DE19638741C2 - Elektromechanischer Antrieb für eine Schiebetür - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen elektromechanischen An­ trieb für eine eine Öffnung in einer Wandung ver­ schließende Schiebetür, insbesondere für Fahrzeuge, nach DE 196 22 290 C1.

Schiebetüren sind insbesondere bei Fahrzeugen vorge­ sehen, bei denen von der Seite her Zugang zu dem In­ nenraum des Fahrzeugs vorgesehen ist, beispielsweise bei Kleinbussen oder Transportfahrzeugen. Eine derar­ tige Schiebetür ist im allgemeinen so ausgeführt, dass sie in der Schließ- bzw. Verriegelungsstellung bündig mit der umgebenden Karosserie abschließt und im geöffneten Zustand parallel versetzt dazu in min­ destens einer Führungsschiene entlang der Karosserie bewegbar ist.

Für bestimmte Einsatzzwecke, zum Beispiel für Taxis, Ladefahrzeuge, Krankentransporte oder dergleichen be­ steht das Bedürfnis, eine derartige Schiebetür auto­ matisch bewegen und verschließen zu können. Aus dem DE 295 15 518 U1 ist ein Antriebssystem bekannt, das einen Hauptantrieb und einen Hilfsantrieb aufweist, wobei die Bewegung der Schiebetür zwischen der Offen­ stellung und einer Zwischenstellung, bei der die Tür direkt vor der zu verschließenden Öffnung steht, mit dem Hauptantrieb im wesentlichen parallel zur Wandung erfolgt und die Bewegung der Schiebetür zwischen der Zwischenstellung und der Schließstellung, d. h. dem verriegelten Zustand, unabhängig vom Hauptantrieb mit einem Hilfsantrieb im wesentlichen senkrecht zur Wan­ dung erfolgt. Dabei weisen sowohl der Hauptantrieb als auch der Hilfsantrieb einen Elektromotor auf, wo­ bei der Elektromotor des Hauptantriebs mit einer Grundplatte verbunden ist, an der ebenfalls Laufrol­ len drehbar angeordnet sind. Die Laufrollen rollen in einer mit der Schiebetür verbundenen Führungsschiene ab. An der Schiebetür ist weiterhin eine Zahnstange angebracht, die mit einem Ritzel in Eingriff ist, das auf der Antriebswelle des Elektromotors sitzt. Zur Abstützung der Grundplatte als Halterung ist eine Stange vorgesehen, die verschiebbar mit der Karosse­ rie des Fahrzeugs fest verbunden ist und über eine Gummibuchse die Grundplatte abstützt. Der Hilfsan­ trieb weist einen fest mit der Schiebetür verbundenen hammerförmigen Bolzen auf, wobei dem Bolzen eine an einer Gewindespindel angeordnete Zugkralle zugeordnet ist. Beim Schließen der Schiebetür greift der hammer­ förmige Bolzen in die Zugkralle ein und die Gewinde­ spindel wird von dem Elektromotor des Hilfsantriebs so betätigt, dass die Schiebetür senkrecht zur Karos­ serie nach innen gezogen wird.

Dieses Antriebssystem funktioniert grundsätzlich zu­ friedenstellend, wobei aber aufgrund der Gewindespin­ del der Raumbedarf sehr groß ist, wodurch das An­ triebssystem relativ weit in den Fahrzeugraum hinein­ reicht. Darüber hinaus muss das Passmaß der Zugkralle für den hammerförmigen Bolzen recht groß ausgeführt werden, damit der Bolzen sicher in die Zugkralle ein­ geführt werden kann, denn die Türen können sich leicht verziehen. Außerdem ist die Kraftübertragung für die Verriegelung nicht optimal.

In Weiterbildung der Hauptanmeldung liegt der Erfin­ dung daher die Aufgabe zugrunde, einen elektromecha­ nischen Antrieb für eine Schiebetür zu schaffen, der die Tür sicher öffnet und verschließt bzw. verriegelt und einen geringeren Platzbedarf aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Dadurch, dass ein in einer Ebene senkrecht zur Wan­ dung über eine an einem Ende vorgesehenen Drehachse schwenkbarer Hebel in seiner axialen Richtung in ei­ ner gleichfalls schwenkbaren Hülse verschiebbar ge­ führt ist, wobei Drehachse und Hülse jeweils an einer der Halterungen der ersten und zweiten Antriebsvor­ richtung angeordnet sind, und dass ein Betätigungs­ element von dem Elektromotor der zweiten Antriebsvor­ richtung angetrieben wird und dadurch so auf den He­ bel wirkt, dass über diesen eine Zugkraft senkrecht zur Wandung auf die Halterung der ersten Antriebsvor­ richtung ausgeübt wird, können einerseits die Halte­ rungen sehr viel platzsparender ausgebildet sein und andererseits wird die Verriegelungskraft direkt auf die mit der Schiebetür in Verbindung stehende Halte­ rung ausgeübt. Die Kraftverluste werden gering gehal­ ten, so dass die Elektromotoren in ihrer Leistung ge­ ringer ausgebildet sein können. Die Tür wird sicher verriegelt.

In vorteilhafter Weise ist das Betätigungselement als Zahnstange ausgebildet, die durch den Elektromotor der zweiten Antriebsvorrichtung senkrecht zur Schwenkebene des Hebels bewegt wird, wobei die Zahnstange beim Vorschieben am Umfang des Hebels ent­ langläuft. Durch diese Ausbildung wird eine unmittel­ bare Kraft auf den Hebel ausgeübt und gleichzeitig bildet die Zahnstange mit dem Hebel eine sichere, nicht lösbare Verriegelung. Durch die geringe Einbau­ tiefe der Zahnstange mit Halterung ist eine platzspa­ rende Anordnung möglich.

Dadurch, dass die Drehachse des Hebels an einem An­ satz oder Bolzen befestigt ist, der an der Halterung etwa mittig zum Führungswagen angebracht ist, wird die Zugkraft zum Verschließen der Schiebetür über den Führungswagen direkt auf die Führungsschiene ge­ bracht, wodurch wiederum die Verluste gering sind.

Durch Ausbilden der Führungsschiene mit vier Nuten, in denen entsprechende Kugelreihen entlanglaufen, die in dem Linearführungswagen vorgesehen sind, wird eine sehr gute, auch kraftschlüssige Verbindung zwischen Linearführungsschiene und Linearführungswagen zur Verfügung gestellt, so dass sich auch bei der auf den Führungswagen aufgebrachten Zugkraft beim Verriegeln die Verbindung nicht löst.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Prinzipdarstellung des erfin­ dungsgemäßen elektromechanischen An­ triebs im Schnitt durch die Wandung des Fahrzeugs, entgegengesetzt zur Fahrtrichtung, wobei die Schiebetür offen ist,

Fig. 2 eine Prinzipdarstellung entsprechend Fig. 1 mit geschlossener Schiebetür,

Fig. 3 eine Prinzipdarstellung eines Teils des elektromechanischen Antriebs nach der Erfindung in einer Seitenansicht aus dem Fahrzeuginneren heraus gese­ hen, und

Fig. 4 und Fig. 5 eine Seitenansicht und eine Draufsicht der Verriegelungsein­ heit des erfindungsgemäßen elek­ tromechanischen Antriebs.

Der in den Fig. 1 bis 5 dargestellte elektromechani­ sche Antrieb besteht aus einer ersten Antriebsvor­ richtung 2, wobei die erste Antriebsvorrichtung 1 für eine Bewegung der Schiebetür in Längsrichtung zum Fahrzeug und eie Antriebsvorrichtung 2 für eine Bewe­ gung zum Schließen der Schiebetür senkrecht zur Längsrichtung des Fahrzeuges sorgen. Die Schiebetür, die in den Figuren mit 3 bezeichnet ist, weist zu der Fahrzeugkarosserie, die gleichfalls vereinfacht in den Figuren dargestellt ist und mit 4 bezeichnet ist, einen Abstand auf, siehe Fig. 1. Die Schiebetür 3 läuft in mindestens einer an der Karosserie 4 vorge­ sehenen, nicht dargestellten Führung, wobei diese Führung in der Nähe der Türöffnung leicht nach innen gekrümmt ist, so daß die Schiebetür 3 im Bereich der Öffnung für die Tür an die Öffnung herangefahren wird, wodurch der Schließ- oder Verriegelungsweg, der von der zweiten Antriebsvorrichtung 2 gesteuert wird, sehr viel kleiner ist als in Fig. 1 dargestellt ist. Die Tür wird üblicherweise so nahe an die Karosserie 4 zwangsweise herangeführt, daß nur wenige Zentimeter zu überbrücken sind.

Die Antriebsvorrichtung 1 weist als wesentliches An­ triebsteil einen Fahrmotor 5 auf, der an einer Grund­ platte 6 befestigt ist. Die Motorwelle 7 des Fahrmo­ tors greift frei drehend durch die Grundplatte 6 hin­ durch und auf ihr sitzt ein Antriebsritzel 8. Eine Linearführungsschiene 9, die sich über die gesamte Breite der Schiebetür 3 erstreckt, ist über einen Haltewinkel 10 fest mit der Schiebetür verbunden. Beispielsweise ist die Linearführungsschiene mit dem Haltewinkel verschraubt und dieser wiederum ist mit der Tür verschraubt. Die Linearführungsschiene 9 läuft in einem Linearführungswagen 11, der mit der Grundplatte 6 verschraubt ist. An dem Haltewinkel 10 ist ebenfalls über die gesamte Breite der Schiebetür 3 eine Zahnstange 12 angebracht, die mit dem von dem Elektromotor 5 angetriebenen Ritzel 8 in Eingriff steht.

Die Linearführungsschiene weist in unmittelbarer Nähe der Kanten beidseitig jeder Kante in Längsrichtung verlaufende, nicht dargestellte Nuten auf, die im Querschnitt die Form eines Kugelabschnitts aufweisen. Der Linearführungswagen 11 übergreift U-förmig die Führungsschiene 9. In den Führungsnuten zugeordneten Positionen weist der Führungswagen 11 Vertiefungen zur Aufnahme von Kugeln in einer Reihe auf, derart, daß vier Kugelreihen vorhanden sind, die in den zu­ geordneten Führungsnuten der Führungsschiene 9 ablau­ fen.

An der Grundplatte ist ein Bolzen 13 mittig zu dem rechteckförmigen Führungswagen 11 fest angebracht, an dem ein Gabelkopf 14 befestigt ist. Der Gabelkopf dient als Lagerung für einen Schubhebel 15, der mit seinem einen Ende über eine Drehachse 16 in einer Ebene senkrecht zur Längsrichtung des Fahrzeugs schwenkbar gelagert ist.

Der Schubhebel 15 ist mit seinem freien Ende ver­ schiebbar in einer Führungshülse 17 aufgenommen, die über einen Drehbolzen 18, der senkrecht an ihrem Au­ ßenumfang angebracht ist, drehbar in einer Halterung 19 der zweiten Antriebsvorrichtung 2 gelagert ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Drehbolzen 18 mit einem Gewinde versehen, das in mit der Halte­ rung 19 verbundenen Muttern eingeschraubt ist. Die Halterung ist fest mit der Karosserie 4, das heißt mit dem Fahrgestell des Fahrzeugs verbunden.

Die Antriebsvorrichtung 2, die genauer in Fig. 4 und Fig. 5 dargestellt ist, weist einen Elektromotor 30 auf, auf dessen Welle ein Ritzel 31 sitzt und der auf einer einen Teil der Halterung 19 bildenden Grund­ platte 32 befestigt ist, wobei die Halterung an der C-Säule angebracht ist. Das Ritzel 31 greift in eine in einem Führungsprofil 33 laufende Druckzahnstange 34 ein, die an ihrem dem Hebel 15 zugewandten Ende eine Schräge 35 aufweist.

Im geöffneten Zustand der Schiebetür befindet sich die Zahnstange 34 im zurückgezogenen Zustand, so daß der Schubhebel 15 frei schwenken kann. Beim Verrie­ geln der Schiebetür 3 fährt die Zahnstange 34 in ei­ ner senkrecht zur Schwenkebene des Hebels 15 gerich­ teten Bewegung heraus und drückt entsprechend Fig. 2 das Ende des Hebels in Richtung zur Öffnung und setzt somit den Schubhebel 15 fest. Zumindest das Ende des Schubhebels 15 ist mit einer Kunststoffummantelung versehen, damit Kontaktgeräusche verringert werden. Die Kunststoffummantelung kann auch als drehbar auf­ gesetzte Hülse ausgebildet sein, die sich bei dem Vorschieben der Zahnstange 34 mitdreht.

Die Funktionsweise des elektromechanischen Antriebs ist wie folgt.

Wenn sich die Schiebetür 3 in der in Fig. 1 gezeigten Offenstellung befindet und in die Schließstellung gebracht werden soll, wird der Fahrmotor 5 erregt, wobei eine Steuervorrichtung vorgesehen ist, die das Einschaltsignal für den Fahrmotor 5 liefert. Die Steuervorrichtung, die nicht in der Zeichnung darge­ stellt ist, kann beispielsweise mit einer Eingabeta­ statur am Armaturenbrett des Fahrzeugs verbunden sein, wobei über die Tastatur vom Fahrer Befehle zum Öffnen und Schließen der Schiebetür 3 eingegeben wer­ den können. Die Steuervorrichtung kann jedoch auch eine Zeitschaltung enthalten, die nach einer bestimm­ ten Zeit nach Öffnen der Schiebetür 3 ein Signal zum Schließen der Tür abgibt. Dies ist besonders bei Transportfahrzeugen interessant, bei denen aus dem Lagerraum nur kurz ein auszuliefernder Gegenstand herausgenommen werden muß. Die Tür schließt sich dann kurz nach der Herausnahme wieder, ohne daß ein Befehl über die Tastatur eingegeben werden muß.

Nachdem der Fahrmotor 5 eingeschaltet wurde, dreht sich das Ritzel und fährt auf der Zahnstange entlang, wodurch die Tür in Längsrichtung verschoben wird und wodurch die Linearführungsschiene in dem Linearfüh­ rungswagen gleitet. Wenn die Schiebetür 3 in der an der Karosserie 4 angebrachten Schiebetürführung ent­ langfährt, wird sie am Ende der Längsbewegung zwangs­ weise durch die gekrümmte Führung an die Karosserie 4 herangeführt, derart, daß nur noch wenige Zentimeter zwischen Tür 3 und Karosserie 4 liegen, wenn sich die Tür 3 vor der Türöffnung befindet. Dabei verschiebt sich der Schubhebel 15 in der Führungshülse 17 in axialer Richtung, wobei sich die Führungshülse 17 gegen den Uhrzeigersinn dreht und gleichzeitig das Ende des Schubhebels um die Drehachse 16 schwenkt. Es sind beispielsweise induktive Endlagenschalter 39 (siehe Fig. 3) mit der Steuervorrichtung verbunden, wobei ein Endlagenschalter an die Steuervorrichtung meldet, daß sich die Schiebetür 3 in Gegenüberstel­ lung zu der Türöffnung befindet. Die Steuervorrich­ tung schaltet dann den Fahrmotor 5 aus und den Spin­ delmotor 20 ein.

In dieser Stellung der Schiebetür ist die Spitze der Druckzahnstange 34 in bezug auf den nun fast in senk­ rechter Stellung sich befindenden Schubhebel 15 zu der Mittenachse des Schubhebels 15, in der Fig. 2 gesehen nach links versetzt. Das vom Elektromotor 30 angetriebene Ritzel 31 schiebt nun die Druckzahnstan­ ge 34 in der Ansicht nach Fig. 5 nach links, wodurch diese mit ihrer Schräge 35 auf dem Umfang des Schub­ hebels 15 entlanggleitend den Schubhebel 15 mit sei­ nem oberen Ende in der Zeichnung nach Fig. 2 nach links drückt. Dadurch wird am anderen Ende der Bolzen 13 zum Innenraum gezogen und die Schiebetür 3 ver­ schließt dicht die Türöffnung des Fahrzeugs. Dabei bilden die Zahnstange 34 und der Schubhebel 15 die Verriegelung. In der Endstellung der Druckzahnstange 34 ist wiederum ein Endlagenschalter 36 vorgesehen, der mit einem auf der Druckzahnstange 34 befestigten Anschlag 37 zusammenarbeitet und der den Elektromotor 30 abschaltet. Die Neigung der Schräge 35 ist maßge­ bend für den Schließweg senkrecht zur Karosserie, der mittels der Antriebsvorrichtung 2 zurückgelegt wird.

Das Öffnen der Schiebetür 3 geschieht in umgekehrter Reihenfolge in gleicher Weise, wobei ein weiterer Endschalter 38 von dem Anschlag 37 betätigt wird.

In etwa parallel zu dem Schubhebel kann eine Zugfeder angeordnet sein, die beispielsweise am Gabelkopf 14, am Bolzen 13 oder sonst an der Grundplatte 6 einer­ seits und andererseits an der Halterung 19 angebracht sein kann. Beim Öffnen der Tür wird diese Zugfeder gespannt, derart, daß sie beim Verschließen der Tür das Hereinziehen der Tür in die entsprechende Öffnung unterstützt. Dadurch werden Spiele zwischen Gleitla­ ger und ein Zurückfedern der Tür verhindert. In einem anderen Ausführungsbeispiel kann jedoch auch zum Ver­ meiden des Zurückfederns der Tür ein Elektromagnet eingeschaltet werden, wenn die zweite Antriebsvor­ richtung 2 eingeschaltet wird, um ein Magnetfeld auf­ zubauen, durch das die Tür zum Innenraum hereingezo­ gen wird.

Falls die Tür ohne die Antriebsvorrichtungen 1, 2 geöffnet werden muß, kann die Drehachse 16 in dem Gabelkopf 14 so aufgenommen werden, daß sie gelöst werden kann, wodurch die Schiebetür 3 manuell bewegt werden kann.

Um ein Abschalten der Motoren durch die Steuervor­ richtung zu gewährleisten, wenn sich Personen oder Gegenstände in bzw. an der zu verschließenden Öffnung befinden, sind Bewegungsmelder oder Kontaktsensoren oder dergleichen vorgesehen, die mit der Steuervor­ richtung verbunden sind. Selbstverständlich sind auch Überlastschalter vorgesehen.

Claims (14)

1. Elektromechanischer Antrieb für eine eine Öff­ nung in einer Wandung verschließende Schiebetür, insbesondere für Fahrzeuge, mit einer ersten An­ triebsvorrichtung, die die Schiebetür in Längs­ richtung zur Wandung in mindestens einer an der Wandung vorgesehenen Längsführung verschiebt, und einer zweiten Antriebsvorrichtung, mittels der die Schiebetür im wesentlichen senkrecht zur Wandung bewegt und ver- bzw. entriegelt wird, wobei die erste Antriebsvorrichtung eine Füh­ rungsschiene und eine Zahnstange, die mit der Schiebetür verbunden sind, sowie einen der Füh­ rungsschiene zugeordneten Führungswagen und ei­ nen Elektromotor aufweist, dessen Antriebsachse ein mit der Zahnstange in Eingriff stehendes Zahnelement trägt, und Führungswagen und Elekt­ romotor an einer gemeinsamen Halterung befestigt sind, und wobei die zweite Antriebsvorrichtung gleichfalls einen Elektromotor aufweist, der über eine Halterung mit der Wandung in Verbin­ dung steht, wobei
ein in einer Ebene senkrecht zur Wandung über eine an einem Ende vorgesehene Drehachse schwenkbarer Hebel in seiner axialen Richtung in einer gleichfalls schwenkbaren Hülse verschieb­ bar geführt ist, wobei die Drehachse und die schwenkbare Hülse jeweils an einer der Halterun­ gen der ersten und zweiten Antriebsvorrichtungen angeordnet sind, und dass ein von dem Elektromo­ tor (20) der zweiten Antriebsvorrichtung ange­ triebenes Betätigungselement derart auf den He­ bel wirkt, dass über diesen eine Zugkraft senk­ recht zur Wandung auf die Halterung der ersten Antriebsvorrichtung ausgeübt wird nach DE 196 22 290 C1,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Betätigungselement als Zahnstange (34) aus­ gebildet ist, die von der zweiten Antriebsvor­ richtung (2) in einer im wesentlichen senkrecht zur Schwenkebene des Hebels (15) gerichtete Be­ wegung antreibbar ist.

2. Elektromechanischer Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnstange (34) an ihrem dem Hebel (15) zugewandten Ende eine Schräge (35) aufweist, die auf dem Umfang des Hebels (15) bei der Bewegung der Zahnstange (34) entlanggleitet.

3. Elektromechanischer Antrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite An­ triebsvorrichtung einen Elektromotor (30) mit auf seiner Welle angeordnetem Ritzel (31) auf­ weist, das in das Zahnprofil der Zahnstange (34) eingreift.

4. Elektromechanischer Antrieb nach einem der An­ sprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnstange (34) einen mit zwei Endschaltern (36, 38) zusammenwirkenden Anschlag (37) auf­ weist, der die Bewegung der Zahnstange (34) be­ grenzt.

5. Elektromechanischer Antrieb nach einem der An­ sprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel im Bereich des Kontakts mit der Zahnstange (34) einen Kunststoffüberzug aufweist.

6. Elektromechanischer Antrieb nach einem der An­ sprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (17) mit einem senkrecht zur Hülsenbohrung angeordneten Bolzen (18) versehen ist, der dreh­ bar in der Halterung (19) der zweiten Antriebs­ vorrichtung (2) gelagert ist.

7. Elektromechanischer Antrieb nach einem der An­ sprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung (19) der zweiten Antriebsvorrichtung (2) fest mit der Wandung verbunden ist.

8. Elektromechanischer Antrieb nach einem der An­ sprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß an der Halterung (6) der ersten Antriebsvorrichtung (2) etwa mittig zum Führungswagen (11) ein An­ satz (13) angeordnet ist, an dem die Drehachse (16) zur Aufnahme des Endes des Hebels (15) an­ gebracht ist.

9. Elektromechanischer Antrieb nach einem der An­ sprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsschiene (9) neben jeder dem Führungswa­ gen (11) zugewandten Kante zwei im Querschnitt kugelsegmentförmige Nuten in Längsrichtung auf­ weist und daß der Führungswagen (11) als Linear­ führungswagen ausgebildet ist, der den Nuten entsprechende Kugelreihen aufweist, wobei die Kugeln der Kugelreihen in den Nuten ablaufen.

10. Elektromechanischer Antrieb nach einem der An­ sprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zum Unterstützen der Bewegung der Schie­ betür senkrecht zur Wandung vorgesehen sind.

11. Elektromechanischer Antrieb nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Un­ terstützen als Feder ausgebildet sind, die zwi­ schen den Halterungen der ersten und zweiten Antriebsvorrichtungen angeordnet ist.

12. Elektromechanischer Antrieb nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Un­ terstützen einen Elektromagneten aufweisen, der ein Magnetfeld bzw. eine Magnetkraft zwischen den Halterungen erzeugt.

13. Elektromechanischer Antrieb nach einem der An­ sprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuervorrichtung vorgesehen ist, die die Elektromotoren (5, 20) der ersten und zweiten Antriebsvorrichtungen (1, 2) sequentiell ansteu­ ert.

14. Elektromechanischer Antrieb nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrich­ tung Endschalter umfaßt, wobei abhängig von den Signalen der Endschalter die Elektromotoren an­ gesteuert werden.