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Gebiet der
Erfindung
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Die
Erfindung betrifft ein System zum Bewegen eines Komponententeils
eines Kraftfahrzeugs. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Stellglied,
das verwendet wird, um wahlweise einen Zugang zu dem Innenraum eines
Kraftfahrzeugs zu schaffen.
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Beschreibung
des Standes der Technik
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Da
Nützlichkeit
bei Fahrzeugen ein Hauptentscheidungsmerkmal geworden sind, fordern
Verbraucher hauptsächlich
bei Personenkraftwagen gewisse Sonderausstattungen, sowohl/entweder
aufgrund der ihnen innewohnenden Gestaltung als auch/oder Größe. Eines
der von Verbrauchern gewünschten
Merkmale ist die automatisierte Bewegung von solchen Elementen wie
Schiebe- und Hebetüren.
Während
Ausstattungen erhältlich
sind, die eine automatisierte Bewegung vorsehen, weisen die Entwürfe für Mechanismen,
die für
die Unterbringung von manuellen Eingriffen verwendet werden, Mängel in
Leistungsfähigkeit
und Funktionalität
auf.
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Die
US 5,144,769 offenbart ein
automatisiertes Türbetriebssystem.
Dieses System benötigt
einen großen
Teil an Steuerung, sowohl durch eine elektronische Steuerung als
auch durch den Bediener des Kraftfahrzeugs. Um die Kräfte aufgrund
des manuellen Betriebs zu überwinden,
ist der manuell betätigte
Wippschalter, der durch den Bediener benutzt wird, um die Tür elektromechanisch
zu betätigen,
in einem offenen Zustand, wobei der Stromfluß durch den Motor verhindert
wird. Während
dieses System Strom nicht erzeugen kann, muss der Eisenkern des
Motorankers sich in Bezug darauf bewegen und dies erzeugt eine Trägheitskraft
und einen magnetischen Verlust, die überwunden werden müssen. Ferner
wird die Überwindung
der Reibungskräfte,
die durch den Riemen und das bei der Verwendung des Motors mit einbezogene Übertragungssystem
erzeugt werden, nicht in Betracht gezogen.
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Die
US-A-6038818 offenbart einen Automatisierungsaufbau für ein Türsystem
eines Kraftfahrzeugs, wie er in dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dargelegt
wird.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Ein
Automatisierungsaufbau ist angepasst, um mit einem Türsystem
eines Kraftfahrzeugs verbunden zu werden. Der Automatisierungsaufbau
umfasst einen Rahmen, der fest an einer Kraftfahrzeugtür befestigt
ist. Ein Motor ist fest an dem Rahmen befestigt und angepasst, um
Strom aufzunehmen. Der Motor wandelt den Strom in eine drehende
Ausgangskraft um. Der Motor umfasst einen nicht eisenhaltigen Kern.
Ein Satz Rollen ist fest an dem Rahmen an vorbestimmten Positionen befestigt.
Ein nicht kontinuierlicher Riemen erstreckt sich um den Satz Rollen
und den Motor herum. Der Riemen weist entgegengesetzte Enden auf,
die fest an dem Kraftfahrzeug befestigt sind, sodass der Motor den
Rahmen und den Türaufbau
entlang des Riemens zwischen einer offenen und einer geschlossenen
Position bewegt.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Vorteile
der Erfindung werden bereitwillig anerkannt, wenn diese im Hinblick
auf die folgende detaillierte Beschreibung besser verstanden und
in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen betrachtet wird,
wobei:
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1 eine
Seitenansicht eines Kraftfahrzeugs mit einer Schiebeseitentür in ihrer
offenen Stellung ist;
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2 eine
Draufsicht eines ersten Ausführungsbeispiels
eines Automatisierungsaufbaus für die
Tür gemäß 1 ist;
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3 eine
Draufsicht eines zweiten Ausführungsbeispiels
eines Automatisierungsaufbaus für die
Tür gemäß 1 ist;
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4 eine
Draufsicht, teilweise weggeschnitten, eines Ausführungsbeispiels der Erfindung ist;
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5 eine
Querschnittsseitenansicht des Rahmens und Motors ist, die durch
das Ausführungsbeispiel
der Erfindung verwendet werden;
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6 eine
Querschnittsseitenansicht eines Abschnitts des Rahmens in einer
Schiene ist, die durch das Ausführungsbeispiel
der Erfindung verwendet werden;
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7 eine
Draufsicht eines weiteren Ausführungsbeispiels
eines Automatisierungsaufbaus für eine
Tür gemäß 1 ist;
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8 eine
perspektivische Explosionsansicht des Ausführungsbeispiels gemäß 7 ist;
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9 eine
perspektivische Explosionsansicht des in den obigen Ausführungsbeispielen
eingebauten Motors ist; und
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10 eine
Querschnittsseitenansicht eines Abschnitts des in dem Ausführungsbeispiel
von 7 eingebauten Rahmens ist.
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Ausführliche
Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels
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Bezugnehmend
auf die Figuren, in denen mit gleichem Strichindex versehene Bezugszeichen ähnliche
Elemente in den verschiedenen Ausführungsbeispielen zeigen, ist
der Aufbau 10 im Wesentlichen ein Schließaufbau
für ein
Kraftfahrzeug 12. Obwohl der Aufbau 10 als in
einer Schiebetür 14 eines
Mini-Van-artigen Kraftfahrzeugs 12 eingebaut und/oder in
Verbindung mit dieser arbeitend gezeigt wird, soll der Fachmann
darauf Wert legen, dass der Aufbau 10 nicht nur auf diese
sogeartete Schließvorrichtung und
dieses Kraftfahrzeug beschränkt
ist.
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Die
in den 2 und 3 gezeigten Ausführungsbeispiele
bilden nicht einen Teil der Erfindung, sondern verkörpern Hintergrundtechnik,
die für das
Verständnis
der Erfindung nützlich
ist.
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Im
Hinblick auf die 2 und 3 ist ein kernloser
Motor im Allgemeinen mit 18 versehen. Der kernlose Motor 18 wird
in einem Aufbau zur automatischen Bewegung der Schiebetür 14 mit
Bezug auf einen bestimmten Bezugsrahmen verwendet, d. h. der Türöffnung 20.
Der kernlose Motor 18 umfasst ein Gehäuse 22, in dem eine
eisenlose Scheibe 24 beherbergt ist. Motorbürsten (nicht
gezeigt) werden mit einem elektrischen Strom über elektrische Leitungen (nicht
gezeigt) verbunden. Die Scheibe 24 ist an einer Motorausgangswelle 26 befestigt.
Ein Ritzel 28 ist an der Motorausgangswelle 26 montiert
und dreht sich damit.
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Das
Ritzel 28 dreht das Antriebsritzel 30. Das Verhältnis des
Ritzels 28 in Bezug auf das Antriebsritzel 30 ist
zwischen 1:6 und 1:8. Dies erlaubt der Scheibe, einen kleineren
Durchmesser aufzuweisen, als es andererseits möglich wäre, wenn das Antriebsritzel 30 im
Durchmesser näher
bei dem Ritzel 24 läge.
In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist
die Scheibe 24 einen Durchmesser von ungefähr 10 mm
auf. Eine Rolle 32 ist an dem Antriebsritzel 30 befestigt,
sodass es keine Verlustbewegung dazwischen gibt. Die Rolle 32 treibt
einen Riemen 34 an, der anschließend erläutert wird.
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Der
kernlose Motor 18 ist ein Gleichstrom-(DC)-Elektromotor,
der seine Ankerspulenwindungswicklungen (nicht gezeigt) innerhalb
der magnetischen Luftlücke
ohne Verwendung eines eisenhaltigen Materials für eine Flussverknüpfung aufweist.
Die Abwesenheit eines eisenhaltigen Kerns zur Flussverknüpfung benötigt einen
größeren Scheibendurchmesser
als andererseits nötig
wäre. Der kernlose
Motor 18 erzeugt jedoch weniger Strom, wenn er manuell
in eine Richtung gedreht wird, die entgegengesetzt zu der Richtung
ist, die der durch die Bürsten
fließende
Strom vorgeben würde.
In ähnlicher
Weise wird weniger Strom in dem kernlosen Motor 18 erzeugt,
wenn der kernlose Motor nicht betätigt wird. Daher wird eine
kleinere Kraft benötigt,
um die Schiebetür 14 manuell
ohne die Hilfe der automatischen Öffnungsausstattung zu bewegen.
Für einen bürstenbehafteten
Motor ist der Anker der Rotor und das Feld der Stator. Für einen
bürstenlosen
Motor dreht sich das Feld und der Anker ist der Stator.
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Eine
elektronische Steuerung 36 steuert den kernlosen Motor 18.
Dies bewirkt sie durch das Empfangen von Eingaben von einem Motorimpulsgebersensor 38,
der die Position des Riemens 34 und der Schiebetür 14 in
Bezug auf das Kraftfahrzeug 12 bestimmt.
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Spannvorrichtungen 40 werden
verwendet, um den Schlupf aufzunehmen, wenn die Schiebetür manuell
bewegt wird. In dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel sind
die Spannvorrichtungen 40 Rollen mit federbestückten Kolben 42.
In dem in 3 gezeigten Ausführungsbeispiel
erstreckt sich eine Feder 42' zwischen
zwei Rollen 44'.
Ein potentiometrischer Sensor 46' wird verwendet, um das in der
Feder 42' gespeicherte
Potenzial festzustellen. Wenn die Feder 42' unausgeglichen ist, betätigt die elektronische
Steuerung 36' den
kernlosen Motor 18',
um die Feder 42' wieder
ins Gleichgewicht zurückzubringen.
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Die
Anwesenheit einer Rückstellkraft
kann in der Kopplungsübertragung
abgetastet werden, d. h. dem Ritzel 28', dem Antriebsritzel 30' und der Rolle 32'. Einmal abgetastet,
wirkt die Information in einer Weise ähnlich einer Rückkopplungsschleife,
wobei die Information zurück
zu der elektronischen Steuerung 36' übertragen wird und ihr dabei
erlaubt, den kernlosen Motor 18' dann zu betätigen. Auf diese Weise wird
der kernlose Motor 18' betätigt, um
mit der Bewegung der Schiebetür 14' mitzuhalten,
wobei er die erforderliche manuelle Überwindung des Bedieners von
Verlusten aufgrund des kernlosen Motors 18' und der Kopplungsübertragung
beseitigt. Das Abtasten solch einer Bewegung kann durch Verwendung
des in 3 gezeigten Riemenpfades erreicht werden. Dieses
Ausführungsbeispiel
des Riemenpfades umfasst eine Zentralfeder 41 und den potentiometrischen
Sensor 46'.
Wenn der Riemen 34' in eine
oder eine andere Richtung gezwungen wird, ist die Zentralfeder 41 nicht
im Gleichgewicht. Dieses Ungleichgewicht wird durch den potentiometrischen Sensor 46' abgetastet
und dann zu der elektronischen Steuerung 36' übertragen, welche wiederum den
kernlosen Motor 18' betätigt, um
ein Zurückkehren
der Zentralfeder 41 ins Gleichgewicht zu erstreben. Wenn
die Zentralfeder 41 einmal in einen Ruhezustand oder ins
Gleichgewicht zurückgekehrt
ist, typischer Weise dadurch, dass der Bediener die Bewegung der
Schiebetür 14' beendet, stoppt
die elektronische Steuerung 36' den kernlosen Motor 18'.
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Mit
Bezug auf die 4 bis 6 wird ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung 10'' gezeigt. Die Erfindung
ist ein Automatisierungsaufbau 10'',
der angepasst, die Schiebetür 14'' des Kraftfahrzeugs zu betätigen. Der
Automatisierungsaufbau 10'' umfasst einen
Rahmen 48. Der Rahmen 48 ist beweglich in Bezug
auf eine Schiene 50, die durch die Schiebetür 14'' benutzt wird, um sich zwischen
den offenen und geschlossenen Positionen zu bewegen. Der Rahmen 48 gleitet
entlang der Schiene 50 unter Verwendung von Rollen (nicht
gezeigt).
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Der
kernlose Motor 18'' ist fest an
dem Rahmen 48 befestigt. Der kernlose Motor 18'' bewegt dem Rahmen 48 durch
Drehen seiner Ausgangswelle 26'',
um eine Rolle (nicht gezeigt) zu bewegen. Die Rolle zwingt den Rahmen 48,
sich entlang des Riemens 34'' zu bewegen.
Der Riemen 34'' in diesem Ausführungsbeispiel
ist nicht kontinuierlich. Der Riemen 34'' erstreckt
sich entlang eines gekrümmten Pfades
zwischen einem ersten Ende 52 und einem zweiten Ende, das
mit dem Bezugszeichen 54 in 4 versehen
ist. In diesem Ausführungsbeispiel sind
drei Führungsrollen 56 gezeigt,
die den Riemen 34'' durch seinen
gekrümmten
Pfad leiten.
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Mit
Bezug auf 5 ist der kernlose Motor 18'' an dem Rahmen befestigt und treibt
das Ritzel 28'' an. Das Ritzel 28'' treibt dann einen dazwischen liegenden
Stirnradsatz 58 an. Der dazwischen liegende Stirnradsatz 58 treibt
ein Stirnrad 60 und ein Kegelrad 62 an.
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Mit
Bezug auf 6 ist die Schiebetür 14'' mit dem unteren Gelenk, d. h.
dem daran befestigten Rahmen 48 gezeigt. Eine gezahnte
Antriebsrolle 64 treibt die Schiebetür 14'' zwischen
ihren offenen und geschlossenen Positionen durch Drehen und sich selbst
entlang des Riemens 34'' Treiben an.
Das Kegelrad 62 dreht ein zweites Kegelrad 66,
welches wiederum eine Antriebswelle 68 dreht, die die gezahnte
Antriebsrolle 64 antreibt.
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Bezugnehmend
auf die 7 bis 10 ist ein
weiteres Ausführungsbeispiel
eines Aufbaus 10''' gezeigt, das nicht einen Teil
der Erfindung bildet, jedoch für
das Verständnis
der Erfindung nützliche Technik
verkörpert.
Der Riemen 34''' ist in diesem Ausführungsbeispiel
kontinuierlich, wie er es in den ersten zwei Ausführungsbeispielen
war. Der Riemen 34''' rollt entlang Rollen 70 und
Rollen 72. Eine Befestigungsklammer 74 befestigt
die Schiebetür 14''' an
einer einzigen Position mit Bezug auf den Riemen 34'''.
Daher folgt die Schiebetür 14''' dem
Riemen 34''', wenn der Riemen 34''' sich
zwischen seinen äußersten
Stellungen bewegt.
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Ein
Rahmen 48''' positioniert die Rollen 70 und
Rollen 72 und ist an dem kernlosen Motor 18''' befestigt.
Der Rahmen 48''' und der kernlose Motor 18''' sind
zusammen über
einen dazwischen liegenden Träger 76 und
ein Motorgehäuse 78 befestigt. Der
dazwischen liegende Träger 76 umfasst
eine längliche Öffnung 80,
die dem Riemen 34''' ermöglicht, sich um den kernlosen
Motor 18''' und um den Rahmen 48''' herum
zu bewegen.
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10 zeigt
den Riemen 34''' und wie er an dem Rahmen 48''' befestigt
ist. Eine Lastrolle 82 unterstützt bei der Bewegung der Schiebetür 14'''.
Der Riemen 34''' bewegt sich durch einen Kanal 84 in dem
Rahmen 48''', wenn der kernlose Motor 18''' den Riemen 34''' darum
herum bewegt. Die Positionierklammer 74''' umfasst eine
obere Klammer 86 und eine untere Klammer 88. Die
Positionierklammer 74''' klemmt an einem Abschnitt des
Riemens 34'''. Eine Führungsrolle 90 bewegt
sich durch die Schiene 50''', um bei der Führung der Schiebetür 14''' zu
helfen, wenn sie sich zwischen den offenen und geschlossenen Positionen
bewegt.
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In
allen hier offenbarten Ausführungsbeispielen
ist der Aufbau 10, 10', 10'', 10''' als
modular ausgelegt. Genauer ist der Automatisierungsaufbau 10, 10', 10'', 10''' so ausgelegt,
dass er in ein Kraftfahrzeug passt, das vom Entwurf her die Option
offenlässt,
ob die Schiebetür 14 entweder
automatisch betrieben oder die Schiebetür 14 strikt manuell
betrieben wird. Außer
bei dem Riemen in einigen der Ausführungsbeispiele ist der gesamte
Aufbau darauf ausgelegt, an dem Kraftfahrzeug als eine Gesamtheit befestigt
zu werden. Dies erlaubt eine einfache Montage des Aufbaus 10 an
das Kraftfahrzeug 12.
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Die
Erfindung wurde in einer anschaulichen Weise beschrieben. Es soll
jedoch verstanden werden, dass die verwendete Terminologie darauf
ausgerichtet ist, von ihrer Natur eher beschreibend als beschränkend zu
wirken. Viele Modifizierungen und Veränderungen der Erfindung sind
im Lichte der oben genannten Lehre möglich. Daher kann die Erfindung innerhalb
dem Umfang der beigefügten
Ansprüche anders
ausgeführt
werden als speziell beschrieben wurde.