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Die Erfindung betrifft eine Feststellvorrichtung für eine Tür, insbesondere eine Kraftfahrzeugtür, mit zwei voneinander beabstandeten und relativ zueinander bewegbaren Funktionselementen, und mit einem Türflügel, wobei eine von der Bewegung des Türflügels abhängige Kraft zwischen den Funktionselementen übertragen wird, um den Türflügel wahlweise wenigstens festzusetzen oder freizugeben.
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Mit Hilfe der Feststellvorrichtung wird folglich je nach der Bewegung des Türflügels ein unterschiedlicher Bremseffekt bzw. Kupplungseffekt erzeugt. Dieser Bremseffekt bzw. Kupplungseffekt sorgt dafür, dass der Türflügel wahlweise wenigstens festgesetzt oder freigegeben wird. Darüber hinaus kann der Türflügel mit Hilfe der Feststellvorrichtung natürlich auch – zumindest optional – gedämpft werden.
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Solche Feststellvorrichtungen für Türen und insbesondere Kraftfahrzeugtüren sind hinlänglich bekannt, wozu auf die
WO 2008/132084 A1 Bezug genommen sei. Mit ihrer Hilfe lässt sich die typischerweise an eine Türsäule einer Kraftfahrzeugkarosserie angelenkte Kraftfahrzeugtür bzw. der Türflügel bis zu einem gewünschten Türöffnungswinkel leicht und geräuschlos öffnen. In der erreichten Öffnungsstellung wird der Türflügel danach festgesetzt. Das kann durch eine entsprechende Bewegung bzw. Nichtbewegung des Türflügels geschehen.
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Tatsächlich schlägt die gattungsbildende Lehre nach der
DE 10 2009 059 882 A1 hierzu einen Aufbau vor, bei welchem eine mit einem Hydraulikmedium gefüllte Kammer und ein in der Kammer bewegbarer Verdrängungskörper realisiert sind. Bei dem Verdrängungskörper handelt es sich um ein Pumpenrad und die Kammer ist als Pumpenkammer ausgebildet. Pumpenrad und Pumpenkammer definieren die relativ zueinander bewegbaren Funktionselemente in obigem Sinne.
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Sobald das Pumpenrad eine von dem Türflügel vorgegebene Geschwindigkeit erreicht hat respektive überschreitet, wird üblicherweise ein Ventil in der Pumpenkammer geöffnet. Als Folge hiervon kann das Hydraulikmedium ungehindert durch das eine bzw. meistens die mehreren Ventile strömen und lässt sich der Türflügel mit relativ geringer Kraft bewegen. Kommt der Türflügel zum Stillstand, so schließt das Ventil bzw. die mehreren Ventile und der Türflügel wird festgesetzt.
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Zur Bewegung des Türflügels wird eine Kraft mit Hilfe des Hydraulikmediums zwischen den beschriebenen Funktionselementen, d. h. einerseits dem Pumpenrad und andererseits der Pumpenkammer übertragen. Bei dieser Kraft handelt es sich letztendlich um eine in dem Hydraulikmedium erzeugte Scherkraft. Das hat sich grundsätzlich bewährt.
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Allerdings ist der Stand der Technik insofern verbesserungsfähig, als hydraulische Lösungen einen gewissen Temperatureffekt zeigen. Das heißt, je nach herrschender Außentemperatur ändert sich die Viskosität des Hydraulikmediums. Daraus resultieren unter Umständen unterschiedliche Bedingungen und Auslöseschwellen, was das Festsetzen des Türflügels und dessen Freigabe angeht. Das heißt, der von der Feststellvorrichtung erzeugte Bremseffekt hängt mehr oder minder stark von der Temperatur ab. Ein solches Temperaturverhalten wird von Bedienern typischerweise als störend oder zumindest unkomfortabel empfunden, weil keine definierten Bedingungen vorliegen. Hier setzt die Erfindung ein.
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Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, eine Feststellvorrichtung des eingangs beschriebenen Aufbaus so weiterzuentwickeln, dass Temperatureffekte bei zugleich konstruktiv einfachem Aufbau vernachlässigt werden können.
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Zur Lösung dieser technischen Problemstellung ist eine gattungsgemäße Feststellvorrichtung für eine Tür und insbesondere Kraftfahrzeugtür im Rahmen der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass die zwischen den beiden Funktionselementen übertragene Kraft als Magnetkraft und die Funktionselemente als magnetische und/oder magnetisierbare Elemente ausgebildet sind.
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Im Detail ist zumindest das eine Funktionselement dauermagnetisch ausgebildet. Demgegenüber kann das andere Funktionselement wenigstens elektrisch leitend ausgeführt werden. Dieses zumindest elektrisch leitende Funktionselement mag nach vorteilhafter Ausgestaltung temporär magnetisch ausgeführt sein. Es ist aber auch möglich, dass beide Funktionselemente dauermagnetisch ausgelegt werden.
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Im Allgemeinen beobachtet man zwischen den beiden Funktionselementen zumindest einen Luftspalt. Dieser Luftspalt kann eine veränderbare Größe aufweisen, um die magnetische Kopplung zwischen den beiden Funktionselementen hinsichtlich ihrer Stärke zu variieren. Meistens korrespondiert der Luftspalt zu einem Axialabstand der beiden Funktionselemente im Millimeterbereich. Tatsächlich wird der Luftspalt üblicherweise in einem Bereich von ca. 1 mm bis 10 mm oder noch mehr eingestellt.
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Zu diesem Zweck hat es sich bewährt, wenn wenigstens ein Funktionselement axial verschiebbar gegenüber dem anderen Funktionselement ausgebildet ist. Grundsätzlich lassen sich im Rahmen der Erfindung auch beide Funktionselemente in Axialrichtung verschieben, so dass auf diese Weise praktisch jede beliebige Größe des Luftspaltes bzw. des Axialabstandes zwischen den beiden Funktionselementen problemlos eingestellt werden kann.
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Die Erfindung nutzt also im Gegensatz zu bisherigen Lösungen in diesem Kontext eine berührungslose Übertragung der Kraft. Denn bei der Kraft handelt es sich um eine Magnetkraft bzw. magnetische Kraft, wobei grundsätzlich auch elektromagnetische Kräfte übertragen werden können. Das geschieht berührungslos zwischen den Funktionselementen und auch ohne ein zwischengeschaltetes Medium, so dass Temperatureffekte praktisch keine Rolle spielen. Die Magnetkraft resultiert von dem wenigstens einen dauermagnetisch ausgelegten Funktionselement. Tatsächlich handelt es sich bei diesen Dauermagneten im Allgemeinen um einen Ferromagneten. Dieser liegt typischerweise in Ringform vor.
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Hier sind im Rahmen der Erfindung Ausführungsformen denkbar, bei welchen mit einem in Axialrichtung magnetisierten Dauermagnetring gearbeitet wird. Alternativ oder zusätzlich kann der Dauermagnet bzw. Magnetring auch derart ausgelegt sein, dass das Magnetfeld nicht überwiegend axial im Vergleich zum Magnetring bzw. dessen Mittelpunktachse orientiert ist, sondern hauptsächlich radial. In diesem Fall setzt sich der Magnetring bzw. Dauermagnetring aus entlang eines Umfangs angeordneten Einzelmagneten und hier insbesondere Stabmagneten zusammen, die jeweils mit ihrem äußeren Pol in Radialrichtung orientiert sind. Außerdem wird man die Auslegung meistens so wählen, dass mit wechselndem äußeren Pol (Nordpol, Südpol) bei jeweils benachbarten Stabmagneten gearbeitet wird, also alternierende Pole realisiert sind.
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Solche Dauermagneten aus einem ferromagnetischen Werkstoff sind in der Lage, das korrespondierende Funktionselement umzumagnetisieren und/oder in diesem Funktionselement Wirbelströme zu erzeugen. In erstgenanntem Fall mag das andere Funktionselement ebenfalls dauermagnetisch ausgelegt sein. Eine Relativbewegung der beiden dauermagnetischen Funktionselemente zueinander führt dazu, dass je nach gegenseitiger Orientierung eine Ummagnetisierung stattfindet. Hieraus resultiert ein Schlupfbetrieb zwischen den beiden Funktionselementen, welcher eine damit verbundene Bewegung des Türflügels dämpft bzw. zu einem Dämpfungseffekt korrespondiert. Kommen die beiden Funktionselemente zur Ruhe bzw. findet keine Relativbewegung zwischen den Funktionselementen mehr statt, so erfolgt eine dauerhafte Ummagnetisierung und als Folge hiervon eine gegenseitige Anziehung der Funktionselemente. Hierzu korrespondiert eine Feststellkraft für den Türflügel.
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Es ist unmittelbar einsichtig, dass diese Feststellkraft von der jeweiligen Stärke der eingesetzten Magnete abhängt und/oder von dem zwischen den beiden Funktionselementen befindlichen Luftspalt bzw. deren Axialabstand. Je größer der Axialabstand, desto geringer die zugehörige Feststellkraft und umgekehrt. Wird diese Feststellkraft durch eine Bewegung des Türflügels seitens des Bedieners überwunden, so erfolgt die beschriebene Ummagnetisierung nur noch teilweise, so dass hieraus eine viel geringere Dämpfungskraft zwischen den Funktionselementen resultiert, die die Bewegung des Türflügels nicht oder praktisch nicht hemmt. Zwischen den beiden Funktionselementen erfolgt also ein Schlupfbetrieb. Insgesamt wird also eine Magnetkupplung realisiert.
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Als weitere prinzipielle Möglichkeit ist es alternativ oder ergänzend auch denkbar, dass seitens des dauermagnetischen Funktionselementes in dem anderen Funktionselement Wirbelströme erregt werden. Denn dieses andere Funktionselement ist wenigstens elektrisch leitend ausgebildet. Für einen solchen elektrischen Leiter gilt, dass bei einer Relativbewegung zwischen den beiden Funktionselementen seitens des dauermagnetischen Funktionselementes ein zeitlich sich änderndes Magnetfeld erzeugt wird bzw. sich das andere elektrisch leitende Funktionselement in einem zeitlich konstanten und dafür räumlich inhomogenen Magnetfeld bewegt.
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In jedem Fall werden in dem anderen und elektrisch leitenden Funktionselement wie Wirbel aussehende Induktionsstromlinien beobachtet. Außerdem erzeugen die Wirbelströme ihrerseits ein Magnetfeld, welches gemäß der Lenz'schen Regel der Änderung des ursprünglichen Magnetfeldes entgegenwirkt. Daraus resultiert der gewünschte Bremseffekt. Insofern ist in diesem Fall in Strenge keine Magnetkupplung, sondern vielmehr eine Wirbelstromkupplung bzw. Wirbelstrombremse realisiert. In jedem Fall kann auf diese Weise der gewünschte Bremseffekt realisiert werden respektive lassen sich sowohl die Feststellkraft als auch die Dämpfungskraft wir zuvor beschrieben darstellen.
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Ähnlich Effekte beobachtet man, wenn das eine Funktionselement dauermagnetisch und das andere Funktionselement temporär magnetisch ausgebildet ist. Solche temporärmagnetischen Werkstoffe werden auch als weichmagnetische Werkstoffe oder umgangssprachlich Weicheisen bezeichnet. Meistens kommt als Werkstoff unlegiertes Eisen zum Einsatz. Dieses lässt sich mit Hilfe des dauermagnetischen Funktionselementes temporär aber nicht permanent magnetisieren.
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Solche weichmagnetischen Werkstoffe kommen ungeachtet des zuvor beschriebenen Anwendungsfalles im Rahmen der Erfindung beispielsweise auch bei dem dauermagnetischen Funktionselement vorteilhaft zum Einsatz. Denn das dauermagnetische Funktionselement ist meistens mit einem Rückschlusselement ausgerüstet, bei dem es sich um eine magnetisierbare Platte bzw. eine Platte aus dem bereits besprochenen weichmagnetischen Werkstoff handelt oder handeln kann. Grundsätzlich kann mit einem solchen Rückschlusselement letztendlich auch bei dem anderen Funktionselement gearbeitet werden. In beiden Fällen sorgt das Rückschlusselement dafür, dass eine magnetische Abschirmung erfolgt. Aus diesem Grund ist das Rückschlusselement im Regelfall auch an der dem Luftspalt abgewandten Seite des zugehörigen Funktionselementes vorgesehen. Dadurch werden die Magnetfeldlinien bzw. wird das Magnetfeld insgesamt auf den Luftspalt gerichtet und hier konzentriert.
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Zwischen die beiden relativ zueinander bewegbaren Funktionselemente kann ein ferromagnetisches Element zur Regelung des Kupplungs- bzw. Bremseffektes eingesetzt werden. Dieses ferromagnetische Element mag zur Variation des Kupplungs- bzw. Bremseffektes zwischen den beiden Funktionselementen größenveränderlich ausgebildet werden. Anders ausgedrückt, lässt sich durch das betreffende ferromagnetische Element letztendlich der Kupplungs- bzw. Bremseffekt steuern sowie unter Umständen auch regeln. Das heißt, das zwischengeschaltete ferromagnetische Element wirkt ähnlich wie eine Veränderung des Axialabstandes der Funktionselemente zueinander.
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Im Regelfall ist wenigstens ein Funktionselement an eine mit dem Türflügel wechselwirkende Drehachse angeschlossen. Dabei hat es sich besonders bewährt, wenn die Feststellvorrichtung insgesamt in ein Scharnier integriert ist, mit dessen Hilfe der Türflügel bei einer Kraftfahrzeugtüreinheit an die Kraftfahrzeugkarosserie drehbar angelenkt ist. Das ist möglich, weil die erfindungsgemäße Feststellvorrichtung besonders klein und kompakt baut. Außerdem sind Temperatureffekte nicht zu befürchten. Zwar treten durch die induzierten Wirbelströme Erwärmungen in einem oder beiden Funktionselementen auf. Da jedoch der Türflügel meistens nur einmalig bewegt wird, sind solche Temperatureffekte vernachlässigbar.
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In dem beschriebenen Anwendungsfall handelt es sich bei der Drehachse um die Scharnierachse des Türflügels. Außerdem hat es sich in diesem Zusammenhang bewährt, wenn beide Funktionselemente als koaxiale Kreisscheiben mit größtenteils übereinstimmendem Durchmesser ausgebildet sind.
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Wie bereits erläutert, greift das dauermagnetische Funktionselement bzw. greifen die beiden dauermagnetischen Funktionselemente auf einen ferromagnetischen Werkstoff zurück. Ein solcher ferromagnetischer Werkstoff ist typischerweise mit einer Hysterese ausgerüstet. Das heißt, bei einer Ummagnetisierung muss letztendlich Energie für die veränderte Ausrichtung der Weiss-Bezirke in dem ferromagnetischen Material aufgewendet werden. Das macht sich durch erzeugte Wärme bemerkbar und erklärt den zuvor bereits diskutierten Bremseffekt. Wie bei den erregten Wirbelströmen ist die Wärmeerzeugung aufgrund der meistens nur einmaligen Betätigung des Türflügels gering und praktisch vernachlässigbar.
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Insgesamt wird eine Feststellvorrichtung zur Verfügung gestellt, die kompakt aufgebaut ist und insbesondere keine Temperaturabhängigkeit der aufgebauten Bremskräfte zeigt. Darüber hinaus arbeitet die Feststellvorrichtung dauerhaft und wartungsarm, weil lediglich dauermagnetische bzw. elektrisch leitende respektive temporär magnetische Funktionselemente zum Einsatz kommen. Diese lassen sich aufgrund der kompakten Abmessungen besonders vorteilhaft in ein Scharnier einer Tür und insbesondere Kraftfahrzeugtür integrieren, so dass kein zusätzlicher Bauraum im Innern des Türflügels benötigt wird. 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:
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1 eine Einbausituation bei einer erfindungsgemäßen Türeinheit,
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2 eine erste Ausführungsform der Feststellvorrichtung,
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3 eine weitere, zweite Variante und
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4 ein drittes Ausführungsbeispiel.
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In den Figuren ist eine Türeinheit dargestellt, bei welcher es sich um eine Kraftfahrzeug-Türeinheit handelt. Die Türeinheit verfügt in ihrem grundsätzlichen Aufbau über einen Türflügel 1 bzw. Schwenktürflügel 1, der sich um einen Drehpunkt respektive eine Drehachse 2 in der in 1 angedeuteten Richtung (vergleiche den Doppelpfeil) verschwenken lässt. Der Drehpunkt 2 markiert zugleich eine Scharnierachse 2 des Türflügels 1.
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Der Türflügel 1 kann um beliebige Schwenkwinkel α gegenüber einer Kraftfahrzeugkarosserie 5 verschwenkt und bedarfsweise festgesetzt werden. An den Türflügel 1 ist ein Bewegungsübertragungsglied 3, 4 angeschlossen, welches sich an der Kraftfahrzeugkarosserie 5 abstützt. Das Bewegungsübertragungsglied 3, 4 setzt sich aus einer Zahnstange 3 mit Zahnradanordnung und einer Antriebswelle 4 zusammen.
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Da die Zahnstange 3 an den Schwenktürflügel 1 angeschlossen ist bzw. dort mit der Antriebswelle 4 kämmt, korrespondieren die in der 1 gezeigten Schwenkbewegungen des Türflügels 1 um den Schwenkwinkel α dazu, dass die Zahnstange 3 linear hin- und herbewegt wird. Diese Bewegungen werden über die Zahnradanordnung auf die Antriebswelle 4 übertragen, die folgerichtig rotiert.
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Der Türflügel 1 lässt sich in beliebiger Position bzw. unter Berücksichtigung eines beliebigen Schwenkwinkels α festsetzen. Außerdem kann der Türflügel 1 wahlweise freigegeben werden. Zu diesem Zweck ist dem Türflügel 1 eine Feststellvorrichtung 6 zugeordnet. Die Feststellvorrichtung 6 wird durch Bewegungen des Türflügels 1 gesteuert. Befindet sich der Türflügel 1 in Ruhe oder nahezu in Ruhe, so erzeugt die Feststellvorrichtung 6 eine den Türflügel 1 fixierende Feststellkraft bestimmter Größe. Wird der Türflügel 1 dagegen unter Überwindung der Feststellkraft bewegt, so erzeugt die Feststellvorrichtung 6 eine im Vergleich zu der Feststellkraft deutlich reduzierte Dämpfungskraft. Als Folge hiervon kann der Türflügel 1 reibungsarm um den Drehpunkt 2 bzw. seine Scharnierachse 2 verschwenkt werden. Kommt der Türflügel 1 bei diesem Vorgang (erneut) zur Ruhe, so sorgt die Feststellvorrichtung 6 dafür, dass die dann auf den Türflügel 1 arbeitende Feststellkraft diesen festsetzt. Das heißt, der Türflügel 1 kann in Abhängigkeit von seiner Bewegung mit Hilfe der Feststellvorrichtung 6 wahlweise festgesetzt oder freigegeben werden.
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Zu diesem Zweck ist die Feststellvorrichtung 6 prinzipiell mit zwei voneinander beabstandeten und relativ zueinander bewegbaren Funktionselementen 7, 8 ausgerüstet. Bei den beiden Funktionselementen 7, 8 handelt es sich im Rahmen der Variante nach der 2 um zwei konzentrisch ineinander greifende Ringe 7, 8. Dagegen sind die Funktionselemente 7, 8 bei den Ausführungsbeispielen nach der 3 und 4 als koaxiale Kreisscheiben mit größtenteils übereinstimmendem Durchmesser ausgebildet.
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Zwischen den Funktionselementen 7, 8 wird eine Kraft übertragen, um den Türflügel 1 in der beschriebenen Art und Weise wahlweise wenigstens festzusetzen oder freizugeben. Bei der betreffenden Kraft handelt es sich im Ausführungsbeispiel und erfindungsgemäß um eine Magnetkraft oder magnetische Kraft. Demzufolge sind die Funktionselemente 7, 8 als magnetische und/oder magnetisierbare Element 7, 8 ausgebildet.
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Bei der Variante nach der 2 und 3 sind beide Funktionselemente 7, 8 dauermagnetisch ausgelegt und definieren eine Magnetkupplung. Demgegenüber greift die Variante nach der 4 auf einerseits einen Dauermagneten 7 und andererseits ein elektrisch leitendes Funktionselement 8 zurück, welches temporär magnetisch ausgebildet ist. Tatsächlich werden bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 4 Wirbelströme in dem elektrisch leitenden Funktionselement 8 erzeugt, sobald sich das dauermagnetische Funktionselement 7 relativ zu dem elektrisch leitenden Funktionselement 8 bewegt. Auf diese Weise wird eine Wirbelstromkupplung respektive Wirbelstrombremse realisiert.
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Bei sämtlichen dargestellten Feststellvorrichtungen 6 erfolgt die Relativbewegung zwischen den beiden Funktionselementen 7, 8 durch eine gegenseitige Drehbewegung. Zu diesem Zweck ist wenigstens ein Funktionselement 7, 8 an eine Drehachse 2, 4 angeschlossen. Bei der Drehachse 2, 4 kann es sich einerseits um die Scharnierachse 2 und andererseits die Antriebswelle 4 des Bewegungsübertragungsgliedes 3, 4 handeln. Auf diese Weise sind Ausführungsformen denkbar, bei welchen die Feststellvorrichtung 6 in das Scharnier bzw. Türscharnier für den Türflügel 1 integriert ist. In diesem Fall sind die Drehachse 2 für das eine oder die beiden Funktionselemente 7, 8 und die Scharnierachse 2 deckungsgleich. Alternativ oder unter Umständen sogar zusätzlich kann die Feststellvorrichtung 6 auch im Innern des Türflügels 1 platziert werden, so dass dann die Antriebswelle 4 des Bewegungsübertragungsgliedes 3, 4 die Funktion der Drehachse 4 übernimmt.
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Bei der Magnetkupplung entsprechend der 2 erzeugen die beiden konzentrisch ineinander greifenden Ringe 7, 8 bzw. Magnetringe 7, 8 ein radial im Vergleich zu der Drehachse 2, 4 ausgerichtetes Magnetfeld. Zu diesem Zweck sind zugehörige Stabmagneten 9, 10 vorgesehen. Die Stabmagnete 9 sind an dem äußeren Ring 7 angeordnet, wohingegen sich die Stabmagnete 10 am inneren Ring 8 finden. Die Stabmagnete 9, 10 sind insgesamt axial im Vergleich zur der Drehachse 2, 4 ausgerichtet. Außerdem sind die Stabmagnete 9, 10 außenumfangseitig respektive innenumfangseitig der betreffenden Ringe 7, 8 benachbart zueinander platziert.
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Man erkennt, dass der äußere Ring 7 innenumfangseitig die Stabmagnete 9 trägt. Demgegenüber finden sich die Stabmagnete 10 bei dem inneren Ring 8 außenumfangseitig, so dass sich die Stabmagnete 9, 10 insgesamt unter Berücksichtigung eines zwischengeschalteten Luftspaltes 11 gegenüberliegen. Der Luftspalt 11 kann hinsichtlich seiner Größe verändert werden. Dazu muss der Radialabstand zwischen den Stabmagneten 9, 10 variiert werden, was typischerweise durch den Austausch des inneren Ringes 8 gelingt oder möglich ist.
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Man erkennt, dass jeweils benachbarte Stabmagnete 9, 10 eine voneinander abweichende Magnetisierungsrichtung aufweisen. Das heißt, jeweils benachbarte Stabmagnete 9, 10 sind mit unterschiedlichem frontseitigen Pol (N, S) bzw. alternierender Polung ausgerüstet. Dadurch sind im Ruhezustand des Türflügels 1 und folglich der Drehachse 2, 4 die jeweiligen Nord- und Südpole (N, S) der Stabmagnete 9, 10 gegenüberliegend angeordnet. Das Magnetfeld ist symmetrisch und insgesamt mit überwiegend radial verlaufenden Magnetfeldlinien ausgerüstet, wie in der 2 angedeutete Doppelpfeile zeigen. Hieraus resultiert eine Anziehungskraft erheblicher Stärke, die Feststellkraft, mit deren Hilfe der ruhende Türflügel 1 festgesetzt wird.
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Sobald nun diese Feststellkraft durch eine Beaufschlagung des Türflügels 1 seitens des Bedieners überwunden wird, werden Drehmomente über den Luftspalt 11 durch die dann ausgelenkte Magnetfeldlinien übertragen. Als Folge hiervon wird eine im Vergleich zu der zuvor in Bezug genommenen Feststellkraft deutlich geringer ausgelegte Dämpfungskraft beobachtet, die eine reibungsarme oder nahezu ungehinderte Bewegung des Türflügels 1 gegenüber der Kraftfahrzeugkarosserie 5 unter Berücksichtigung des gewünschten Schwenkwinkels α zulässt.
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Bei der Magnetkupplung nach dem Ausführungsbeispiel entsprechend der 3 sind erneut beide Funktionselemente 7, 8 dauermagnetisch ausgelegt. Außerdem beobachtet man wiederum den bereits erläuterten Luftspalt 11. Beide Funktionselemente 7, 8 können jeweils an eine Teilachse der in diesem Fall geteilten Drehachse 2, 4 angeschlossen werden. Dabei mögen beide Teilachsen drehbar gelagert sein. Es ist aber auch möglich, dass nur eine Teilachse drehbar ist, während die andere Teilachse feststeht.
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Konkret ist das eine Funktionselement 7 in diesem Fall mit einem Ringmagneten 12 ausgerüstet, welcher als mehrpolig magnetisierter Dauermagnet ausgebildet ist, dessen Magnetfeldlinien größtenteils axial im Vergleich zu der Drehachse 2, 4 verlaufen.
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Das andere Funktionselement 8 ist ebenfalls mit einem Dauermagneten 13 in Gestalt einer Scheibe ausgebildet, welche aus einem Hysterese-Material besteht. Hierbei handelt es sich um einen dauermagnetischen Werkstoff mit hoher Remanenz und sehr geringer Koerzitivfeldstärke. Sobald eine Relativbewegung zwischen den beiden Funktionselementen 7, 8 beobachtet wird, sorgt der Dauermagnet bzw. Ringmagnet 12 dafür, dass der korrespondierende Magnet bzw. Scheibenmagnet 13 eine ständige Ummagnetisierung erfährt. Im Gegensatz dazu bleibt bei ruhendem Türflügel 1 die Magnetisierung des Scheibenmagneten 13 erhalten, so dass dadurch insgesamt die erforderliche Feststellkraft für den Türflügel 1 aufgebaut wird.
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Wird der Türflügel 1 dagegen unter Überwindung der betreffenden Feststellkraft bewegt, so kommt es in dem Scheibenmagneten 13 zu einer ständigen Ummagnetisierung. Daraus resultiert ein Schlupfbetrieb der Magnetkupplung. Denn die magnetische Hysterese des zuvor beschriebenen Hysterese-Materials für den Scheibenmagneten 13 bewirkt, dass sich der Scheibenmagnet 13 gegen eine solche Relativbewegung zwischen den beiden Magneten 12, 13 sträubt. Das heißt, die Hysterese bewirkt, dass die Weiss'schen Bezirke in dem Scheibenmagneten 13 eine ständige Umorientierung erfahren, wodurch sich die Dämpfungskraft für den Türflügel 1 einstellt. Diese ist im Wesentlichen konstant, solange ein axialer Abstand A zwischen den Funktionselementen 7, 8 respektive den Magneten 12, 13 unverändert bleibt. Grundsätzlich kann dieser Axialabstand A variiert werden. Daraus resultiert dann eine geänderte Feststellkraft und auch Dämpfungskraft.
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Darüber hinaus besteht noch die Möglichkeit, in den Luftspalt 11 ein ferromagnetisches Element 14 wahlweise einzusetzen bzw. einzuschieben. Dadurch wird der beschriebene Kupplungseffekt bzw. die Feststellkraft und Dämpfungskraft ebenfalls verändert respektive lässt sich steuern. Das besagte ferromagnetische Element 14 kann hinsichtlich seiner Größe variiert werden, um den Bremseffekt der Feststellvorrichtung 6 insgesamt zu verändern.
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Man erkennt, dass die beiden Funktionselemente 7, 8 respektive die zugehörigen Magneten 12, 13 bei dem Ausführungsbeispiel nach der 3 als jeweils koaxiale Kreisschreiben mit größtenteils übereinstimmendem Durchmesser ausgelegt sind. Eine ähnliche Auslegung beobachtet man auch bei dem nachfolgend noch zu beschreibenden Ausführungsbeispiel gemäß 4. Schließlich zeichnet sich die Variante nach der 3 nach durch wenigstens ein Rückschlusselement 15 aus. Dieses Rückschlusselement 15 aus einem weichmagnetischen Werkstoff sorgt dafür, dass der Ringmagnet 12 eine magnetische Abschirmung erfährt. Zu diesem Zweck ist das Rückschlusselement 15 an der dem Luftspalt 11 abgewandten Seite des betreffenden Funktionselementes 7 vorgesehen. Dadurch werden die Magnetfeldlinien auf den Luftspalt 11 konzentriert.
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Vergleichbare Rückschlusselemente 15 sind bei der Variante nach 4 bei beiden Funktionselementen 7, 8 vorgesehen. Hier ist eine Wirbelstromkupplung bzw. -bremse realisiert. Diese greift erneut auf einen Dauermagneten bzw. Ringmagneten 12 vergleichbaren Aufbaus wie im Rahmen der 3 zurück. Diesen Ringmagneten 12 mit umfangsseitig alternierenden Polen steht unter Zwischenschaltung des Luftspaltes 11 ein elektrisch leitendes Element 16 bzw. eine elektrisch leitende Scheibe 16 gegenüber. Der Ringmagnet 12 und auch die Scheibe 16 sind erneut als Kreisscheiben 12, 16 mit größtenteils übereinstimmendem Durchmesser ausgebildet. Die Scheibe 16 kann aus Aluminium, Kupfer oder einem vergleichbaren elektrisch leitenden Werkstoff hergestellt sein.
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Sobald eine Relativbewegung zwischen den beiden Funktionselementen 7, 8 bei einer Bewegung des Türflügels 1 beobachtet wird, erzeugt der Ringmagnet 12 in der Scheibe 16 Wirbelströme, die mit entgegengesetzt gerichteten Magnetfeldlinien dafür sorgen, dass die notwendige Dämpfungskraft bei der Bewegung des Türflügels 1 zur Verfügung gestellt wird. Je höher die Geschwindigkeit des Türflügels 1 ist, umso größer ist die auf diese Weise erzeugte Dämpfungskraft. Diese lässt sich variieren, indem der Luftspalt 11 hinsichtlich seiner Größe verändert wird bzw. der Axialabstand A zwischen den beiden Funktionselementen 7, 8 eine Variation erfährt.
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Das Rückschlusselement 15 bei dem Ausführungsbeispiel nach 4 ist wie im Falle des Beispiels nach der 3 aus einem weichmagnetischen Material hergestellt. Hier kann auf Eisen zurückgegriffen werden. So oder so sorgt das beidseitig vorgesehene Rückschlusselement 15 dafür, dass im Ruhezustand des Türflügels 1 der Ringmagnet 12 das Rückschlusselement 15 magnetisiert, so dass auf diese Weise die erforderliche Feststellkraft für den Türflügel 1 zur Verfügung gestellt wird. Tatsächlich sind die beiden Rückschlusselemente 15 bei dem Ausführungsbeispiel nach 4 jeweils an der dem Luftspalt 11 abgewandten Seite des zugehörigen Funktionselementes 7, 8 vorgesehen, damit bei einer anschließenden Relativdrehung der beiden Funktionselemente 7, 8 zueinander wirksam die Wirbelströme in der dem Ringmagnet 12 unter Zwischenschaltung des Luftspaltes 11 gegenüberliegenden Scheibe 16 erzeugt werden können.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2008/132084 A1 [0003]
- DE 102009059882 A1 [0004]
