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Die
Erfindung betrifft bewegungssteuernde Vorrichtungen. Eine Ausführungsform
der Erfindung, welche nachfolgend genauer anhand eines Beispiels beschrieben
wird, besteht in der Form einer bewegungssteuernden Vorrichtung
zur Steuerung des Öffnens
und/oder Schließens
einer Tür
eines Fahrzeugs.
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Eine
bekannte bewegungssteuernde Vorrichtung ist in der GB 22 81 370
A beschrieben, welche die Merkmale der Oberbegriffe der Ansprüche 1 und
14 offenbart.
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Gemäß der Erfindung
wird eine bewegungssteuernde Vorrichtung mit einem rohrförmigen Körper vorgeschlagen,
welcher ein in diesem zwischen ersten und zweiten Enden des rohrförmigen Körpers abdichtendes
gleitbares Kolbenmittel aufweist, wobei das Kolbenmittel das Innere
des Körpers
in erste und zweite mit Flüssigkeit
gefüllte
Kammern aufteilt und einen Kolbenstift trägt, welcher dichtend durch
das zweite Ende des rohrförmigen
Körpers
nach außen hervorragt,
wobei das Kolbenmittel ein druckansprechendes, zu Beginn wirksames
Steuerungsmittel beinhaltet, um als Reaktion auf eine externe auf
den Kolbenstift wirkende Kraft, welche verursacht, daß die Druckdifferenz
zwischen den beiden Kammern einen vorbestimmten Wert überschreitet,
eine anfängliche
Flüssigkeitsströmung zwischen
den beiden Kammern durch das Kolbenmittel und eine nachfolgende
Bewegung des Kolbenmittels innerhalb des rohrförmigen Körpers zu ermöglichen
und welches zweitens und der anfänglichen
Strömung
nachfolgend wirkt, um zu ermöglichen,
daß die
Strömung fortbesteht,
während
die Druckdifferenz einen niedrigeren Wert überschreitet, wobei das druckansprechende
Steuerungsmittel ein drehbar auf dem Kolbenmittel befestigtes erstes
Element und einen ersten Durchfluß, welcher die erste und die
zweite Kammer verbindet, durch das Kolbenmittel aufweist, wobei
das erste Element in einer geschlossenen Stellung vorgespannt ist,
in welcher ein erster Teil seiner Oberfläche den Durchfluß abdichtend
sperrt, wobei, wenn die Druckdifferenz den vorbestimmten Wert überschreitet,
der durch den Durchfluß auf
den Teilbereich der ersten Oberfläche wirkende Druck eine zum
Bewegen des ersten Elements aus dessen geschlossener Stellung heraus
ausreichende Kraft erzeugt, um die anfängliche Flüssigkeitsströmung zu ermöglichen,
wobei der durch den Durchfluß auf
das erste Element wirkende Druck nachfolgend auf einen größeren Teil
der Oberfläche
des Elementes wirkt, um eine zum Halten des ersten Elementes aus
der geschlossenen Stellung heraus ausreichende Kraft zu bewirken,
wenn die Druckdifferenz unter den vorbestimmten Wert abgefallen
ist.
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Gemäß der Erfindung
wird weiterhin eine flüssigkeitsgesteuerte
Feder zur Kontrolle der Schwenkbewegung einer Tür eines Kraftfahrzeugs vorgeschlagen,
welche einen hohlen Zylinder mit einem Hauptkolben aufweist, welcher
zwischen einem ersten geschlossenen Ende des Zylinders und einem zweiten
oder gegenüberliegenden
Ende, durch welches ein durch den Hauptkolben getragener Kolbenstab
dichtend hindurchragt, gleitend ist, wobei das erste Ende des Zylinders
und das gegenüberliegende
Ende des Kolbenstabes separate Befestigungsmittel tragen, von denen
eines zur Verbindung mit der Türe
und das andere zur Verbindung mit dem Kraftfahrzeugkörper vorgesehen
ist, wobei der Kolbenstab sich in den Zylinder hinein- und hinausbewegt, wenn
die Türe
geöffnet
oder geschlossen wird, eine erste Kammer zwischen dem Hauptkolben
und dem ersten Ende des Zylinders und eine zweite Kammer auf der
gegenüberliegenden
Seite des Kolbens ausgebildet ist, die erste und die zweite Kammer
mit einer hydraulischen Flüssigkeit
gefüllt
sind und in dem Hauptkolben ein druckansprechendes Steuerungsmittel
zur Steuerung des Flüssigkeitsflusses
zwischen den beiden Kammern und zur Steuerung der Schwenkbewegung
der Türe
befestigt ist, wobei das Steuerungsmittel einen Hohlraum in dem
Hauptkolben, einen Durchfluß in
dem Hauptkolben, welcher sich in eine der Kammern öffnet und
durch eine Eingangsöffnung
in einer Wand des Hohlraumes und dann durch den Hohlraum zu einem
Ausgang zur anderen Kammer hindurchragt, und ein schwenkbares Element
aufweist, welches innerhalb des Hohlraums eine Achse parallel zum
Kolbenstab in Richtung der und von der Wand weg schwenkbar beweglich
ist und in einer geschlossenen Stellung vorgespannt ist, in welcher
es den Eingang dichtend verschließt, um eine Fluidströmung zwischen
den beiden Kammern zu verhindern und auf diese Weise einer Bewegung des
Kolbenstabs und der Tür
widersteht, wobei die Anwendung einer Kraft auf die Türe ausreicht,
einen Druck in der ersten Kammer hervorzurufen, welcher den Druck
in der anderen Kammer um wenigstens einen vorbestimmten Wert überschreitet,
so daß eine ausreichende
Kraft auf das Element durch den Einlaß wirkt, um das Element aus
seiner geschlossenen Stellung zu bewegen, eine Fluidströmung in
den Hohlraum und von dort in die andere Kammer und folglich eine
Bewegung des Hauptkolbens und eine Schwenkbewegung der Türe zu ermöglichen,
wobei der Druck der Flüssigkeit,
welche durch den Einlaß auf
einen größeren Teil
der Oberfläche
des Bauteils wirkt, ausreichend ist, um das Element aus seiner geschlossenen
Stellung heraus zu halten, wenn der Druck in der ersten Kammer den
Druck in der anderen Kammer um einen geringeren Wert überschreitet.
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Bewegungssteuernde
Vorrichtungen, welche die Erfindung verkörpern und in der Form von Flüssigkeitsfedern
der Steuerung der Öffnungs-
und Schließbewegung
von Fahrzeugtüren
dienen, werden nun mittels eines Beispiels mit Bezug auf die beigefügten schematischen
Zeichnungen beschrieben werden, in welchen:
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1 einen Längsschnitt
durch eine der Federn zeigt,
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2 einen Längsschnitt
durch einen Kolben der Feder aus 1 zeigt,
welcher entlang der Linie II-II aus 3 entnommen
wurde,
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3 einen Querschnitt entlang
der Linie III-III aus 2 zeigt,
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4 einen Schnitt entlang
der Linie IV-IV aus 2 zeigt,
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5 einen Längsschnitt
durch einen Teil des Kolbens aus den 2 bis 4 zeigt, welcher entlang
der Linie V-V aus 4 entnommen
wurde,
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6 3 entspricht und den Kolben in der geschlossenen
Position darstellt,
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7 3 entspricht und den Kolben in einer
Arbeitsstellung darstellt,
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8 3 entspricht und den Kolben in einer
maximalen Öffnungsstellung
zeigt,
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9, 10 und 11 den 6, 7 und 8 entsprechen
und eine Ansicht des Kolbens in Richtung des Pfeils A aus 2 zeigen,
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12 einen Längsschnitt
durch einen Teil einer abgeänderten
Form des Kolbens zeigt,
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13 den Kolben in einem Querschnitt
entlang der Linie XIII-XIII aus 12 in
einer geschlossenen Position zeigt,
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14 13 entspricht, jedoch den Kolben in einer
Arbeitsstellung zeigt, und
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15 einen Querschnitt ähnlich den 13 und 14 einer wiederum veränderten Form des Kolbens zeigt.
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Die
zu beschreibende Feder weist einen zylindrischen Körper 20 mit
einem geschlossenen Ende 22 auf, welches ein Befestigungsmittel 24 trägt. Das gegenüberliegende
Ende 25 des Körpers 20 weist eine Öffnung 26 auf,
in welcher eine Führung 28 plaziert
ist. Die Führung 28 wird
durch eine gelochte Scheibe 30 in Position gehalten, welche
an einer umlaufenden, nach innen in das Innere des zylinderförmigen Körpers 20 hineinragenden
Schulter 32 plaziert. Ein O-Ring 34 dichtet die
Führung 28 an
dem Körper 20.
Eine umlaufende Dichtung 36 ist in einer Ausnehmung 38 der
Führung 28 plaziert.
Ein Kolbenstab 40 ist gleitend durch die Führung 28 beweglich, durch
die ringförmige
Dichtung 36 abgedichtet und trägt einen Kolben 42,
welcher nachfolgend genauer beschrieben werden wird.
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Innerhalb
des zylinderförmigen
Körpers 20 ist
ein gleitbares Trennelement 44 befestigt und zum zylinderförmigen Körper mittels
eines O-Rings 46 abgedichtet.
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Das
Innere des zylinderförmigen
Körpers 20 ist
daher in drei Kammern 48, 50 und 52 aufgeteilt. Die
Kammern 48 und 50 sind mit einer geeigneten Flüssigkeit
und die Kammer 52 mit einem Gas unter Druck gefüllt.
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Über einen
Teil seiner Länge
ist die innere Wandung des zylinderförmigen Körpers 20 mit einer sich
längs erstreckenden
Nut 56 versehen.
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Der
Kolbenstab 40 trägt
an seinem entfernt gelegenen Ende eine Befestigung 57.
Beim Gebrauch ist diese Befestigung 57 mit der Fahrzeugtüre und die
Befestigung 24 mit dem Türrahmen verbunden (die Verbindungen
können
selbstverständlich umgekehrt
werden). Bewegt sich die Türe
in Richtung ihrer vollständig
geöffneten
Lage, bewegt sich der Kolben entsprechend aus dem zylinderförmigen Körper 20 heraus
(in Richtung des Endes 25, wie in 1 dargestellt). Während einer derartigen Auswärtsbewegung
des Kolbenstabes ist es selbstverständlich notwendig, daß die Flüssigkeit
von der Kammer 48 in die Kammer 52 überführt wird.
Entgegengesetzt bewegt sich der Kolbenstab nach innen in den zylinderförmigen Körper 20 hinein,
falls die Türe in
Richtung ihrer geschlossenen Lage bewegt wird, und die Flüssigkeit
muß von
der Kammer 50 in die Kammer 48 übertragen
werden. Wenn der Kolbenstab 40 sich in den Zylinder 20 hineinbewegt,
nimmt der Kolbenstab innerhalb des Zylinders ein vergrößertes Volumen
ein. Ein diesbezüglicher
Ausgleich wird durch eine entsprechende Bewegung des Trennelementes 44 gegen
den Druck des Gases innerhalb der Kammer 52 ermöglicht.
Das Trennelement 44 bewegt sich während der Auswärtsbewegung
des Kolbenstabes in die entgegengesetzte Richtung.
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Befindet
sich die Türe
in oder in der Nähe
ihrer vollständig
geschlossenen Lage, wird der Kolben 42 durch die längsgerichtete
Nut 56 überlappt.
Das bedeutet, daß die
Nut 56 sich von einer Seite des Kolbens zur anderen Seite
erstreckt (in 1 sind die
Länge des
zylinderförmigen
Körpers 20 und
die Länge
der Nut 56 zum Zwecke der Darstellung vermindert). Wird
die Türe
anfänglich
aus der vollständig geschlossenen
Lage hinausbewegt, so daß der
Kolbenstab 40 sich aus dem Zylinder 20 hinausbewegt, kann
die Hydraulikflüssigkeit
von der Kammer 48 durch die Nut 56 ohne jeden
signifikanten Widerstand in die Kammer 50 überströmen. Die
auf die Türe
anzuwendende erforderliche Kraft ist daher niedrig. Allerdings beginnt
der Kolben 42 sich aus dem Bereich des Zylinders 20,
welcher die Nut 56 beinhaltet, wegzubewegen, sobald die
Türe um
eine kleine Winkelbewegung aus ihrer vollständig geschlossenen Lage herausbewegt
wurde. Nun kann die Flüssigkeit
von der Kammer 48 nur durch den Kolben 42 selbst
in einer Art und Weise, welcher erklärt werden wird, in die Kammer 50 überströmen. Der Übergang
der Flüssigkeit
auf diese Weise steuert die Bewegung des Kolbenstabes und folglich
auch die Bewegung der Tür.
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Wenn
der Kolben 42 nicht durch die Nut 56 überlappt
wird, ist auf den Kolbenstab 40 eine relativ große Kraft
(durch Anwendung einer entsprechenden Kraft auf die Türe selbst)
anzuwenden, um eine Bewegung des Kolbenstabes (in Richtung der Türöffnung oder
Türschließung) zu
beginnen. Allerdings ist die zum Fortführen einer derartigen Bewegung
erforderliche Kraft wesentlich reduziert, wenn die Bewegung des
Kolbenstabes gestartet wurde. Auf diese Weise wird die Türe bei Stillstand
in jeder Winkelposition stabil in dieser Position gehalten und kann
aus dieser nur durch Anwendung einer signifikanten Kraft herausbewegt
werden. Die Türe
wird daher gegen eine versehentliche Bewegung, wie sie beispielsweise
durch Wind oder Gravitationskräfte
(falls das Fahrzeug an einer Böschung
geparkt wurde) verursacht wird, gehalten. Allerdings kann die Türe in eine
neue gewünschte
Lage durch Anwendung einer reduzierten Kraft bewegt werden, nachdem
eine ausreichende Kraft auf die Türe angewendet wurde, um eine
Bewegung aus deren gegenwärtiger
Winkellage zu beginnen. Hört
diese reduzierte Kraft auf einzuwirken, hält die Türe an und wird stabil in der
neuen Winkellage gehalten, bis die erforderliche wesentliche Kraft wiederum
angewendet wird. Die Anordnung unterstützt daher ebenfalls ein steuerbares Öffnen der
Tür in
einem beschränkten
Maß, wenn
das Fahrzeug nahe an einem Hindernis geparkt wird und nicht ohne ein
Beschädigungsrisiko
in einem größeren Maß geöffnet werden
kann.
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Während der
Schließbewegung
der Türe
ist der Betrieb ähnlich
(angenommen, daß der
Kolben 42 nicht durch die Nut 56 überlappt
wird). Während einer
derartigen Bewegung bewegt sich der Kolbenstab 40 nach
innen in den Zylinder 20 und die Hydraulikflüssigkeit
muß von
der Kammer 50 durch den Kolben 42 in die Kammer 48 überströmen. Auf
diese Weise steuert der Kolben 42 wiederum den Fluß der Hydraulikflüssigkeit,
so daß eine
wesentliche Kraft auf die Türe
angewendet werden muß,
um deren Schließbewegung
zu beginnen, allerdings wird diese Kraft wesentlich reduziert, wenn
die Schließbewegung
einmal begonnen hat.
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Ist
die Tür
nahezu vollständig
geschlossen, wird der Kolben 42 wiederum durch die Nut 56 überlappt,
welche einen freien Übergang
der Flüssigkeit von
der Kammer 50 in die Kammer 48 und ein Schließen der
Türe mit
einer minimalen anzuwendenden Kraft ermöglicht.
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Der
Kolben 42 wird im folgenden mit Bezug auf die 2, 3 und 4 beschrieben
werden.
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Der
Kolben weist einen Körper 60 mit
Ausnehmungen 62 und 64, eine zentrale Bohrung 65 und radial
versetzte Bohrungen 66 und 68 auf. Der Kolbenstab 40 weist
einen Endbereich 40A mit reduziertem Durchmesser auf, welcher
innerhalb der Bohrung 65 plaziert ist und gegenüber dieser
durch eine O-Ring-Dichtung 70 abgedichtet ist. Der Bereich 40A weist
einen Kopf 40B auf, welcher in eine Scheibe 72 eingreift.
Eine entsprechende Scheibe 74 ist gegen eine Schulter 76 des
Kolbenstabes 40 plaziert. Ringförmige Endplatten 78 und 80 werden
gegen gegenüberliegende
Flächen
des Hauptkörpers 60 des
Kolbens in Position gehalten. Die Endplatten 78 und 80 weisen
Durchgangsöffnungen
auf (eine ist bei 82 dargestellt), welche bezüglich der
Bohrungen 66 und 68 des Hauptkörpers 60 ausgerichtet
sind.
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Die
Endplatte 78 ist gegenüber
dem Bereich 40A des Kolbenstabes durch einen O-Ring 86 abgedichtet.
Die Endplatte 80 ist gegen den Bereich 40A des
Kolbenstabes durch einen O-Ring 88 abgedichtet. Die Endplatten 78 und 80 sind
mittels O-Ringen 90 und 92 in dem Hauptkörper 60 abgedichtet.
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Der
Hauptkörper 60 ist
gegenüber
dem zylinderförmigen
Körper 20 mittels
eines O-Rings 94 abgedichtet.
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Wie
in 3 dargestellt, erstreckt
sich die Ausnehmung 62 von einer ersten radialen Wandung 100 zu
einer zweiten radialen Wandung 102. Der Hauptkörper 60 beinhaltet
eine weitere Ausnehmung 104, welche bezüglich der Ausnehmung 62 radial versetzt
ist und sich von einer radial gerichteten Wandung 106 zu
einer weiteren radial gerichteten Wandung 108 erstreckt.
Eine Klappe 110 weist einen zylindrischen Bereich 112 auf,
welcher rotierbar auf dem Bereich 40A des Kolbenstabes
befestigt ist (siehe ebenfalls 2)
und weist integrierte Flügel 114 und 116 mit
in einer axialen Richtung gleicher Länge wie der zylindrische Bereich 112 auf,
welche sich entsprechend in die Ausnehmungen 62 und 104 erstrecken.
In der Ausnehmung 62 betätigt eine Spiralfeder 118 die
Klappe 110 wie in 3 betrachtet
im Uhrzeigersinn, so daß der
Flügel 116 in
Kontakt mit der radialen Wandung 108 gelangt.
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Die
Ausnehmung 104 ist mittels einer Bohrung 117 (in 3 punktiert dargestellt)
mit der Kammer 48 (1)
verbunden, welche in der radialen Wandung 108 eine Öffnung aufweist
und sich von dort zu einer Öffnung 118 in
der äußeren zylinderförmigen Fläche des
Hauptkörpers 60 im
Bereich des Spaltes 60A erstreckt (siehe 2).
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Der
Flügel 116 trägt eine
ringartige scheibenförmige
Dichtung 120, welche die Öffnung der Bohrung 117 in
der radialen Wandung 108 verschließt, wenn sich der Flügel 116 in
der in 3 dargestellten Lage
befindet.
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Die
Ausnehmungen 62 und 104 sind durch eine Bohrung 122 in
dem Hauptkörper 60 miteinander
verbunden.
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Der
Flügel 114 ist
mit einer ringförmigen
Ausnehmung 123 versehen, welche von einer Dichtung 124 umgeben
ist. Die Dichtung 124 befindet sich in dichtendem Kontakt
mit der Fläche 78A (siehe 1) der Endplatte 78. 9 zeigt die Endplatte 78,
welche eine Durchgangsöffnung 126 aufweist. Diese Öffnung 126 ist
radial plaziert, so daß die Öffnung 126 genau
mit der ringförmigen
Aussparung 123 des Flügels 114 ausgerichtet
ist, wenn sich die Klappe 110 in der in 3 dargestellten Lage befindet. Die Öffnung 126 wird
daher durch die Dichtung 124 dichtend verschlossen.
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An
dem gegenüberliegenden
axialen Ende des Kolbens 42 besteht eine im wesentlichen ähnliche
Anordnung. Daher erstreckt sich die Ausnehmung 64 (4) von einer ersten radialen
Wandung 130 zu einer zweiten radialen Wandung 132 und
ist mittels einer Bohrung 134 in dem Hauptkörper 60 mit einer
zweiten Ausnehmung 136 verbunden, welche sich von einer
radial gerichteten Wandung 138 zu einer weiteren radial
gerichteten Wandung 140 erstreckt. Eine Klappe 142 weist
einen zylindrischen Körper 144 auf,
welcher rotierbar auf dem Bereich 40A des Kolbenstabes
befestigt ist und integrierte Flügel 146 und 148 trägt, welche
in den Ausnehmungen 130 und 136 plaziert und bogenförmig beweglich sind.
Eine Druckfeder 150 drängt
die Klappe 142 im Uhrzeigersinn (wie in 4 gesehen), so daß der Flügel 148 in Kontakt
mit der radialen Wandung 140 gelangt. Eine durch den Flügel 148 getragene
Dichtung 152 schließt
eine Öffnung
in der radialen Wandung 140, welche an einem Ende einer
Durchgangsbohrung 154 plaziert ist, welche sich durch die äußere zylinderförmige Oberfläche des
Hauptkörpers 60 im
Bereich des Spaltes 60B (siehe 2) erstreckt.
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Wie
noch zu erklären
ist, steuert die Klappe 112 die Betätigung der Türfeder während der Öffnungsbewegung
der Türe,
während
die Klappe 142 die Betätigung
der Türfeder
während
der Schließbewegung
der Türe
steuert.
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Die
Bereiche der Ausnehmungen 62 und 104, welche nicht
durch die Flügel 114 und 116 eingenommen
werden, sind mit Flüssigkeit
gefüllt,
welche von der Kammer 50 durch die Bohrungen 66 und 122 (3) in die Ausnehmungen strömt. Bogenförmig gerichtete
Bohrungen 156 und 157 (in 3 gepunktet dargestellt) erstrecken sich
durch den Flügel 114 und
ermöglichen
der Flüssigkeit
die Bereiche der Ausnehmung 62 auf jeder Seite des Flügels 114 zu füllen.
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Die
Betätigung
der Türfeder
während
der Öffnungsbewegung
der Türe
wird im folgenden genauer betrachtet.
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Ist
die Türe
vollständig
geschlossen, wird der Kolben 42 (1) durch die Nut 56 überlappt.
Wie bereits erklärt,
kann während
der anfänglichen Öffnungsbewegung
der Türe
der erforderliche Übergang
von Hydraulikflüssigkeit
von der Kammer 48 zur Kammer 50 ungehindert über die
Nut 56 und mit minimalen auf die Türe anzuwendenden Öffnungskräften stattfinden.
Allerdings wird der Kolben nicht länger durch die Nut 56 überlappt,
wenn die Türe
um einen kleinen Winkelbereich geöffnet wurde und der Übergang
von Hydraulikflüssigkeit
gestoppt. Um die Türe weiter
zu öffnen,
muß der
Nutzer eine verhältnismäßig starke Öffnungskraft
auf die Türe
anwenden. Diese Kraft führt
zu einer Bewegung des Kolbenstabes 42 aus dem zylinderförmigen Körper 20 heraus.
Die Hydraulikflüssigkeit
innerhalb der Kammer 48 wird mit Druck beaufschlagt und übt durch den
Spalt 60A und die Bohrung 117 (3) gegen die auf dem Flügel 116 befestigte
Dichtung 120 eine Kraft aus. Wenn die durch den gegen die
kleine Oberfläche
der Dichtung 120 wirkenden Druck ausgeübte Kraft genügend groß wird,
um die durch die Feder 118 ausgeübte Kraft zu überwinden,
beginnt sich die Klappe 110 im Gegenuhrzeigersinn (wie
in 3 betrachtet) zu
bewegen. Die Klappe 110 bewegt sich daher von der in 6 dargestellten Lage in
die in 7 dargestellte
teilweise geöffnete
Lage. Dieser Bewegung steht die innerhalb der Ausnehmung 104 befindliche
Hydraulikflüssigkeit
nicht entgegen, da diese Flüssigkeit
durch die Leitung 120 in die Ausnehmung 62 und
nachfolgend in die Kammer 50 (1 und 2) über die
Durchgangsbohrung 66 und die Öffnung 82 (2) versetzt wird. In ähnlicher Weise
hindert die Hydraulikflüssigkeit
innerhalb der Ausnehmung 62 die gegen den Uhrzeigersinn
gerichtete Bewegung der Klappe 110 nicht, da diese Hydraulikflüssigkeit
durch die bogenartig geformten Bohrungen 156 und 157 und
nachfolgend durch die Bohrung 66 zur Kammer 50 strömt.
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Allerdings
wirkt der durch die Bohrung 117 (siehe 3) auf den Flügel 116 wirkende Druck
der Flüssigkeit
nun im wesentlichen auf die gesamte Seitenfläche des Flügels 116, anstatt
nur auf die Dichtung 120 zu wirken. Daher steigt die auf
den Flügel angewendete
Kraft an und dreht diesen weiter entgegen dem Uhrzeigersinn.
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Des
weiteren beginnt die entsprechende Bewegung des Flügels 114 die
Dichtung 124 von der Öffnung 126 in
der Endplatte 78 (siehe 10)
als Reaktion auf den durch die Hydraulikflüsssigkeit innerhalb der Bohrung 117 ausgeübten Druck
wegzubewegen, wenn die Klappe 110 beginnt, sich entgegen
dem Uhrzeigersinn zu bewegen. Dieses wiederum ermöglicht nun,
daß Flüssigkeit
von der Kammer 48 durch die Öffnung 126 in den
Bereich 62A (siehe 3)
der Ausnehmung 62 und nachfolgend in die Kammer 50 durch
die Bohrung 66 strömt.
Diese verhältnismäßig ungestörte Strömung der
Flüssigkeit von
der Kammer 48 zur Kammer 50 vermindert die Kraft,
welche auf die Türe
zum Bewegen des Kolbenstabes in die Auswärtsrichtung angewendet werden muß. Wenn
sich die Klappe 110 weiter in die dem Uhrzeigersinn entgegengesetzte
Richtung bewegt, wird mehr von der Öffnung 126 in der
Endplatte 78 freigelegt (siehe 11) und eine größere Strömung der Flüssigkeit ermöglicht,
wodurch wiederum die auf die Tür
auszuübende
Kraft weiterhin reduziert wird. Daher wird, nachdem eine verhältnismäßig hohe Öffnungskraft
auf die Tür
angewendet werden mußte, welche
zum Beginnen einer entgegen dem Uhrzeigersinn gerichteten Bewegung
der Klappe 110 (siehe 3)
ausreichend war, die Kraft, die erforderlich ist, eine derartige
Bewegung zu erhalten, vermindert, da
- a) der
auf den Flügel 116 durch
die Bohrung 117 angewendete Druck nun auf einen größeren Oberflächenbereich
wirkt und
- b) die Öffnung 126 in
der Endplatte 78 progressiv geöffnet wird, um einen größeren Durchfluß der Flüssigkeit
von der Kammer 48 zur Kammer 50 zu ermöglichen.
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Je
größer die
Geschwindigkeit der Öffnungsbewegung
der Türe
ist, desto größer ist
die durch die Flüssigkeit
auf den Flügel 116 ausgeübte Kraft
und desto weiter ist die Öffnung 134 in
der Endplatte 78 geöffnet.
Dieses kompensiert daher größere erzeugte
dynamische Kräfte,
da die Durchflußrate
der Flüssigkeit
ansteigt, was andererseits die zum Öffnen der Türe erforderlichen Kräfte vermindern
würde.
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Durch
den Flügel 116 ist
ein Kanal 128 vorgesehen, um den Flüssigkeitsdurchfluß über den Durchlaß 117 durch
den Flügel
und nachfolgend durch den Durchlaß 122 und die Bohrung 66 in
die Kammer 50 zu ermöglichen.
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Wenn
der Nutzer die Anwendung der Öffnungskraft
der Türe
einstellt, fällt
die Druckdifferenz zwischen den Kammern 48 und 50 und
folglich ebenfalls die auf den Flügel 160 wirkende Kraft
auf Null, wenn die Bewegung der Türe aufhört. Die Feder 102 dreht
die Klappe 110 in Richtung des Uhrzeigersinns zurück auf die
in 3 dargestellte Lage.
Die Dichtung 120 schließt den Durchlaß 117.
Die Kammern 48 und 50 sind daher nicht länger miteinander
verbunden und der Kolben 42 in einer festen Lage gehalten,
wodurch die Tür
in einer entsprechenden Winkelposition gehalten wird. Nun muß eine verhältnismäßig große Kraft
auf die Tür
angewendet werden, um diese aus dieser Position herauszubewegen.
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Während der
Schließbewegung
der Tür,
was eine Bewegung des Kolbenstabs 40 nach innen in den
Zylinder 20 hinein erfordert, muß Hydraulikflüssigkeit
von der Kammer 50 in die Kammer 48 strömen. Dieses
wird durch die Klappe 142 (4)
gesteuert, welche im wesentlichen auf die gleiche Art und Weise
wie die Klappe 110 aus 3 funktioniert.
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Daher
wird der durch den Kolben 42 auf die Hydraulikflüssigkeit
in der Kammer 50 ausgeübte Druck
durch die Bohrung 154 (4)
auf die durch den Flügel 148 getragene
Dichtung 152 aufgebracht, wenn der Nutzer eine ausreichend
hohe Schließkraft auf
die Türe
anwendet. Vorausgesetzt, daß der
Nutzer eine ausreichend hohe Kraft anwendet, wird der Druck der
Hydraulikflüssigkeit
ausreichend sein, um eine Drehung der Klappe 142 in Richtung
gegen den Uhrzeigersinn wie in 4 betrachtet
gegen die Kraft der Feder 150 zu beginnen. Durch die Bewegung
des Flügels 148 wird
die Flüssigkeit
in der Kammer 136 durch den Durchlaß 134 in die Kammer 130 und nachfolgend
durch die Bohrung 68 über
eine entsprechend positionierte Öffnung
(nicht dargestellt) in der Endplatte 78 in die Kammer 48 gezwungen.
Wenn der Flügel 146 sich
bogenförmig
durch die Kammer 130 bewegt, kann von dessen einer Seite
durch die Durchlässe 160 und 162 (entsprechend
den Durchlässen 156 und 157 im
Flügel 114, 3) Flüssigkeit auf dessen andere
Seite überströmen. Wenn
die relativ große
angewendete Kraft begonnen hat, den Flügel 148 von der endseitigen
Wandung 140 wegzubewegen, kann der Druck der Flüssigkeit
aus der Kammer 50, welcher durch die Bohrung 154 auf
den Flügel
wirkt, auf einen größeren oberflächlichen
Bereich des Flügels
wirken, wobei ermöglicht
wird, daß die
bogenförmige
Bewegung des Flügels
mit einer geringeren angewendeten Kraft fortgeführt wird.
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2 und 4 stellen dar, wie der Flügel 146 eine
ringförmige
Ausnehmung 166 mit einem darin aufgenommenen O-Ring 168 trägt, welcher
bezüglich
einer Öffnung 170 in
der Endplatte 80 koaxial verläuft, wenn die Klappe 142 sich
in der in 4 dargestellten
Position befindet. Die Öffnung 170 wird in
dieser Lage der Klappe 142 daher blockiert. Allerdings
wird die Öffnung 170 progressiv
freigegeben und zum Inneren der Kammer 64 geöffnet, wenn
die Klappe 142 eine Bewegung entgegen dem Uhrzeigersinn
beginnt. Auf diese Weise wird eine verbesserte Bewegung der Flüssigkeit
aus der Kammer 50 durch die Bohrung 68 in die
Kammer 48 vereinfacht und eine größere Durchflußrate der
Flüssigkeit
ermöglicht, wenn
die Geschwindigkeit der Schließbewegung
der Türe
gesteigert wird. Stellt der Nutzer die Anwendung einer Schließkraft auf
die Türe
ein und stoppt diese folglich ihre Bewegung, werden die Drücke in den
Kammern 50 und 48 gleich und die Klappe 142 durch
die Feder 150 zurück
in die in 4 dargestellte
Lage bewegt, so daß die
Dichtung 152 den Durchlaß 154 verschließt. Die
Türe wird
daher in ihrer gegenwärtigen
Lage gehalten und kann aus dieser Lage nur durch die Anwendung einer
verhältnismäßig hohen
Kraft herausbewegt werden.
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12 entspricht einem Teil
von 2 und stellt einen
teilweisen Längsschnitt
durch eine modifizierte Art des Kolbens dar. Merkmale, welche denen in
den anderen Figuren entsprechen, sind gleich bezeichnet.
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Wie
in den 12, 13 und 14 dargestellt, weist der Hauptkörper 60 des
Kolbens 42 eine Ausnehmung 200 auf, welche einen
Hohlraum ausbildet, in welchem ein Schenkel 202 mittels
eines integrierten Drehnockens 204 drehbar innerhalb einer Öffnung 206 angelenkt
ist. Der Schenkel 202 wird durch eine Blattfeder 208 in
die in 13 dargestellte
Lage vorgespannt. Der Schenkel trägt einen integrierten Nocken 210,
welcher dichtend in einen O-Ring 212 am Ende einer Bohrung 214 hineinragt,
wenn der Schenkel 202 sich in der in 13 dargestellten Lage befindet. Die Bohrung 214 erstreckt
sich von dem Hohlraum 200 durch den Hauptkörper 60 des Kolbens
bis zu einer Öffnung
in dem Hauptkörper, welche
mit der Kammer 50 über
einen schmalen zylinderförmigen
Spalt 216 (siehe 12)
verbunden ist.
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Wie
in 12 dargestellt, ist
der Hohlraum 200 durch eine Endplatte 80 verschlossen.
Der Schenkel 202 weist eine kreisförmige Ausnehmung 218 auf,
welche von einem O-Ring 220 umgeben ist. Wie in 12 und 13 dargestellt, fluchtet die Ausnehmung 218 mit
der Öffnung 170 in
der Endplatte 80, wenn der Schenkel 204 sich in
der in 13 dargestellten
Lage befindet, und wird diese Öffnung 170 daher
gegenüber
dem Hohlraum 200 durch die Dichtung 220 abgedichtet.
Die gegenüberliegende
Wandung der Ausnehmung 200 ist mit Nuten 222, 224 und 226 (siehe
ebenfalls 13) versehen.
Von dem Hohlraum 200 führt
eine Bohrung 228 durch den Hauptkörper 60 des Kolbens
und die gegenüberliegende
Fläche
des Kolbens (nicht dargestellt) in die Kammer 48. Die Ausnehmung 200 wird
daher mit Hydraulikflüssigkeit
von der Kammer 48 aufgefüllt, welche durch die Bohrung 228 eindringt.
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Es
wird anfänglich
angenommen, daß die Fahrzeugtüre in einem
ausreichenden Maß geöffnet ist,
so daß der
Kolben 42 nicht durch die Nut 56 (1) überdeckt
ist, und daß der
Nutzer die Türe
in Richtung der geschlossenen Lage bewegen möchte. Befindet sich der Schenkel 202 in
der in 13 dargestellten
geschlossenen Lage, ist die Verbindung zwischen den Kammern 48 und 50 blockiert.
Eine Strömung
der Flüssigkeit
zwischen den Kammern 48 und 50 wird verhindert.
Wendet der Nutzer eine Kraft auf die Türe an, wird der Kolben 42 den
Druck der Flüssigkeit
innerhalb der Kammer 50, verglichen mit dem Druck innerhalb
der Kammer 48, erhöhen.
Dieser gesteigerte Flüssigkeitsdruck
wirkt über
die Bohrung 240 auf den Nocken 210 (13 und 14) und wird den Schenkel 202 wie
in 14 dargestellt in Richtung
gegen den Uhrzeigersinn drehen. Die Bohrung 214 ist nicht
länger
dicht verschlossen und die Flüssigkeit
kann nun durch die Bohrung aus der Kammer 50 in den Hohlraum 200 eindringen.
Allerdings wirkt zur gleichen Zeit der Druck der Flüssigkeit in
der Kammer 50 nun nicht nur auf das Ende des Nockens 210,
sondern ebenfalls auf den größeren Oberflächenbereich 230 des
Schenkels 202. Der Schenkel 202 kann daher mit
einer geringeren Kraft, welche nun auf die Türe ausgeübt wird, in der geöffneten
Lage (14) gehalten werden.
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Die
in den Hohlraum 200 durch die Bohrung 214 eindringende
Flüssigkeit
strömt
durch die Nuten 222, 224 und 226 auf
die gegenüberliegende
Seite des Schenkels und strömt
danach durch die Bohrung 228 in die Kammer 48.
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Zusätzlich versetzt
die bogenförmige Öffnungsbewegung
des Schenkels 204 die Ausnehmung 218 und die O-Ring-Dichtung 220 von
der Öffnung 170 in
der Endplatte 80 (siehe 12)
weg. Nun kann die Flüssigkeit
einfach von der Kammer 50 durch die Bohrung 170 in
den Hohlraum 200 eindringen und durch die Bohrung 228 in
die Kammer 48 strömen.
Wie zuvor muß daher
eine verhältnismäßig hohe
Kraft auf die Türe
ausgeübt
werden, um die Schließbewegung
zu beginnen. Allerdings ist die zur Fortführung dieser Bewegung erforderliche
Kraft bedeutend reduziert, wenn die Bewegung einmal begonnen wurde.
Des weiteren wird durch die Bohrung 170 eine verbesserte Flüssigkeitsströmung von
der Kammer 50 zur Kammer 48 ermöglicht,
da der Schenkel 202 weiter gedreht wird, wodurch der mögliche Fluß von Hydraulikflüssigkeit
als eine Funktion der Geschwindigkeit der Bewegung des Kolbenstabes
und der entsprechenden Geschwindigkeit der winkelförmigen Bewegung
der Türe
gesteigert wird.
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Übt der Nutzer
nicht länger
eine Schließkraft auf
die Türe
aus, wird die Bewegung des Kolbens eingestellt und die Drücke in den
Kammern 48 und 50 ausgeglichen. Der Schenkel 202 kehrt
daher in die in 13 dargestellte
geschlossene Lage zurück.
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Das
gegenüberliegende
Ende des Kolbens 42 ist ähnlich ausgebildet und funktioniert
in einer entsprechenden Art und Weise, wenn die Türe in Richtung
der geschlossenen Position bewegt wird.
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15 stellt eine modifizierte
Form des Kolbens dar. Die Ansicht in der Figur entspricht der von 13 und Merkmale, welche
denen in den anderen Figuren entsprechen, sind gleich gekennzeichnet.
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Bei
diesem modifizierten Kolben beinhaltet der Schenkel 202A einen
Magneten 300, stößt gegen den äußeren Umfang
des Kolbenstabes 40A und verschließt in der in 15 dargestellten Lage mit dem Nocken 210 die
Bohrung 214.
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In 15 wurde die Blattfeder 208 aus 13 und 14 durch eine Spiralfeder 302 ersetzt, welche
derartig wirkt, daß der
Nocken 210 in die Bohrung 214 gedrängt. wird.
Es wird offensichtlich, daß die
Blattfederanordnungen aus 13 und 14 durch die Spiralfeder 302 aus 15 ersetzt werden können.
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Der
Magnet 300 wird in Richtung des Kolbenstabes 40A gezogen
und verursacht daher eine Kraft, welche zusätzlich zu der der Spiralfeder 302 dazu
führt,
den Nocken 210 in der Bohrung 214 zu halten.
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Wenn,
wie oben stehend beschrieben, während
einer Bewegung der Türe
Flüssigkeit
in die Bohrung 214 einströmt, dreht sich der Schenkel 202A um den
Drehnocken 204 und wird der Magnet 300 von Kolbenstab 40A wegbewegt.
Da die zwischen dem Magneten 300 und dem Kolbenstab 40A wirkende Verbindungskraft
exponentiell mit der Entfernung abnimmt, wird die vorspannende Wirkung
des Magneten 300 schnell unwirksam.
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Durch
die Kombination der vorspannenden Wirkung des Magneten 300 und
der Spiralfeder 302 kann daher eine schwächere Spiralfeder 302 genutzt werden,
als es in den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen notwendig ist.
In dieser Ausführungsform
wird daher eine starke Kraft ausgeübt, um den Nocken 210 in
der Bohrung 214 zu halten, wenn die Türe nicht durch einen Nutzer
bewegt wird, allerdings verringert sich die zum Offenhalten der
Bohrung 214 erforderliche Kraft schnell, wenn einmal eine
Bewegung aufgetreten ist und die Flüssigkeitsströmung verursacht,
daß der
Schenkel 202A sich in Richtung gegen den Uhrzeigersinn
(wie in 15 betrachtet)
um den Drehnocken 204 dreht, da sich die entsprechenden
Vorspannungskräfte
vermindern. Darüber
hinaus wird eine größere Flüssigkeitsströmung durch
die Bohrung 214 ermöglicht,
da der Schenkel 202A, wenn er einmal gedreht wird, nicht so
stark in Richtung ihrer geschlossenen Stellung vorgespannt ist,
weiter öffnen
kann und daher einen leichteren Durchfluß der Flüssigkeit durch die Bohrung 214 während der
Bewegung der Türe
durch den Nutzer ermöglicht.
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Es
wird verstanden werden, daß das
gegenüberliegende
Ende des Kolbens 42 ähnlich
ausgebildet ist und in einer entsprechenden Weise funktioniert,
wenn die Türe
in Richtung der geschlossenen Stellung bewegt wird.
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Daher
wird durch die Kombination von nicht-linearen Vorspannmitteln, wie
beispielsweise einem Magneten, mit linearen Vorspannmitteln, wie beispielsweise
einer Spiralfeder, eine nicht-lineare Vorspannkraft, beispielsweise
eine Vorspannkraft, welche sich nicht proportional zur Entfernung ändert, auf
den Schenkel 202A ausgeübt.
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Sind
technische Merkmale in einem der nachfolgenden Ansprüche von
Bezugszeichen gefolgt, so werden diese Bezugszeichen nur zum Zweck
der besseren Verständlichkeit
der Ansprüche hinzugefügt.