 101).
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Beim Weiterdrehen des Abtriebsrades 6 bis in
die Endstellung liegt die hohe Anpreßkraft der Tellerfeder 24 an
der Kupplung 7 an, die für den restlichen Zuziehablauf
des Schließbügels benötigt wird.
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Sobald das Abtriebsrad 6 mit
seinem Längsnocken 20 den
ersten Berührungsschalter 18 erreicht hat,
wird der Antriebsmotor 4 abgeschaltet.
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Wird der Zuziehablauf der Schließhilfe 1 behindert,
weil sich in der Vorraststellung in dem Spalt zwischen Kofferraum
und Heckklappe ein Gegenstand befindet, bleibt das Nockenrad 8 und
damit auch die Trägerplatte 16 mit
Schließbügel 17 stehen und
der Sperrhebel 22 verbleibt in seiner Ausgangsstellung.
Dadurch drücken
die Rastkugeln 11 gegen die Tellerfeder, die wiederum die
Kraft an die Tellerfedern 26, 27 weitergibt. Da
dieses Tellerfederpaar eine wesentlich geringere Steifigkeit aufweist
als die Tellerfeder 24, drücken sich im wesentlichen nur
die Tellerfedern 26, 27 zusammen, bis die Rastkugeln 11 die
Raststellung des Nockenrades 8 verlassen haben. Das Abtriebsrad 6 dreht
sich gegenüber
dem Nockenrad 8 weiter bis in seine Ausgangsstellung. Dort
erzeugt der zweite Berührungsschalter 19 ein entsprechendes
Signal, welches von der elektronischen Steuereinheit 2 ausgewertet
wird, die dann ihrerseits den Antriebsmotor 4 abschaltet.
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Soll die Heckklappe geöffnet werden,
so wird beispielsweise durch Betätigung
eines Heckklappengriffes der Antriebsmotor 4 wiederum durch die
elektronische Steuereinheit 2 aktiviert und dreht das Nockenrad 8 entgegen
dem Uhrzeigersinn in seine Ausgangsstellung zurück. Dabei wird der Sperrhebel 22 zurückgedrückt und
die Trägerplatte 16 des Schließbügels 17 durch
den Betätigungsnocken 10 des
Nockenrades 8 wieder in ihre geöffnete Stellung geschoben.
Ist die Entriegelungsstellung der Schließhilfe 1 erreicht,
wird der Antriebsmotor 4 ausgeschaltet und das Türschloß kann dann
beispielsweise durch Betätigung
eines Griffes oder eines Schließzylinders geöffnet werden.
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Die Heckklappe kann z.B. bei einem Stromausfall
auch manuell geschlossen werden, so daß der Schließbügel 17 manuell
von der Ent- in die Verriegelungsstellung gedrückt wird. Hierzu wird die Heckklappe
mit einer Mindestkraft zum Kraftfahrzeug hingedrückt. Dabei werden die Rastkugeln 11 der Kupplung 7 gegen
die Druckfederanordnung 13 gedrückt, so daß sich das Nockenrad 8 mit
dem Schließbügel 17 gegenüber dem
Abtriebsrad 6 verdreht, ohne daß die Antriebseinrichtung 3 beschädigt wird.
In diesem Fall braucht vorteilhafterweise die Schließkraft nur
so groß zu
sein wie die Anpreßkraft der
beiden Tellerfedern 26, 27 der Druckfederanordnung 13.
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- 1
- Schließhilfe
- 2
- elektronische
Steuereinheit
- 3
- Antriebseinrichtung
- 4
- Antriebsmotor
- 5
- Getriebe
- 6
- Abtriebsrad
- 7
- Kupplung,
Sperrkörperkupplung
- 8
- Nockenrad
- 9
- Drehachse
- 10
- Betätigungsnocken
- 11
- Rastkugel
- 12
- Ausnehmung
- 13
- Druckfederanordnung,
Tellerfederanordnung
- 14
- vertiefter
Wandbereich
- 15
- Ausnehmung
- 16
- Trägerplatte
- 17
- Schließelement,
Schließbügel
- 18
- (erste)
Sensor, (erster) Berührungsschalter
- 19
- (zweiter)
Sensor, (zweiter) Berührungsschalter
- 20
- Längsnocken
- 21
- Drehfeder,
Feder
- 22
- Sperrhebel
- 23
- Berührungsschalter
- 24
- erste
Stufe, Tellerfeder
- 25
- zweite
Stufe, Tellerfeder
- 26,27
- Tellerfedern
- 28
- Druckscheibe
- 29
- Steuerscheibe
- 30
- Steuerfläche
- 31
- Steuernocken
- 32
- Vorsprung
- 100,101
- Federkennlinienbereiche