DE60015117T2 - Kraftantriebsmechanismus für kraftfahrzeug-heckklappe - Google Patents

Kraftantriebsmechanismus für kraftfahrzeug-heckklappe Download PDF

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Peter L. Oxley
Andre Olivier
Victor Toronto GUSEV
Thomas P. Frommer
Wieslaw Nowicki
Grzegorz Baniak
B. Robert MOONEY
C. Frederick BUTLER
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Magna Closures Inc
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Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft Kraftantriebsmechanismen zum kraftunterstützten Betrieb einer Fahrzeughebetür.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Mehrzweckfahrzeuge und Freizeitfahrzeuge weisen häufig Heckklappen auf, die an einen Fahrzeugrahmen am Heck des Fahrzeugs schwenkbar montiert sind. Die Hebetür ist schwenkbar montiert an dem Rahmen durch obere Gelenke, um der Hebetür eine Bewegung zwischen offenen und geschlossenen Positionen zu ermöglichen. Manuell betriebene Hebetüren und kraftbetriebene Hebetüren sind bekannt. Kraftbetriebene Hebetüren können manuell geöffnet und geschlossen werden, wenn der Fahrzeugbenützer es so wünscht. Kraftbetriebene Hebetüren werden typischerweise in Öffnungs- und Schließrichtungen durch einen elektrischen Motor betrieben, der wirksam mit der Hebetür durch eine Reihe von Zahnrädern in Eingriff gebracht werden kann. Zumindest ein Zahnrad ist bewegbar montiert für die Bewegung zwischen Eingriffs- und Nicht-Eingriffspositionen, sodass der Motor wirksam mit der Hebetür verbunden ist, wenn die Zahnräder in Eingriff stehen, damit die Hebetür in Öffnungs- und Schließrichtungen durch den Motor bewegt werden kann, und ist getrennt von der Hebetür, wenn die Zahnräder nicht in Eingriff stehen, damit die Hebetür ohne Rückantrieb des Motors manuell geöffnet und geschlossen werden kann. Beispiele von typischen Systemen umfassen die US-Patente mit den Nummern 5,448,856; 5,563,483; 2,833,536 und 5,794,381.
  • Das bewegbare Zahnrad kann, abhängig von der jeweiligen Geometrie, die Tendenz haben, sich aus dem Eingriff zu bewegen, wenn der Motor entweder die Hebetür öffnet oder schließt. Dies ist unerwünscht, weil eine Bewegung des bewegbaren Zahnrads in Zahnradschlupf und/oder in überhöhtem Zahnradlärm resultieren kann.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Die Nachteile im Stand der Technik können durch die Bereitstellung eines Kraftantriebsmechanismus überwunden werden, in dem ein Getriebezug lösbar verriegelt oder gehalten im Antriebseingriff während dem kraftunterstützten Öffnen und Schließen der Hebetür werden kann und danach aus dem Antriebseingriff entlassen werden kann, um dem Fahrzeugbenutzer die Möglichkeit des manuellen Öffnens und Schließens der Hebetür ohne Rückantrieb des Antriebsmotors zu geben.
  • Entsprechend einem Aspekt der Erfindung wird ein Kraftantriebsmechanismus zum Treiben einer Hebetür für ein Fahrzeug bereitgestellt. Das Fahrzeug weist eine Aufbausteuerung auf, die den Betrieb des Kraftantriebsmechanismus steuert. Die Hebetür weist einen kraftbetriebenen Verriegelungsaufbau auf, fähig eines primären und sekundären Verriegelungseingriffes mit einem Schlagriegel an dem Fahrzeug, um die Hebetür lösbar zu verriegeln, und fähig eines kraftbetriebenen Entriegelns des Verriegelungsaufbaus. Der Kraftantriebsmechanismus weist einen Montageträger montierbar an einem "D"-Träger des Fahrzeugs auf. Ein Verbindungsarm ist mit der Hebetür drehbar verbunden. Ein Kurbelarm ist drehbar montierbar auf dem Montageträger und drehbar verbunden mit dem Verbindungsarm. Ein Getriebezug ist drehbar montiert auf dem Montageträger. Ein Antriebsmotor ist montiert an dem Montageträger. Der Antriebsmotor ist wirksam verbunden mit dem Kurbelarm durch den Getriebezug. Der Getriebezug ist bewegbar zwischen einer Eingriffsposition und einer Nicht-Eingriffsposition. Die Eingriffsposition bewirkt einen Antriebseingriff zwischen dem Antriebsmotor und dem Kurbelarm, sodass der Antriebsmotor bei Erregung den Kurbelarm antriebsmäßig dreht, um in Antwort darauf das Öffnen und Schließen der Hebetür zu bewirken. Die Nicht-Eingriffsposition bringt den Antriebsmotor außer Eingriff mit den Kurbelarm, um eine Bewegung des Kurbelarms ohne Rückantrieb des Antriebsmotors zu gestatten. Ein Stellantrieb ist mit dem Getriebezug wirksam verbunden und ist betätigbar, um die Bewegung des Getriebezugs zu bewirken. Eine Haltegliedanordnung ist wirksam zwischen dem Getriebezug und dem Stellantrieb verbunden, um den Antriebseingriff aufrecht zu erhalten, sobald der Stellantrieb den Getriebezug in die Eingriffsposition bewegt. Ein Schalter ist an dem Montageträger angebracht und ist in Antwort auf eine Bewegung des Kurbelarms schaltbar, um offene und geschlossene Zustände der Hebetür anzuzeigen. Eine elektronische Steuereinheit steht in elektrischer Verbindung mit der Aufbausteuerung, dem Verriegelungsaufbau, dem Antriebsmotor, dem Schalter und dem Stellantrieb.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnung
  • 1 ist eine perspektivische Ansicht eines Kraftantriebsmechanismus aufgebaut entsprechend den Prinzipien der vorliegenden Erfindung montiert auf einem "D"-Träger eines üblichen Kraftfahrzeugs;
  • 2 ist eine perspektivische Ansicht eines Kraftantriebsmechanismus in Alleinstellung, die eine entgegengesetzte Seite des Mechanismus von der in 1 gezeigten Seite darstellt;
  • 3 ist eine Explosionsansicht des Kraftantriebsmechanismus;
  • 4 ist eine Aufrißansicht eines Getriebezugs, eines Teils eines Kurbelarms und eines Schalters des Kraftantriebsmechanismus, dargestellt in Alleinstellung Form, und zeigt den Getriebezug in einem Nicht-Eingriffszustand, den Kurbelarm in einer geschlossenen Position und den Schalter in einer vollständig offenen Position;
  • 5 ist eine zu 4 ähnliche Ansicht bis auf das Zeigen des Getriebezugs in einem Eingriffszustand;
  • 6 ist eine zu 5 ähnliche Ansicht bis auf das Zeigen des Kurbelarms in einer offenen Position und des Schalters in einer geschlossenen Position; und
  • 7 ist eine zu 6 ähnliche Ansicht bis auf das Zeigen des Getriebezugs in einem Nicht-Eingriffszustand.
  • Ausführliche Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung
  • Ein Kraftantriebsmechanismus, im Allgemeinen mit 10 bezeichnet, zum kraftbetriebenen Öffnen und Schließen einer Fahrzeughebetür ist in 1 gezeigt. Die Struktur der Fahrzeughebetür (nicht gezeigt) ist konventionell und ist in den US-Patenten mit den Nummern 5,448,856 und 5,563,483 gezeigt. Eine typische Fahrzeughebetür ist durch Gelenke (nicht gezeigt), die zwischen dem oberen Ende der Fahrzeughebetür und einem Teil 11 des Rahmens 15 des Fahrzeugs angebracht sind, an dem Heck eines Mehrzweckfahrzeugs oder Freizeit-Typ-Fahrzeugs schwenkbar montiert. Die Hebetür weist einen üblichen kraftbetriebenen Verriegelungsaufbau (nicht gezeigt) montiert an einem zentralen Teil ihrer unteren Kante auf, der lösbar in einen passend an dem Fahrzeugrahmen montierten Schlagriegel einklinkt.
  • Wenn der Verriegelungsaufbau von dem Schlagriegel gelöst wird, kann die Hebetür um die Gelenke von einer unteren geschlossenen Position zu einer gehobenen offenen Position geschwenkt werden, um einen Zugang zu dem Fahrzeuginneren durch das Heck des Fahrzeugs zu ermöglichen. Typischerweise ist eine Gas-Druckstrebe von üblicher Bauart zwischen einer jeweiligen Seitenkante der Hebetür und einem benachbarten, im Wesentlichen sich vertikal erstreckenden Träger 17 (auf den als "D"-Träger Bezug genommen wird) des Fahrzeugrahmens montiert.
  • Der Kraftantriebsmechanismus 10 der vorliegenden Erfindung ist auf dem "D"-Träger 17 des Fahrzeugs auf dessen linke Seite montiert (aus der Sicht eines vorwärtsschauenden Fahrzeuginsassen) und steht wirksam mit der Hebetür in Eingriff, um ein kraftbetriebenes Öffnen und Schließen derselben vorzusehen.
  • Der Kraftantriebsmechanismus 10 umfasst einen Kurbelarm 12, der für eine Drehbewegung antreibbar ist. Der Kurbelarm 12 ist drehbar montiert an einen Montageträger 14 zur kraftbetriebenen Drehbewegung in Öffnungs- und Schließrichtungen in Bezug hierauf. Der Montageträger 14 ist starr befestigt an einem oberen Teil des "D"-Trägers, wie in 1 gezeigt wird. Der Montageträger 14 ist eine Metallstruktur vorzugsweise aus druckgegossenem Zink oder Aluminium, obwohl jegliches Metall von geeigneter Festigkeit verwendet werden kann, und ist an den "D"-Träger mittels üblicher Befestiger wie zum Beispiel Bolzen befestigt. Der Kurbelarm 12 ist vorzugsweise aufgebaut aus gepresstem Metall, wobei das bevorzugte Metall Stahl ist. Der Kurbelarm 12 ist drehbar montiert an dem Montageträger 14 durch eine Tragstruktur 21, die sich im Wesentlichen in der Fahrzeugquerrichtung erstreckt. Der Kurbelarm 12 ist an die Tragstruktur 21 durch Nieten 23 angebracht.
  • Der Kurbelarm 12 ist verbunden mit einem Verbindungsarm 18. Ein Ende des starren Verbindungsarms 18 ist drehbar montiert an dem Kurbelarm 12 und das entgegengesetzte Ende des Verbindungsarms 18 ist drehbar verbunden mit der angrenzenden Seitenkante der Hebetür. Die Drehverbindung zwischen dem Verbindungsarm 18 und der Hebetür ist von den Gelenken und der Drehachse der Hebetür beabstandet. Bewegung des Kurbelarms 12 in Öffnungs- und Schließ richtungen wirkt durch den Verbindungsarm 18, um die Hebetür in ihre Öffnungs- und Schließrichtungen zu bewegen.
  • Ein Getriebezug, im Allgemeinen mit 20 bezeichnet, steht in wirksamem Eingriff mit dem Kurbelarm 12. Das bevorzugte Ausführungsbeispiel des Getriebezugs 20 umfasst eine Vielzahl von Zahnrädern, einschließlich eines Stellantriebszahnrads 24, inneren und äußeren Antriebszahnrädern 26 bzw. 28.
  • Ein Antriebsmotor 34 ist wirksam verbunden mit dem Kurbelarm 12 durch den Getriebezug 20 und ist betätigbar, um automatisch die Hebetür zu öffnen und zu schließen. Ein Motorzahnrad 22 ist drehbar an dem Montageträger 14 durch eine Welle 32 montiert, die in einer üblichen Weise mit dem Antriebsmotor 34 wirksam verbunden ist, der vorzugsweise ein umkehrbarer elektrischer Motor mit hohem Drehmoment ist. Der Antriebsmotor 34 kann elektrisch erregt werden, um eine bidirektionale Drehung desselben zu bewirken.
  • Das Stellantriebzahnrad 24 ist drehbar auf einem Trägeraufbau 36 montiert. Der Trägeraufbau 36 schließt innere und äußere Trägerelemente 38 und 40 ein und das Stellantriebzahnrad 24 ist dazwischen durch einen Stift oder Niete 42 montiert. Die Trägerelemente 38, 40 sind vorzugsweise aus Stahl und sind starr zusammen gesichert durch Nieten 39.
  • Das innere Antriebszahnrad 26 und das äußere Antriebszahnrad 28 sind mechanisch zusammen gekuppelt und starr befestigt auf eine gemeinsame Welle 44, die drehbar an den Montageträger 14 montiert ist, um den Zahnrädern 26, 28 ein Drehen in Bezug auf den Montageträger 14 zu erlauben. Der Trägeraufbau 36 ist drehbar auf der zentralen Welle 44 für eine Bewegung hierum zwischen Eingriffs- und Nicht-Eingriffspositionen angeordnet. Die Drehbewegung des Trägeraufbaus 36 ist unabhängig von der Rotationsbewegung der inneren und äußeren Antriebszahnräder 26, 28.
  • Die Zahnräder 22, 24 innerhalb des Getriebezugs 20 können außer Eingriff gebracht werden, um ein manuelles Öffnen und Schließen der Hebetür ohne Rückantrieb des Antriebsmotors 34 zu erlauben. Eine Drehbewegung des Trägeraufbaus 36 um die zentrale Welle 44 in Bezug auf den Montageträger 14 bewegt das Stellantriebszahnrad 24 hinein und heraus aus einem kämmenden, Drehmoment übertragenen Eingriff mit dem Motorzahnrad 22. Wenn die Zahnräder 22, 24 außer Eingriff gebracht sind, rotiert die Drehbewegung des Kurbelarms 12, die während dem Öffnen und Schließen der Hebetür stattfindet, nicht das Motorzahnrad, was den Antriebsmotor 34 schützt.
  • Ein Sektorzahnrad 30 ist starr befestigt an dem Kurbelarm 12 durch übliche Nieten 37. Das Sektorzahnrad 30 weist eine Reihe von Zähnen auf der Innenseite oder einer konkav umlaufenden Kante hiervon auf. Das äußere Antriebszahnrad 28 befindet sich in kämmendem, Drehmoment übertragenden Eingriff mit dem Sektorzahnrad 30. Drehung des äußeren Antriebszahnrads 28, wirkend durch das Sektorzahnrad 30, bewegt den Kurbelarm 12. Das äußere Zahnrad 28 bleibt während des gesamten Bereichs der Drehbewegung des Kurbelarms 12 mit dem Sektorzahnrad 30 in kämmendem Eingriff.
  • Die Drehbewegung des Trägeraufbaus 36 zwischen Eingriffs- und Nicht-Eingriffspositionen wird durch die Bewegung eines U-förmigen Stellglieds 46 gesteuert, das drehbar an dem Bucht-Teil hiervon an den Montageträger 14 durch Stift 48 montiert ist. Das Stellglied 46 ist eine Metallstruktur vorzugsweise aus Stahl und weist einstückige obere und untere Arme 50, 52 auf, die sich von einem U-förmigen Rumpfteil 53 erstrecken. Das Stellglied 46 ist wirksam verbunden mit dem Trägeraufbau 36 durch eine Rolle 54, die drehbar auf dem oberen Arm 50 mittels eines Stiftes 55 montiert ist. Die Rolle 54 greift rollend an eine von ersten und zweiten Flanschen 56, 58 an, die einstückig auf einem Arm des inneren Trägerelements 38 ausgebildet sind. Stift 55 erstreckt sich durch einen Schlitz 57, der sich parallel zu und zwischen den Flanschen 56, 58 erstreckt. Die Rolle 54 wirkt als Nocke gegen einen Flansch 56 oder 58 während einer Drehbewegung des Stellglieds 46, um den Trägeraufbau 36 in Bezug auf den Montageträger 14 um die zentrale Welle 44 zwischen Eingriffs- und Nicht-Eingriffspositionen zu drehen.
  • Das Stellglied 46 ist wirksam verbunden mit einer Haltegliedanordnung, die ein Halteglied 60 und ein längliches, starres Verbindungsglied 62 umfasst. Das Verbindungsglied 62 ist drehbar montiert zwischen dem unteren Arm 52 und einem oberen Teil des Halteglieds 60 durch übliche Nieten 64. Das Halteglied 60 ist wirksam verbunden mit dem Getriebezug 20, um die Zahnräder 22, 24 in Eingriff miteinander während dem automatischen Betrieb der Hebetür zu halten. Ein Randteil des Halteglieds 60 ist drehbar montiert an einem Randteil des Trägeraufbaus 36 durch einen Stift 65. Das Halteglied 60 ist eine Metallstruktur vorzugsweise aus Stahl und ist mit einem Schlitz 66 versehen, der eine Vielzahl von Kerben hierin festlegt, einschließlich einer oberen Entriegelungskerbe 68 und ei ner unteren Haltekerbe 70. Ein Haltestift 72 ist starr gesichert an dem Montageträger 14 und ist innerhalb des Schlitzes 66 aufgenommen. Das Halteglied 60 steht in gleitendem Eingriff mit dem Stift 72 für die Führungsbewegung des Halteglieds 60 in Bezug auf den Stift 72 zwischen Halte- und Entriegelungspositionen.
  • Eine Bewegung des Stellglieds 46 wird durch einen Stellantrieb 74 bewirkt, wie am besten in 2 gesehen werden kann, die die Seite des Montageträgers 14 zeigt, der in Kontakt mit dem "D"-Träger ist, wenn der Kraftantriebsmechanismus 10 in einem Fahrzeug montiert ist. Der Stellantrieb umfasst einen Motor und einen Getriebezug, die üblich sind und die innerhalb eines L-förmigen schützenden Kunststoffgehäuses 78 montiert auf dem Montageträger 14 eingeschlossen sind. Der Stellantrieb 74 ist wirksam verbunden mit dem Getriebezug 20 und ist betätigbar, um die Zahnräder 22, 24 des Getriebezugs in und außer Eingriff zu bringen. Der Stellantrieb schließt einen üblichen umkehrbaren elektrischen Motor und einen Getriebezug (nicht gezeigt) ein, der mit einer Welle 76 in Eingriff steht, die starr verbunden an dem Stellglied 46 ist, das sich durch einen bogenförmigen Schlitz (nicht gezeigt) in dem Montageträger 14 erstreckt. Wenn der Motor in dem Stellantrieb 74 die Welle 76 bewegt, dreht sich der Stellantriebsaufbau 46 zwischen seinen Eingriffs- und Nicht-Eingriffspositionen.
  • Eine Zugfeder 88 ist zwischen einem Pfosten 90 auf dem Schalter 82 und dem Trägeraufbau 36 angebracht, um den Trägeraufbau in einen Nicht-Eingriff von dem Motorzahnrad 22 vorzuspannen, wenn das Fahrzeug sich bewegt oder wenn die Hebetür manuell geöffnet oder geschlossen wird.
  • Betrieb
  • Der kraftunterstützte Betrieb des Kraftantriebsmechanismus 10 kann elektronisch unter Verwendung einer üblichen elektronischen Steuerschaltung gesteuert werden, die in dem Fahrzeug montiert ist. Das Stellantriebszahnrad 24 steht normalerweise nicht in kämmendem Eingriff mit dem Motorzahnrad 22. Die Steuerschaltung kann programmiert werden, sodass, wenn das kraftbetriebene Hebetüröffnen ausgelöst wird, der Stellantrieb 74 und Antriebsmotor 34 der Reihe nach erregt werden. Der Stellantrieb 74 bewegt das Stellantriebszahnrad 24 in einen Eingriff mit dem Motorzahnrad 22 und bewegt das Halteglied 60 in eine Verriegelungsbeziehung mit dem Haltestift 72, um das Stellantriebszahnrad 24 und das Motorzahnrad 22 lösbar während der Krafthebetürbewegung zusammen zuhalten. Der Antriebsmotor 34, der durch den Getriebezug 20 wirkt, bewegt den Kurbelarm 12 in seine Öffnungsrichtung. Die Schaltung bringt dann das Halteglied 60 außer Eingriff von dem Haltestift 72 und bewegt das Stellantriebszahnrad 24 und Motorzahnrad 22 aus einem kämmenden Eingriff heraus, wenn die Tür offen ist. Der angetriebene Schließablauf ist im Wesentlichen die Umkehrung des Öffnungsablaufs. Während dem kraftbetriebenen Hebetürschließens hält das Zahnradhalteglied 60 das Stellantriebszahnrad 24 und das Motorzahnrad 22 in einem kämmenden, Drehmoment übertragenen Eingriff, um die Zahnräder 22, 24 an einem zueinander relativen Gleiten zu hindern und um Zahnradlärm zu reduzieren oder zu beseitigen.
  • Der wesentliche Betrieb des Kraftantriebsmechanismus 10 kann aus den 4 bis 7 nachvollzogen werden. Die 4 bis 7 zeigen eine Vielzahl von Strukturen des Kraftantriebsmechanismus 10 in Alleinstellung, um die relativen Positionen hiervon vor und während dem Kraftbetrieb zu zeigen. 4 zeigt die Anordnung des Kraftantriebsmechanismus 10, bevor das kraftbetriebene Hebetüröffnen durch einem Fahrzeugbenutzer ausgelöst wird. Das beschriebene System verwendet einen üblichen Schlüsselanhänger-Fernsteuerungsüberträger, um das angetriebene Hebetüröffnen und Schließen einzuleiten. Um das Krafthebetüröffnen auszulösen, wenn die Hebetür geschlossen und verriegelt ist, betätigt der Fahrzeugbenutzer die Schlüsselanhänger-Fernsteuerungseinheit, die ein Signal an die sich im Fahrzeug befindende Aufbausteuerung sendet.
  • Als Antwort auf das durch den Schlüsselanhänger erzeugte Signal sendet die Aufbausteuerung ein elektronisches Steuersignal an eine elektronische Hebetürsteuereinheit 80, die in dem Heck des Fahrzeugs in der Nähe des Montageträgers 14 montiert ist. Die elektronische Steuereinheit 80 bestätigt durch die Detektion der Position eines Sperrklinkenschalters und eines Sperrhakenschalters in dem Verriegelungsaufbau und eines Schalters 82 in dem Kraftantriebsmechanismus 10, dass der Verriegelungsaufbau verriegelt und die Hebetür geschlossen ist, und betätigt dann einen Motor und einen Kupplungsaufbau (nicht gezeigt) verbunden mit dem Verriegelungsaufbau auf der Hebetür, um ein kraftbetriebenes Entriegeln desselben zu bewirken, um den Verriegelungsaufbau von dem Schlagriegel zu lösen. Die elektronische Steuereinheit 80 steht in elektrischer Verbindung mit dem Schalter 82 durch übliche Drähte 83. Bewegung einer Sperrklinke und eines Sperrhakens während der Entriegelung schaltet die Sperrklinken- und Sperrhakenschalter in dem Verriegelungsaufbau während dem Entriegeln um, was der elektronischen Steuereinheit 80 anzeigt, dass der Verriegelungsaufbau entriegelt ist.
  • Als Antwort auf die Schaltersignale von dem Verriegelungsaufbau erregt die elektronische Steuereinheit 80 den Antriebsmotor 34, um ihn zu einem langsamen Drehen in Öffnungsrichtung bei etwa 10% seiner Aussteuerung zu veranlassen und dann, nach einer vorbestimmten Zeitdauer danach (typischerweise etwa 30 Millisekunden) erregt er den Stellantriebmotor in dem Stellantrieb 74, um ihn zu einer Drehung in eine Zahnradeingriffsrichtung zu veranlassen. Der Stellantrieb steht in elektrischer Verbindung mit der elektronischen Steuereinheit 80 durch übliche Drähte 91. Der Stellantrieb 74 wird für eine vorbestimmte Zeitdauer (typische Weise etwa 350 Millisekunden) erregt, was das Stellglied 46 veranlasst, in eine Zahnradeingriffsrichtung (im Uhrzeigersinn in 4 bis 7) zu drehen.
  • Während das Stellglied 46 dreht, bewegen sich der Trägeraufbau 36, Halteglied 60 und Verbindungsglied 62, um das Stellantriebszahnrad 24 in Eingriff mit dem Motorzahnrad 22 zu bringen und sie in einem kämmenden Eingriff zu verriegeln, wie in 5 gezeigt wird. Noch spezieller wirkt, während sich der Stellantriebsaufbau 46 dreht (im Uhrzeigersinn aus der Sicht der Ansicht in 4), die Rolle 54 wirkt gegen den ersten Wandteil 56 des inneren Trägerelements 38 als Nocke, um den Trägeraufbau 36 um die zentrale Welle 44 zu drehen (im Gegenuhrzeigersinn in 4) und bewegt das Stellantriebszahnrad 24 in einen kämmenden Eingriff mit dem langsam drehenden Motorzahnrad 22. Die Drehbewegung des Stellglieds 46, die gleichzeitig durch die Verbindungsstruktur 62 und den Trägeraufbau 36 wirkt (d.h. gleichzeitig mit der Bewegung des Trägeraufbaus 36), veranlasst das Halteglied 60 zur Drehung um Stift 65 und bewegt sich so in Beziehung auf den Haltestift 72, bis der Haltestift 72 im Wesentlichen innerhalb der Haltekerbe 70 angeordnet ist, welche den Trägeraufbau 36 in dieser Lage verriegelt. Das Stellantriebzahnrad 24 ist hierbei in kämmenden Eingriff mit dem Motorzahnrad 22 verriegelt, bis sich das Stellglied 46 in die umgekehrte Richtung dreht. Diese Anordnung des Kraftantriebsmechanismus 10 ist in 5 gezeigt.
  • Wenn das Stellantriebszahnrad 24 mit dem Motorzahnrad 22 in Eingriff steht, treibt der Antriebsmotor 34 die Zahnräder 22, 24, 26, 28, 30 in eine Öffnungsrichtung, um den Kurbelarm 12 zu einer Bewegung in seine Öffnungsrichtung zu veranlassen. Es ist vorteilhaft, dass, wenn die Hebetür sich in die Öffnungsrichtung bewegt, das Halteglied 60 nicht benötigt wird, um das Stellantriebszahnrad 24 und das Motorzahnrad 22 in kämmendem Eingriff zu halten. Während die Hebetür öffnet, dreht sich der Kurbelarm 12 um eine durch die Tragstruktur 21 definierte Achse in einer Richtung im Uhrzeigersinn (aus der Sichtweise der 4 bis 6). Die inneren und äußeren Antriebszahnräder 26, 28 drehen sich in einer Richtung im Uhrzeigersinn und das Stellantriebszahnrad 24 und Motorzahnrad 22 drehen sich gegen bzw. im Uhrzeigersinn. Die auf das Stellantriebszahnrad 24 und Motorzahnrad 22 ausgeübten Kräfte tendieren dazu, sie zusammen zu bewegen, wenn die Hebetür öffnet. Der Fachmann versteht, dass, weil das Motorzahnrad 22 starr an eine Welle 32 montiert ist, die sich durch eine Öffnung (nicht gezeigt) in dem Montageträger 14 erstreckt und innerhalb dieser drehbar angeordnet ist, aber an einer Bewegung in Bezug auf den Montageträger 14 in eine im Wesentlichen senkrechten zu ihrer Rotationsachse liegenden Richtung gehindert ist (das heisst, es ist beschränkt auf eine Drehbewegung in Bezug auf den Montageträger durch die Seiten der Öffnung), und weil das Stellantriebszahnrad 24 drehbar auf der Niete 42 montiert ist, die frei in ihrer Bewegung in Bezug auf den Montageträger 14 ist (weil der Trägeraufbau 36, auf dem die Niete 42 montiert ist, drehbar um die zentrale Welle 44 angebracht ist), die Drehbewegung des Motorzahnrads 22 im Uhrzeigersinn dazu tendiert, den Trägeraufbau 36 in eine Richtung gegen den Uhrzeigersinn in Bezug auf den Montageträger 14 zu drehen und dadurch das Stellantriebszahnrad 24 in Eingriff mit dem Motorzahnrad 22 zu bewegen.
  • Während der Kurbelarm 12 sich in die Öffnungsrichtung bewegt, bewegt der Verbindungsarm 18, der zwischen dem Kurbelarm 12 und der linken Kante der Hebetür drehbar montiert ist, die Hebetür aufwärts entgegen ihre geöffnete Position, während sich die Gas-Druckstreben (nicht gezeigt) ausdehnen. Die Struktur und der Betrieb der Gas-Druckstreben ist üblich und gut bekannt. Jede Gas-Druckstrebe schließt eine längliche Struktur ein, die durch eine Feder vorgespannt ist, um sich teleskopisch aus einer zweiten länglichen Struktur zu bewegen, um eine durch eine Feder vorgespannte Schubkraft zu liefern, während die erste längliche Struktur sich nach außen bewegt. Die Geschwindigkeit der Außwärtsbewegung wird in einer gut bekannten Weise beschränkt, typischerweise durch einen eingeschränkten Gasfluss innerhalb der Strebe. Es ist gut bekannt, dass vor Beginn der Feder-vorgespannten Bewegung der Gas-Durckstrebe die erste Struktur jedoch aus dem zweiten Element um eine vorbestimmte Strecke herausbewegt werden muss. Der Verbindungsarm 18 und Kurbelarm 12 schieben die Hebetür aufwärts während dem Krafttüröffnungsbetrieb fast über den gesamten Bereich der Bewegung der Hebetür nach oben. Da nur ein Kraftantriebsme chanismus 10 mit der Hebetür verbunden ist, wird eine große Torsionskraft auf den Montageträger 14 während dem Hebetüröffnen und Schließen ausgeübt.
  • Während sich der Kurbelarm 12 in die Öffnungsrichtung bewegt, erhöht die elektronische Steuereinheit 80 die Leistung des Antriebsmotors 34 nach einer vorbestimmten Zahl von Umdrehungen der Motorwelle des Antriebsmotors 34 auf eine Vollauslastungsleistung und der Verbindungsarm 18 bewegt die Hebetür in Richtung ihrer offenen Position. Während die Hebetür öffnet, überwacht die elektronische Steuereinheit 80 die Hall-Effekt-Zählungen (in einer üblichen Weise), die durch die Bewegung der Hebetür erzeugt werden (oder, alternativ kann die elektronische Steuereinheit 80 konfiguriert werden, um den Strom des Antriebsmotors 34 zu überwachen), um Hindernisse in der Bahn der Hebetür zu detektieren. Es wird angenommen, dass auf keine Hindernisse gestoßen wird, während die Hebetür öffnet (oder schließt). Während der Antriebsmotor 34 sich in der Öffnungsrichtung dreht, zählt die elektronische Steuereinheit 80 die Umdrehungen der Welle des Antriebsmotors 34 und wenn eine vorbestimmte Zahl erreicht ist, entregt die elektronische Steuereinheit 80 den Antriebsmotor 34, und den Gas-Druckstreben (die fast vollständig ausgestreckt sind, wenn der Antriebsmotor 34 entregt wird) wird es gewährt, die Hebetür in ihre vollkommen offene Position zu bewegen.
  • Ein Vergleich zwischen 5 und 6 zeigt, dass wenn sich der Kurbelarm 12 sich in einer Richtung im Uhrzeigersinn (aus der Sicht der 4 bis 7) von seiner vollkommen geschlossenen Position (gezeigt in 5) zu seiner vollständig geöffneten Position (gezeigt in 6) bewegt, der Schalter 82 umgeschaltet wird. Noch spezieller bewegt sich, während der Kurbelarm 12 durch die Gas-Druckstreben zu seiner vollkommen geöffneten Position bewegt wird, ein Schalterarm 84, der starr auf dem Kurbelarm 12 durch Nieten 85 montiert ist, in einen Kontakt mit einer Schalterstruktur 86 des in einer festen Beziehung an den Montageträger 14 montierten Schalters 82, und eine weitere Bewegung des Schalterarms 84 (und Kurbelarms 12) danach drückt die Schalterstruktur 86 herab, um den Schalter 82 umzuschalten, um der elektronischen Steuereinheit 80 anzuzeigen, dass die Hebetür in der vollkommen offenen Position ist. Die elektronische Steuereinheit 80 erregt als Antwort den Stellantriebsmotor, um denselben in eine Nicht-Eingriffsrichtung für eine vorbestimmte Zeitdauer zu treiben, um das Stellantriebszahnrad 24 mit dem Motorzahnrad 22 außer Eingriff zu bringen und um das Halteglied 60 in Bezug auf den Haltestift 72 zu bewegen, sodass der Haltestift 72 in der oberen Entriegelungsposition angeordnet ist, um dem Stellantriebszahnrad 24 zu erlauben, sich drehbar von dem Motorzahnrad 22 zu der Position gezeigt in 7 weg zu bewegen. Das Stellantriebszahnrad 24 ist von dem Motorzahnrad 22 außer Eingriff gebracht, wenn die Hebetür offen ist und erlaubt dem Fahrzeugbenutzer das manuelle Schließen der Fahrzeughebetür ohne Rückantrieb des Motors. Die Hebetür wird in ihrer vollkommen offenen Position durch die Gas-Druckstreben gehalten.
  • Der Vorgang des Systems zum Schließen der Hebetür ist im Wesentlichen das umgekehrte zu dem Öffnungsvorgang. Wenn das Kraftschließen mit dem Schlüsselanhänger ausgelöst wird, erregt die elektronische Steuereinheit 80 zuerst den Antriebsmotor 34 zu einer Drehung in Schließrichtung und erregt dann den Stellantriebsmotor in dem Stellglied 46 in einer ähnlich zu der oben beschriebenen Weise zu einer Drehung in Eingriffsrichtung. Der Stellantriebsmotor wird für eine vorbestimmte Zeitdauer erregt, um das Stellantriebszahnrad 24 und das Motorzahnrad 22 in Eingriff zu bringen und um das Halteglied 60 gleichzeitig zu seiner Halteposition zu bewegen, in der der Haltestift 72 in der Haltekerbe 70 angeordnet ist. Während sich die Hebetür in ihre Schließrichtung bewegt, bewegen sich das Stellantriebszahnrad 24 und Motorzahnrad 22 in jeweils Richtungen mit dem und gegen den Uhrzeigersinn, und dies hat die Tendenz, sie voneinander weg zu bewegen.
  • Der Antriebsmotor 34 bewegt die Fahrzeughebetür in die Schließrichtung, bis der Verriegelungsaufbau auf der Fahrzeughebetür auf den Fahrzeugschlagriegel trifft, der das Klinkenrad von einer offenen Position zu einer sekundären verriegelten Position bewegt. Bewegung des Klinkenrads in die sekundäre verriegelte Position schaltet den Schalter 82 innerhalb des Verriegelungsaufbaus um, wodurch bewirkt wird, dass ein elektrisches Signal an die elektronische Steuereinheit 80 gesendet wird. Als Antwort auf dieses Schaltsignal entregt die elektronische Steuereinheit 80 den Antriebsmotor 34 und erregt den Stellantriebsmotor für eine Drehbewegung in seiner Nicht-Eingriffsrichtung für eine vorbestimmte Zeitdauer, das Stellantriebszahnrad 24 aus dem Eingriff mit dem Motorzahnrad 22 zu bewegen.
  • Ebenfalls als Antwort auf das Umschalten des Schalters 80 erregt die elektronische Steuereinheit 80 den üblichen Verriegelungsmotor und den Kupplungsaufbau, der wirksam mit dem Verriegelungsaufbau verbunden ist, das Klinkenrad zu seiner primären verriegelten Position zu drehen und dabei die Fahr zeughebetür in ihre vollkommen geschlossene und verriegelte Position zu bewegen.
  • Es ist vorteilhaft, dass sich das Stellantriebszahnrad 24 normalerweise außer Eingriff mit dem Motorzahnrad 22 befindet, sodass die Fahrzeughebetür manuell ohne Rückantrieb des Antriebsmotors 34 geöffnet und geschlossen werden kann. Dies reduziert einen Verschleiß des Antriebsmotors 34 und erhöht dabei seine Lebensdauer und senkt den Betrag an manueller Kraft, die der Benutzer an die Hebetür anwenden muss, um dieselbe zu öffnen und zu schließen.
  • Es soll verstanden werden, dass das vorgehend spezielle Ausführungsbeispiel vorgesehen ist, um die strukturellen und funktionalen Prinzipien der vorliegenden Erfindung zu veranschaulichen und nicht darauf abzielt, einschränkend zu sein. Im Gegenteil zielt die vorliegende Erfindung darauf ab, alle Modifikationen, Ersetzungen und Änderungen im Umfang der beigefügten Ansprüche zu umfassen.

Claims (15)

  1. Kraftantriebsmechanismus für kraftunterstütztes Öffnen und Schließen einer Hebetür, die drehbar an einem Kraftfahrzeug montiert ist, der Kraftantriebsmechanismus umfasst: – einen mit der Hebetür drehbar verbindbarem Verbindungsarm, – einen Kurbelarm, der drehbar an dem Fahrzeug montierbar und mit dem Verbindungsarm drehbar verbunden ist, – einen drehbar montierten Getriebezug, – einen durch den Getriebezug mit dem Kurbelarm wirksam verbundenen Antriebsmotor, der Getriebezug ist zwischen einer Eingriffsposition und einer Nicht-Eingriffsposition bewegbar, die Eingriffsposition bewirkt einen Antriebseingriff zwischen dem Antriebsmotor und dem Kurbelarm, so dass der Antriebsmotor bei Erregung den Kurbelarm antriebsmäßig dreht, um in Antwort darauf das Öffnen und Schließen der Hebetür zu bewirken, und die Nicht-Eingriffsposition bringt den Antriebsmotor außer Eingriff mit dem Kurbelarm, um eine Bewegung des Kurbelarms ohne Rückantrieb des Antriebsmotors zu gestatten, – einen Stellantrieb, der mit dem Getriebezug wirksam verbunden und betätigbar ist, um die Bewegung des Getriebezugs zu bewirken, und – eine Haltegliedanordnung, die zwischen dem Getriebezug und dem Stellantrieb wirksam angeordnet ist, um den Antriebseingriff aufrecht zu erhalten, sobald der Stellantrieb den Getriebezug in die Eingriffsposition bewegt.
  2. Kraftantriebsmechanismus nach Anspruch 1, wobei die Haltegliedanordnung ein Halteglied und ein Verbindungsglied umfasst, das Halteglied ist mit dem Trägeraufbau und dem Verbindungsglied drehbar verbunden, der Stellantrieb umfasst ein drehbar montiertes Stellglied, das mit dem Trägeraufbau und dem Halteglied drehbar verbunden ist.
  3. Kraftantriebsmechanismus nach Anspruch 2, wobei der Kraftantriebsmechanismus ferner einen fest montierten Stift umfasst und das Halteglied einen Schlitz mit einer Haltekerbe einschliesst, das Halteglied nimmt den Stift in dem Schlitz für eine gleitende Führungsbewegung des Haltegliedes auf, so dass, wenn die Haltegliedanordnung eingreift, der Stift in der Haltekerbe ist, die Haltegliedanordnung ist vorgespannt, um die Eingriffsposition des Getriebezugs aufrecht zu erhalten.
  4. Kraftantriebsmechanismus nach Anspruch 1 oder 3, wobei der Kraftantriebsmechanismus ferner einen Schalter einschliesst, der mit dem Stellantrieb in elektrischer Verbindung steht und wirkungsmäßig dem Kurbelarm zugeordnet ist, sodass eine Bewegung des Kurbelarms in eine offene Position den Schalter einschaltet, um in Antwort darauf den Stellantrieb zu veranlassen, den Getriebezug in seine Nicht-Eingriffsposition zu bewegen.
  5. Kraftantriebsmechanismus nach Anspruch 4, wobei der Getriebezug einen eine Vielzahl von Zahnrädern in Antriebseingriff mit zumindest einem anderen der Vielzahl von Zahnrädern drehbar tragenden Trägeraufbau und eine Feder umfasst, die den Getriebezug in die Nicht-Eingriffsposition vorspannt.
  6. Kraftantriebsmechanismus nach Anspruch 5, wobei der Kurbelarm ein Sektorzahnrad mit einer Reihe von Zähnen an einer inneren umfangsmäßigen Oberfläche davon aufweist, die Reihe von Zähnen ist in kämmenden Eingriff mit zumindest einem der Vielzahl von Zahnrädern.
  7. Kraftantriebsmechanismus nach Anspruch 6, wobei der Kraftantriebsmechanismus ferner einen Montageträger umfasst, auf dem der Kurbelarm, der Antriebsmotor, der Stift und der Stellantrieb montiert sind, der Montageträger ist konfiguriert um an dem Fahrzeug angebracht zu werden.
  8. Kraftantriebsmechanismus nach Anspruch 7, wobei der Montageträger unter Benutzung eines Metalls ausgewählt aus einer Gruppe umfassend Aluminium und Zink druckgegossen ist.
  9. Kraftantriebsmechanismus zum Bereitstellen einer Kraftunterstützung zum Öffnen und Schließen einer an einem Fahrzeug drehbar montierten Hebetür, das Kraftfahrzeug umfasst eine Aufbausteuerung zum Steuern des Betriebs des Kraftantriebsmechanismus, die Hebetür umfasst einen kraftbetriebenen Verriegelungsaufbau fähig mit einem Schlagriegel am Fahrzeug in einen primären und einen sekundären Verriegelungseingriff zu treten, um die Hebetür lösbar zu verriegeln, und zu einer kraftbetätigten Entriegelungsbewegung des Verriegelungsaufbaus, der Kraftantriebsmechanismus umfasst: – einen an einer "D"-Träger des Fahrzeugs montierbaren Montageträger, – einen mit der Hebetür drehbar verbundenen Verbindungsarm, – einen Kurbelarm, der drehbar an den Montageträger montierbar und mit dem Verbindungsarm drehbar verbunden ist, – einem drehbar an den Montageträger montierten Getriebezug, – einem Antriebsmotor, der an dem Montageträger montiert ist, der Antriebsmotor ist durch den Getriebezug mit dem Kurbelarm wirksam verbunden, der Getriebezug ist zwischen einer Eingriffposition und einer Nicht-Eingriffsposition bewegbar, die Eingriffsposition bewirkt einen Antriebseingriff zwischen dem Antriebsmotor und dem Kurbelarm, sodass der Antriebsmotor bei Erregung den Kurbelarm antriebsmäßig dreht, um in Antwort darauf das Öffnen und Schließen der Hebetür zu bewirken, und die Nicht-Eingriffsposition bringt den Antriebsmotor außer Eingriff mit dem Kurbelarm, um eine Bewegung des Kurbelarms ohne Rückantrieb des Motors zu gestatten, – einen Stellantrieb, der mit dem Getriebezug wirksam verbunden und betätigbar ist, um die Bewegung des Getriebezugs zu bewirken, – eine Haltegliedanordnung, die zwischen dem Getriebezug und dem Stellantrieb wirksam angeordnet ist, um den Antriebseingriff aufrecht zu erhalten, sobald der Stellantrieb den Getriebezug in die Eingriffsposition bewegt, – einen Schalter, der an dem Montageträger angebracht und in Antwort auf eine Bewegung des Kurbelarms schaltbar ist, um offene und geschlossene Zustände der Hebetür anzuzeigen, und – eine elektronische Steuereinheit in elektrischer Verbindung mit der Aufbausteuerung, dem Verriegelungsaufbau, dem Antriebsmotor, dem Schalter und dem Stellantrieb.
  10. Kraftantriebsmechanismus nach Anspruch 9, wobei die Haltegliedanordnung ein Halteglied und ein Verbindungsglied umfasst, das Halteglied ist mit dem Trägeraufbau und dem Verbindungsglied drehbar verbunden, der Stellantrieb umfasst ein drehbar montiertes Stellglied, das mit dem Trägeraufbau und dem Halteglied drehbar verbunden ist.
  11. Kraftantriebsmechanismus nach Anspruch 10, wobei der Kraftantriebsmechanismus ferner einen fest montierten Stift umfasst und das Halteglied einen Schlitz mit einer Haltekerbe einschliesst, das Halteglied nimmt den Stift in dem Schlitz für eine gleitende Führungsbewegung des Haltegliedes auf, so dass, wenn die Haltegliedanordnung eingreift, der Stift in der Haltekerbe ist, die Haltegliedanordnung ist vorgespannt, um die Eingriffsposition des Getriebezugs aufrecht zu erhalten.
  12. Kraftantriebsmechanismus nach Anspruch 9, wobei das Fahrzeug ferner einen Gas-Druckstrebenaufbau umfasst, der die Hebetür mit dem Fahrzeug ver bindet, und wobei die elektronische Steuereinheit den Antriebsmotor entregt, nachdem die Hebetür genügend geöffnet hat, um dem Gas-Druckstrebenaufbau zu gestatten, das Öffnen der Hebetür fortzusetzen.
  13. Kraftantriebsmechanismus nach Anspruch 9, wobei der Getriebezug einen eine Vielzahl von Zahnrädern in Antriebseingriff mit zumindest einem anderen der Vielzahl von Zahnrädern drehbar tragenden Trägeraufbau und eine Feder umfasst, die den Getriebezug in die Nicht-Eingriffsposition vorspannt.
  14. Kraftantriebsmechanismus nach Anspruch 9, wobei der Kurbelarm ein Sektorzahnrad mit einer Reihe von Zähnen an einer inneren umfangsmäßigen Oberfläche davon aufweist, die Reihe von Zähnen ist in kämmenden Eingriff mit zumindest einem der Vielzahl von Zahnrädern.
  15. Kraftantriebsmechanismus nach Anspruch 9, wobei der Montageträger unter Benutzung eines Metalls ausgewählt aus einer Gruppe umfassend Aluminium und Zink druckgegossen ist.
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