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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Drehgelenk für die Seitentür eines Kraftfahrzeugs, eine mit einem derartigen Drehgelenk ausgestattete Kraftfahrzeugkarosserie sowie ein dementsprechendes Kraftfahrzeug.
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Hintergrund
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Um einen möglichst einfachen und barrierefreien Zugang zur Fahrgastzelle eines Kraftfahrzeugs zu erhalten, ist die Ausgestaltung von vergleichsweise großen Kraftfahrzeug-Seitentüren von Vorteil. Durch in Fahrzeuglängsrichtung (x) vergleichsweise langgestreckte Türflügel kann zwar eine gute Zugänglichkeit für die hintere Sitzreihe einer Kraftfahrzeug-Fahrgastzelle bereitgestellt werden. Das Öffnen derartiger Seitentüren erfordert jedoch relativ viel Platz in der Umgebung des Kraftfahrzeugs.
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Insbesondere für urbane Kraftfahrzeuge, die vorzugsweise für den innerstädtischen Straßenverkehr ausgelegt sind, erweisen sich derartige Türkonzepte zunehmend als unpraktisch. Abhilfe könnte hier ein Türöffnungskonzept schaffen, bei welchem die Seitentür etwa in der von der Seitenwandstruktur der Kraftfahrzeugkarosserie gebildeten Ebene, so etwa in der von Fahrzeuglängsrichtung (x) und Fahrzeughochrichtung (z) gebildeten Ebene schwenkbar gelagert ist. Eine Schwenk- oder Drehachse würde sich alsdann im Wesentlichen in Fahrzeugquerrichtung (y) erstrecken.
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Eine solche Seitentür ist beispielsweise aus der
DE 100 33 026 B4 bekannt. Die Tür ist dabei drehfest mit der Gelenkhülse eines Drehgelenks verbunden, wobei die Gelenkhülse um eine karosseriefeste Drehgelenkachse drehbar und in axialer Richtung der Drehgelenkachse verschiebbar gelagert ist. Zum erleichterten Öffnen und Schließen der Tür führt diese bei einer Drehung der Gelenkhülse um die Drehgelenkachse ferner eine Axialbewegung entlang der Drehgelenkachse aus. Diese Axialbewegung wird bewirkt durch einen Lenker, welcher über ein erstes Gelenk an einem karosseriefesten Teil gelenkig abgestützt ist. Die Ausgestaltung eines Lenkers mit einem ersten Gelenk ist vergleichsweise aufwendig hinsichtlich Herstellung und Montage. Sie erfordert zudem einen erhöhten Platzbedarf für die schwenkbare Lagerung der Seitentür an der Kraftfahrzeugkarosserie.
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Demgegenüber liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Drehgelenk für die Seitentür eines Kraftfahrzeugs bereitzustellen, welches ein kombinierte Dreh- und Axialbewegung zwischen der Seitentür und einer Seitenwandstruktur der Kraftfahrzeugkarosserie bereitstellt und dabei einen möglichst geringen Platzbedarf aufweist. Das Drehgelenk soll eine möglichst einfach Montage und einen wartungsarmen Langzeitbetrieb ermöglichen. Das Drehgelenk soll ferner möglichst kostengünstig und gewichtseinsparend herstellbar sein. Zudem soll das Drehgelenk zu einer Verstärkung bzw. Aussteifung der Seitenwandstruktur bzw. der Kraftfahrzeugkarosserie beitragen.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen
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Diese Aufgabe wird mit einem Drehgelenk für die Seitentür eines Kraftfahrzeugs gemäß Schutzanspruch 1, mit einer Kraftfahrzeugkarosserie gemäß Anspruch 11 sowie mit einem Kraftfahrzeug gemäß dem Schutzanspruch 14 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind hierbei jeweils Gegenstand abhängiger Ansprüche.
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In einem ersten Aspekt ist insoweit ein Drehgelenk für die Seitentür eines Kraftfahrzeugs vorgesehen. Das Drehgelenk weist einen Gelenkzapfen sowie eine Gelenkbuchse auf. Der Gelenkzapfen ist in der Gelenkbuchse axial verschiebbar und bezogen auf eine Umfangsrichtung (u) der Gelenkbuchse drehbar in der Gelenkbuchse gelagert. Die Gelenkbuchse hat typischerweise eine im Wesentlichen zylindrische Geometrie. Ihre Längsachse definiert insoweit eine Axialrichtung (a), während die Umfangsrichtung (u) den Umfang bzw. die Tangente der zylindrischen Gelenkbuchse beschreibt. Des Weiteren weist das Drehgelenk eine Kulissenführung auf, über welche der Gelenkzapfen und die Gelenkbuchse miteinander gekoppelt sind.
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Die Kulissenführung weist zumindest eine Kulisse und zumindest einen, sich in radialer Richtung erstreckenden Kulissenstein auf, der mit der Kulisse in Eingriff steht. Kulisse und Kulissenstein sind am Gelenkzapfen und an der Gelenkbuchse angeordnet bzw. in diese integriert. Auf diese Art und Weise sind der Gelenkzapfen und die Gelenkbuchse über den zumindest einen mit der Kulisse in Eingriff stehenden Kulissenstein mechanisch miteinander gekoppelt. Entsprechend dem Verlauf der Kulisse kann insoweit eine axiale und tangentiale Zwangsführung des Gelenkzapfens in der Gelenkbuchse bereitgestellt werden. Über jene, durch die Kulissenführung implementierte Zwangsführung ist eine kombinierte Dreh- und Translationsbewegung bzw. eine kombinierte Dreh- und Axialbewegung zwischen Gelenkzapfen und Gelenkbuchse realisierbar.
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Auf diese Art und Weise kann insoweit erreicht werden, dass zum Beispiel eine geschlossene Seitentür für einen Öffnungsvorgang zunächst in Axialrichtung, das heißt im Wesentlichen in Kraftfahrzeugquerrichtung gegenüber der Seitenwandstruktur nach außen und erst bei Erreichen einer vorgegebenen, nach außen versetzten Auszugsposition aus einer Grundstellung heraus in eine angehobene, eine Türöffnung freigebende Öffnungsstellung verschwenkbar ist.
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Eine kombinierte Axialverschiebung und Schwenkbewegung ist insoweit erforderlich, als dass die Seitentür in ihrer Schließstellung weitgehend flächenbündig in die Seitenwandstruktur eingebettet ist. Um eine Schwenkbewegung der Seitentür gegenüber der Seitenwandstruktur zu ermöglichen, ist es zunächst erforderlich, die Seitentür aus ihrer Schließstellung heraus in die nach außen versetzte Auszugsposition zu überführen, in welcher die Seitentür gegenüber dem karosserieseitigen Türrahmen überhaupt verschwenkbar ist.
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Über die den Gelenkzapfen und die Gelenkbuchse miteinander koppelnde Kulissenführung kann eine derartige kombinierte Axialverschiebung und Schwenkbewegung besonders platz- und kosteneinsparend realisiert werden.
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Nach einer Weiterbildung weist die Kulisse der Kulissenführung einen Axialabschnitt und einen axial daran angrenzenden Spiralabschnitt auf. Die Kulisse erstreckt sich im Axialabschnitt im Wesentlichen in Axialrichtung (a). Im angrenzenden Spiralabschnitt erstreckt sie sich hingegen spiralartig in Axialrichtung (a) und in Umfangsrichtung (u). Solange sich der Kulissenstein der Kulissenführung im Axialabschnitt befindet, ist lediglich eine reine Axialverschiebung von Gelenkzapfen relativ zur Gelenkbuchse möglich. Mit Erreichen des Spiralabschnitts geht jene Axialbewegung hingegen in eine Spiralbewegung über, die ein Verschwenken des Gelenkzapfens relativ zur Gelenkbuchse sozusagen erzwingt.
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Dadurch, dass der Gelenkzapfen und die Gelenkbuchse an der Seitentür und an der Seitenwandstruktur der Kraftfahrzeugkarosserie angeordnet sind, ergibt sich eine dementsprechende Relativbewegung der Seitentür zur karosserieseitigen Seitenwandstruktur.
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Typischerweise gehen der Axialabschnitt und der Spiralabschnitt der Kulisse nahtlos ineinander über, sodass eine initiale und in Axial- bzw. in Fahrzeugquerrichtung gerichtete Auszugsbewegung der Seitentür recht harmonisch, nahtlos und somit weitgehend ruckfrei in eine Schwenkbewegung der Tür umgeleitet wird. Auf diese Art und Weise kann zudem die für die Auszugsbewegung aufgewendete mechanische Energie in eine Drehbewegung bzw. in ein Drehmoment umgewandelt werden. Der Schwung bzw. die Trägheit der in Axialrichtung bewegten Tür kann somit für die eigentliche Öffnungs-Schwenkbewegung der Tür ausgenutzt werden und die Schwenkbewegung unterstützen.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung weist die Kulisse im Bereich des Spiralabschnitts eine sich über einen maximalen Winkelbereich von 70° bis 110° erstreckende Windung auf. Das heißt, das in Auszugsrichtung liegende axiale Ende der Kulisse ist in etwa um 70° bis 110° gegenüber der Position derselben Kulisse im Axialabschnitt versetzt. Die spiralartige Ausgestaltung der Kulisse, insbesondere der Windungswinkel der Kulisse, gibt den maximalen Schwenkwinkel für die Seitentür vor. Durch Vorsehen eines Winkelbereichs von 70° bis 110° kann ein vergleichsweise großer Schwenkwinkel für die Seitentür realisiert werden, sodass die karosserieseitige Türöffnung möglichst großflächig bei geöffneter Seitentür freigegeben werden kann.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung weist die Kulissenführung mehrere in Umfangsrichtung verteilt angeordnete Kulissensteine und mehrere in Umfangsrichtung verteilt angeordnete, parallel zueinander verlaufende Kulissen auf. Typischerweise sind die Kulissensteine und die hiermit korrespondierenden Kulissen in Umfangsrichtung (u) gleichverteilt bzw. äquidistant angeordnet. Auf diese Art und Weise können die über das Drehgelenk übertragbaren mechanischen Lasten gleichmäßig in das Drehgelenk eingeleitet bzw. abgeleitet werden. Das Vorsehen mehrerer, von zumindest zwei, bevorzugt zumindest drei Kulissensteinen und hiermit korrespondierenden Kulissen trägt ferner dazu bei, etwaige am Drehgelenk anliegende Punktbelastungen zu minimieren. Dies kann sich vorteilhaft auf die Lebensdauer und die Wartungsfreundlichkeit auswirken.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung ist die zumindest eine Kulisse radial außen am Gelenkzapfen angeordnet. Es ist aber auch denkbar, dass die Kulisse radial innen am Gelenkzapfen oder radial außen sowie radial innen an der Gelenkbuchse ausgestaltet ist. Die Kulisse kann in Form einer Nut, in Form einer Durchgangsöffnung, als auch in Form eines radialen Vorsprungs oder einer radialen Rippe ausgebildet sein. Eine radial außen vorgesehene Kulissenausgestaltung erfordert eine hiermit korrespondierende radial innenliegende Ausgestaltung des mit der Kulisse in Eingriff stehenden Kulissensteins.
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Dementsprechend ist nach einer Weiterbildung vorgesehen, dass der zumindest eine Kulissenstein von einer Innenwand der Gelenkbuchse radial nach innen ragt. Alternativ ist aber auch denkbar, dass der Kulissenstein radial nach außen ragend am Gelenkzapfen angeordnet ist und dementsprechend mit einer radial innenliegenden Kulisse der Gelenkbuchse zusammenwirkt.
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Die Ausbildung der Kulisse am Gelenkzapfen ist insoweit von Vorteil, als dass die Kulisse mit dem Zapfen meist radial umschlossen in der Gelenkbuchse angeordnet ist. Die Gelenkbuchse schützt dabei den Gelenkzapfen und die Kulisse gegen Umwelteinflüsse, etwa gegen das Eindringen von Schmutz, Staub und/oder Feuchtigkeit.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung weist der Kulissenstein eine mit einer Kugelspitze versehene Schraube auf, die in ein Schraubenloch der Gelenkbuchse einschraubbar ist. Das mit einem Innengewinde versehene Schraubenloch der Gelenkbuchse durchsetzt dabei die Gelenkbuchse. Hierdurch wird ermöglicht, den Kulissenstein von außen in die Gelenkbuchse einzuschrauben und dementsprechend in Radialrichtung zu justieren.
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Dadurch, dass der Kulissenstein in Form einer Schraube von außen in die Gelenkbuchse einschraubbar ist, ergibt sich eine besonders einfache Montage des Drehgelenks. So können der Gelenkzapfen und die Gelenkbuchse bereits vormontiert an den miteinander zu verbindenden Karosseriekomponenten, mithin der Seitentür und der Seitenwandstruktur verbunden sein. Im Zuge der Türmontage wird dann der Gelenkzapfen in die Gelenkbuchse eingeführt, die Tür kann alsdann in einer Montagestellung justiert und schließlich durch Einschrauben der als Schrauben ausgestalteten Kulissensteine an der Seitenwandstruktur der Kraftfahrzeugkarosserie fixiert und justiert werden.
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Indem der Kulissenstein mit einer Kugelspitze versehen ist oder indem sein radial nach innen ragendes Ende kugelig ausgestaltet ist, kann ein besonders reibungsarmes Gleiten des Kulissensteins in der Kulisse verwirklicht werden. Die Kugelspitze kann hinsichtlich ihrer geometrischen Ausgestaltung und Formgebung insbesondere an den Querschnitt der Kulisse angepasst sein, sodass sich eine möglichst großflächige wechselseitige Anlage und Zwangsführung von Kulissenstein und Kulisse ergibt. Die Kugelspitze des Kulissensteins kann insbesondere kugelartig oder ballig ausgestaltet sein.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung weist die Gelenkbuchse einen umlaufenden radial verbreiterten Kopf auf, welcher von einer Innenwand der Gelenkbuchse radial nach innen hervorsteht. Der radial verbreiterte Kopf kann der Gelenkbuchse einer erhöhte Stabilität und Steifigkeit verleihen. Des Weiteren können die für die Aufnahme der Kulissensteine vorgesehenen Schraubenlöcher der Gelenkbuchse im Bereich des radial verbreiterten Kopfs ausgebildet sein. Der Kopf kann auch gegenüber einem axial angrenzenden Zylinderabschnitt der Gelenkbuchse radial nach außen hervorstehen.
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Die radiale Verbreiterung des Kopfs eignet sich insbesondere für das Einschrauben der Kulissensteine in die Gelenkbuchse. Zudem kann insbesondere durch die auch radial nach innen hervorstehende radiale Verbreiterung des Kopfs ein in Axialrichtung wirkender Endanschlag für das Drehgelenk bereitgestellt werden.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung weist die Gelenkbuchse ferner zumindest eine Durchgangsöffnung auf, durch welche ein mit dem Gelenkzapfen verbindbares Endanschlagselement hindurchführbar ist. Das Endanschlagselement kann beispielsweise in Form einer Schraube ausgestaltet sein, welche in den Außenumfang des Gelenkzapfens einschraubbar ist. Durch Vorsehen der Durchgangsöffnung in der Gelenkbuchse kann ein derartiges Endanschlagselement auch erst nach Montage des Drehgelenks bzw. nach oder während der Seitentürmontage am Gelenkzapfen befestigt, insbesondere in den Gelenkzapfen eingeschraubt werden.
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Das radial nach außen vom Gelenkzapfen hervorstehende Endanschlagselement kann alsdann mit dem von der Innenwand der Gelenkbuchse hervorstehenden radial verbreiterten Kopf zur Bildung eines axialen Endanschlags zusammenwirken.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung ist der Gelenkzapfen in einem Gelenktopf angeordnet. Der Gelenkzapfen ist dabei stirnseitig mit dem Gelenktopf, insbesondere mit einem Bodenabschnitt des Gelenktopfs verbunden. Der Gelenktopf umschließt dabei ferner den Außenumfang des Gelenkzapfens in einem vorgegebenen radialen Abstand. Der radiale Abstand ist dabei derart gewählt, dass die Gelenkbuchse in den Zwischenraum zwischen Gelenktopf und Gelenkzapfen einführbar ist. Durch Vorsehen des Gelenktopfs kann das Drehgelenk ferner gegen Umwelteinflüsse geschützt werden. Des Weiteren kann die Ausgestaltung des Gelenktopfs eine strukturell verstärkende Anbindung des Drehgelenks an der Seitenwandstruktur der Kraftfahrzeugkarosserie ermöglichen.
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In einem weiteren Aspekt ist schließlich eine Kraftfahrzeugkarosserie mit einer Seitenwandstruktur und zumindest einer, zwischen einer Öffnungs- und einer Schließstellung gegenüber der Seitenwandstruktur beweglichen Seitentür vorgesehen. Die Seitentür und die Seitenwandstruktur sind hierbei über ein zuvor beschriebenes Drehgelenk miteinander verbunden und über das Drehgelenk drehbeweglich und axial beweglich miteinander gekoppelt. Die Drehachse des Drehgelenks erstreckt sich dabei im Wesentlichen in Fahrzeugquerrichtung (y). Geringfügige Abweichungen der Drehachse, etwa von –15° bis +15° von der Fahrzeugquerrichtung (y) sind hierbei durchaus denkbar.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung der Kraftfahrzeugkarosserie ist vorgesehen, dass der Gelenkzapfen an einem, bezogen auf die Fahrzeughochrichtung (z) unteren Endabschnitt einer Scharniersäule der Seitenwandstruktur angeordnet ist und wobei die Gelenkbuchse hierzu korrespondierend an einer Innenseite der Seitentür angeordnet ist. Auch die Gelenkbuchse befindet sich hierbei typischerweise an einem unteren Endabschnitt der Seitentür. Durch Verlagerung oder Anordnung des Drehgelenks in einem unteren Türbereich kann die maximale Höhe einer in Öffnungsstellung befindlichen Seitentür möglichst minimiert werden, sodass das Öffnen der Seitentür auch dann ungehindert möglich ist, wenn das Kraftfahrzeug in einem Bereich mit eingeschränkter Kopffreiheit abgestellt oder geparkt sein sollte.
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Das Drehgelenk kann ferner in einem der Fahrtrichtung zugewandten vorderen Bereich der Seitentür angeordnet sein, sodass ein der Fahrtrichtung abgewandter Bereich der Seitentür beim Überführen der Seitentür von der Schließstellung in die Öffnungsstellung nach oben und nach vorn verschwenkbar ist. Die Scharniersäule der Seitenwandstruktur erstreckt sich hierbei typischerweise in einer nach unten gerichteten Verlängerung der A-Säule der Kraftfahrzeugkarosserie.
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In einer alternativen Ausgestaltung kann auch eine umgekehrte Konfiguration oder Anordnung des Drehgelenks vorgesehen sein, bei welcher der Gelenkzapfen türseitig und die Gelenkbuchse karosserieseitig angeordnet sind.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung der Kraftfahrzeugkarosserie, bei welcher das Drehgelenk zudem mit einem Gelenktopf versehen ist, kann der Gelenktopf in einem Zwischenraum zwischen einer Scharniersäule und einer seitlichen Stirnwandabschnitt der Kraftfahrzeugkarosserie angeordnet sein. Hierbei kann der Gelenktopf die Scharniersäule mit dem Stirnwandabschnitt strukturell verbinden und demgemäß den Zwischenraum oder Hohlraum zwischen Scharniersäule und Stirnwandabschnitt überbrücken.
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Der Gelenktopf kann sich insbesondere mit einem Bodenabschnitt an die Außenseite eines sich im Wesentlichen in Fahrzeughochrichtung und in Fahrzeuglängsrichtung erstreckenden seitlichen Stirnwandabschnitts abstützen und mit einem dem Bodenabschnitt gegenüberliegenden Flanschabschnitt mit der Scharniersäule strukturell verbunden sein. Typischerweise ist der Gelenktopf lösbar, sowohl mit der Scharniersäule als auch mit dem Stirnwandabschnitt verbindbar, um einen Ausbau bzw. einen Austausch des Drehgelenks, etwa im Reparaturfall, problemlos zu ermöglichen.
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Nach einem weiteren Aspekt ist schließlich ein Kraftfahrzeug mit einer dementsprechenden Kraftfahrzeugkarosserie oder mit zumindest einem zuvor beschriebenen Drehgelenk vorgesehen.
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Kurzbeschreibung der Figuren
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Weitere Ziele, Merkmale sowie vorteilhafte Ausgestaltungen des Drehgelenks, der Kraftfahrzeugkarosserie sowie des Kraftfahrzeugs werden in der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Figuren erläutert. Hierbei zeigen:
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1 eine schematische Seitenansicht einer Kraftfahrzeugkarosserie mit einer in Schließstellung befindlichen Seitentür,
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2 eine der 1 entsprechende Darstellung, jedoch mit in Öffnungsstellung befindlicher Seitentür,
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3 eine perspektivische Darstellung der Seitenwandstruktur der Kraftfahrzeugkarosserie ohne Seitentür,
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4 eine vergrößerte Darstellung der karosserieseitigen Drehgelenkkomponente,
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5 eine Explosionsdarstellung von Gelenkzapfen und Gelenktopf
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6 eine perspektivische Darstellung der Innenseite der Seitentür mit daran angeordneter Gelenkbuchse,
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7 eine vergrößerte Darstellung der an der Seitentür angeordneten Gelenkbuchse,
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8 eine Explosionsdarstellung der Gelenkbuchsenanbindung an der Seitentür,
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9 eine perspektivische Darstellung einer in Öffnungsstellung an der Seitenwandstruktur angeordneten Seitentür,
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10 eine vergrößerte ausschnittsweise Darstellung der geöffneten Seitentür im Bereich des Drehgelenks,
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11 einen Querschnitt A-A gemäß 1,
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12 einen Querschnitt B-B gemäß 11 und
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13 einen Querschnitt C-C durch das Drehgelenk gemäß 10.
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Detaillierte Beschreibung
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In den 1, 2 und 9 ist die Seitenwandstruktur 9 einer Kraftfahrzeugkarosserie 2 eines in 1 lediglich angedeuteten Kraftfahrzeugs 1 jeweils schematisch dargestellt. Die Kraftfahrzeugkarosserie 2 bzw. deren Seitenwandstruktur 9 weist eine von einer schwenkbar gelagerten Seitentür 3 verschließbare Türöffnung 3a auf. Wie in den 2 und 3 gezeigt, ist die Türöffnung 3a nach vorn, in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs 1 von einer Scharniersäule 4 begrenzt, die nach oben und entgegen der Fahrtrichtung in einen, etwa eine A-Säule bildenden Dachrahmenabschnitt 7 übergeht. Nach hinten, der Fahrtrichtung entgegengesetzt ist die Türöffnung von einer B-Säule 6 und nach unten von einem Seitenschweller 5 begrenzt.
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In einem Übergangsbereich vom Seitenschweller 5 in die Scharniersäule 4 ist ein Drehgelenk 10 mit einer Drehachse 11 angeordnet, die sich im Wesentlichen in Fahrzeugquerrichtung (y) erstreckt. Das Drehgelenk 10 ist insoweit zum Aufschwenken der Seitentür 3 in eine nach oben und nach vorn, in Fahrtrichtung verlagerte Öffnungsstellung, wie in 2 gezeigt, ausgebildet. Die in 1 dargestellte Seitentür 3 ist in ihrer Schließstellung jedoch weitgehend flächenbündig in die Seitenwandstruktur 9 der Kraftfahrzeugkarosserie 2 eingebettet.
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Um eine nach vorn und nach oben gerichtete Schwenkbewegung zu ermöglichen, ist die Seitentür 3 zunächst in eine nach außen versetzte Auszugsposition zu überführen, wobei die Seitentür 3, ausgehend von ihrer in 1 gezeigten Schließstellung zunächst translatorisch in Axialrichtung (a), das heißt in Fahrzeugquerrichtung (y) gegenüber der Seitenwandstruktur 9 zu bewegen ist. Das in 11 in Schließstellung und in 13 in Öffnungsstellung jeweils im Querschnitt gezeigte Drehgelenk 10 weist einen karosserieseitig angeordneten Gelenkzapfen 12 auf, der in einer türseitig befestigten Gelenkbuchse 14 drehbar als auch axial verschiebbar gelagert ist.
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Der Gelenkzapfen 12 und die Gelenkbuchses 14 sind dabei über eine Kulissenführung 16 miteinander gekoppelt. Die Kulissenführung 16 weist zumindest eine, vorliegend in der Außenseite des Gelenkzapfens 12 ausgebildete Kulisse 17 sowie eine innenseitig an der Gelenkbuchse 14 angeordneten Kulissenstein 18 auf. Der drehfest an der Gelenkbuchse 14 angeordnete Kulissenstein 18 steht jeweils mit einer Kulisse 17 des Gelenkzapfens 12 in Eingriff, sodass die Kulissenführung 16 letztlich eine Zwangsführung der Gelenkbuchse 14 auf dem Gelenkzapfen 12 vorgibt. Da der Gelenkzapfen drehfest an der Seitenwandstruktur 9 und die Gelenkbuchse 14 drehfest an der Seitentür 3 angeordnet sind, ergibt sich eine durch die Kulissenführung 16 vorgegebene Zwangsführung der Seitentür 3 an der Seitenwandstruktur 9 der Kraftfahrzeugkarosserie 2. Vorliegend sind drei in Umfangsrichtung gleichverteilt oder äquidistant angeordnete Kulissen 17 und Kulissensteine 18 vorgesehen.
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Die Gelenkbuchse 14 erstreckt sich in Fahrzeugquerrichtung (y) nach innen von der Innenseite, bzw. von einem Türinnenblech 70 der Seitentür 3. An einem der Seitentür 3 abgewandten axialen Ende weist die Gelenkbuchse 14 einen radial verbreiterten Kopf 30 mit mehreren, über den Umfang des Kopfs 30 verteilt angeordneten Schraubenlöchern 28 auf, wie diese zum Beispiel in 8 dargestellt sind. In die in etwa äquidistant oder gleichverteilt über den Außenumfang des Kopfs 30 verteilt angeordneten Schraubenlöcher 28 ist jeweils ein als Schraube 26 ausgestalteter Kulissenstein 18 einschraubbar. Die in 12 im Querschnitt dargestellten Kulissensteine 18 weisen in ihrer dort dargestellten Endmontagestellung radial nach innen von der Innenwand des Kopfs 30 hervorstehende Kugelspitzen 24 auf, die in die hierzu korrespondierend ausgestalteten Kulissen 17 des Gelenkzapfens 12 eingreifen.
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Wie in 5 ferner dargestellt, weisen die im vorliegenden Ausführungsbeispiel vorgesehenen drei Kulissen 17 der Seitentür 3 abgewandt, jeweils einen im Wesentlichen geradlinigen Axialabschnitt 20 und hieran axial angrenzend, das heißt der Seitentür 3 zugewandt, einen Spiralabschnitt 22 auf, in welchem sich die Kulissen 17 spiralartig in Axialrichtung (a) und in Umfangsrichtung (u) erstrecken. Die geometrische Ausgestaltung der Kulissen 17, insbesondere ihr geradliniger und im Wesentlichen in Axialrichtung (a) ausgerichteter Axialabschnitt 20 und der hieran angrenzende Spiralabschnitt 22 geben die Zwangsführung für die kombinierte Axial- und Schwenkbewegung der Seitentür 3 gegenüber der Seitenwandstruktur 9 vor.
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In einer Schließstellung, wie sie zum Beispiel in 11 dargestellt ist, befinden sich die Kulissensteine 18 an einem dem Fahrzeuginnenraum zugewandten Endabschnitt der Kulissen 17. Die axiale Erstreckung der Kulissen 17 im Axialabschnitt verhindert zunächst ein Verschwenken der Seitentür 3 und erzwingt zunächst ein initiales, in Axialrichtung (a) gerichtetes translatorisches Verschieben der Seitentür 3 gegenüber der Seitenwandstruktur 9, bis die Kulissensteine 18 in den sich spiralartig windenden Spiralabschnitt 22 der Kulissen 17 gelangen. Mit Erreichen einer vorgegebenen Auszugsposition der Seitentür erzwingt die Kulissenführung 16 alsdann eine kombinierte Dreh- und Axialbewegung der Seitentür 3 hin zu Ihrer in 2 gezeigten Öffnungsstellung.
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Wie im Querschnitt der 11 und 13 dargestellt, erstreckt sich der radial verbreiterte Kopf 30 der Gelenkbuchse 14 radial nach innen von der Innenwand 15 der ansonsten vergleichsweise dünnwandig und zylindrisch ausgestalteten Gelenkbuchse 14. Axial angrenzend an den Kopf 30 ist in der Gelenkbuchse 14 eine in 13 dargestellte Durchgangsöffnung 34 vorgesehen, durch welche ein Endanschlagselement 36 hindurchführbar ist. Das Endanschlagselement 36 ist vorliegend als Schraube ausgestaltet und ist am Gelenkzapfen 12 befestigbar, insbesondere in diesen einschraubbar.
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Der Gelenkzapfen 12 weist insoweit eine radial von Außen zugängliche Aufnahme 13 für das Endanschlagselement 36 auf. Das Endanschlagselement 36 steht vom Außenumfang des Gelenkzapfens 12 radial hervor und kann insoweit mit dem radial nach innen verbreiterten Kopf 30 der Gelenkbuchse 14 einen axialen Endanschlag bereitstellen, sodass eine nach außen gerichtete Axialbewegung der Seitentür 3 gegenüber der Seitenwandstruktur 9 begrenzt werden kann, wie dies zum Beispiel in 13 verdeutlicht ist.
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Durch Vorsehen der Durchgangsöffnung 34 in der Gelenkbuchse 14 kann das Endanschlagselement 36 nachträglich bzw. im Zuge der Türmontage am Gelenkzapfen 12 angeordnet werden, sodass für die eigentliche Montage der Seitentür 3 das Endanschlagselement 36 nicht im Wege steht.
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Zur Anbindung der Gelenkbuchse 14 an der Seitentür 3 ist ein in 8 isoliert dargestelltes Verstärkungselement 60 vorgesehen. Das Verstärkungselement 60 stellt eine Materialdopplung auf oder an der Innenseite bzw. am Türinnenblech 70 der Seitentür 3 dar. Das Verstärkungselement 60 weist insbesondere einen umlaufenden Flansch 62 auf, über welchen das Verstärkungselement mit der Seitentür 3, insbesondere mit einem in 13 im Querschnitt gezeigten Türinnenblech 70 strukturell verbindbar ist.
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In 7 sind einzelne Verbindungsstellen 64 exemplarisch dargestellt. Die Verbindungsstellen 64 können unterschiedlich ausgestaltet sein. Für die Verbindung des Verstärkungselements 60 an der Seitentür 3 kommen verschiedene Fügeverfahren, wie zum Beispiel Schweißen, insbesondere Punkt- oder Laserschweißen, Kleben, Nieten oder Durchsetzfügen infrage. Das Verstärkungselement 60 ist ferner mit einer Aufnahme 66 in Form einer Durchgangsöffnung versehen, in welcher die Gelenkbuchse 14 passgenau einsetzbar ist. Die Gelenkbuchse 14 kann, wie in 11 angedeutet, mit dem nach innen abgestellten Rand der Aufnahme 66 strukturell verbunden sein. Eine etwa durch Schweißen oder anderweitig gebildete Verbindungsstelle 64 ist in 11 exemplarisch gezeigt.
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Seitenwandstrukturseitig 9 ist ein Gelenktopf 40 mit einem radial nach außen abragenden Flanschabschnitt 48 vorgesehen. Der in 5 perspektivisch dargestellte Gelenktopf 40 weist einen Zylinderabschnitt 46 zur Aufnahme des Gelenkzapfens 12 als auch zur Aufnahme der den Gelenkzapfen 12 umschließenden Gelenkbuchse 14 auf. Der Gelenkzapfen 12 ist, wie in 11 und in 13 dargestellt, stirnseitig mit einem Bodenabschnitt 45 des Gelenktopfs 40 verbunden. Zudem ist der Flanschabschnitt 48 des Gelenktopfs 40 mit einzelnen Durchgangslöchern 50 zur Aufnahme von Befestigungselementen 52 versehen. Die Befestigungselemente 52, 54 können insbesondere in Form von Schrauben ausgebildet sein, sodass der Gelenktopf mit seiner nach außen abragenden und an der Scharniersäule 4 zur Anlage gelangenden Flanschabschnitt 48 an der Scharniersäule 4 anschraubbar ist.
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Der Gelenktopf 40 erstreckt sich im Zwischenraum 44 zwischen der Scharniersäule 4 und einem seitlichen Stirnwandabschnitt 8 der Seitenwandstruktur 9. Der im Wesentlichen eben ausgebildete Bodenabschnitt 45 des Gelenktopfs 40 gelangt hierbei an einer der Scharniersäule 4 zugewandten Seite des seitlichen Stirnwandabschnitts 8 zur Anlage. Indem der seitliche Stirnwandabschnitt 8, der Bodenabschnitt 45, als auch der Gelenkzapfen 12 jeweils eine fluchtend zueinander zu liegen kommende Durchgangsöffnung aufweisen, kann mittels eines einzigen Befestigungselements 54, etwa in Form eines Schraubbolzens, der Gelenkzapfen 12 am Gelenktopf 40 sowie am seitlichen Stirnwandabschnitt 8 befestigt werden. Es ist hierbei ausreichend, wenn ein der Seitentür 3 abgewandte Stirnseite 38 des Gelenkzapfens 12 mit einem mit dem Befestigungselement 54 etwa zusammenwirkenden Gewinde versehen ist.
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Dadurch, dass der Gelenktopf 40 mittels Befestigungselementen 52 einerseits an der Scharniersäule 4 und andererseits mittels dem zumindest einen Befestigungselement 54 am seitlichen Stirnwandabschnitt 8 befestigbar ist, kann der Gelenktopf 40 eine strukturelle Verbindung zwischen Scharniersäule 4 und seitlichem Stirnwandabschnitt 8 bereitstellen und somit zu einer strukturellen Verstärkung und Aussteifung der Seitenwandstruktur 9 beitragen.
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Der Gelenkzapfen 12 ist typischerweise radial zentriert im Gelenktopf 40 angeordnet, sodass sich zwischen dem Gelenkzapfen 12 und dem Zylinderabschnitt 46 des Gelenktopfs 40 ein axialer Abstand 42 bzw. ein Ringspalt bildet, in welchen die Gelenkbuchse 14 einführbar ist.
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Für eine besonders leichtgängige Bewegung der Seitentür 3 kann im Bereich der Kulisse 17 ein insbesondere dickflüssiges Schmiermittel vorgesehen sein. Zudem kann zum Vermeiden von Verschmutzungen der Gleitflächen der Kulissen 17 zwischen der Gelenkbuchse 14 und dem Gelenkzapfen 12, etwa am freien axialen Ende der Gelenkbuchse 14 eine Dichtung, z. B. in Form einer PU-Schaumdichtung angeordnet sein.
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Die dargestellten Ausführungsformen zeigen lediglich mögliche Ausgestaltung der Erfindung zu welcher weitere zahlreiche Varianten denkbar und im Rahmen der Erfindung sind. Die exemplarisch gezeigten Ausführungsbeispiele sind in keiner Weise hinsichtlich des Umfangs, der Anwendbarkeit oder der Konfigurationsmöglichkeiten der Erfindung als einschränkend auszulegen. Die vorliegende Beschreibung zeigt dem Fachmann lediglich eine mögliche Implementierung eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels auf. So können an der Funktion und Anordnung von beschriebenen Elementen vielfältigste Modifikationen vorgenommen werden, ohne hierbei den durch die nachfolgenden Ansprüche definierten Schutzbereich oder dessen Äquivalente zu verlassen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kraftfahrzeug
- 2
- Kraftfahrzeugkarosserie
- 3
- Seitentür
- 3a
- Türöffnung
- 4
- Scharniersäule
- 5
- Seitenschweller
- 6
- B-Säule
- 7
- Dachrahmenabschnitt
- 8
- Seitlicher Stirnwandabschnitt
- 9
- Seitenwandstruktur
- 10
- Drehgelenk
- 11
- Drehachse
- 12
- Gelenkzapfen
- 13
- Aufnahme
- 14
- Gelenkbuchse
- 15
- Innenwand
- 16
- Kulissenführung
- 17
- Kulisse
- 18
- Kulissenstein
- 20
- Axialabschnitt
- 22
- Spiralabschnitt
- 24
- Kugelspitze
- 26
- Schraube
- 28
- Schraubenloch
- 30
- Kopf
- 34
- Durchgangsöffnung
- 36
- Endanschlagselement
- 38
- Stirnseite
- 40
- Gelenktopf
- 42
- Abstand
- 44
- Zwischenraum
- 45
- Bodenabschnitt
- 46
- Zylinderabschnitt
- 48
- Flanschabschnitt
- 50
- Durchgangsloch
- 52
- Befestigungselement
- 54
- Befestigungselement
- 60
- Verstärkungselement
- 62
- Flansch
- 64
- Verbindungsstelle
- 66
- Aufnahme
- 70
- Türinnenblech
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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