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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum manuellen und/oder elektromotorischen Verstellen oder Feststellen eines ersten Fahrzeugteils und eines zweiten Fahrzeugteils relativ zueinander nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Insbesondere kann die Vorrichtung zum Verstellen einer Tür oder einer Klappe eines Kraftfahrzeugs, insbesondere einer Fahrzeugseitentür dienen.
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Eine derartige Vorrichtung umfasst ein schwenkbar an dem ersten Fahrzeugteil anzuordnendes Verstellteil, das eine Lauffläche und eine der Lauffläche abgewandte Rückseite aufweist, und ein flexibles Kraftübertragungselement, zum Beispiel in Form eines Zugseils, das an dem Verstellteil angeordnet ist und sich an dem Verstellteil erstreckt. An dem zweiten Fahrzeugteil ist eine um eine Drehachse drehbare Antriebstrommel anzuordnen, die entlang einer Verstellrichtung bewegbar an dem Verstellteil angeordnet und mit dem Kraftübertragungselement verbunden ist. Die Antriebstrommel ist derart mit dem Kraftübertragungselement verbunden, dass die Antriebstrommel bei Verdrehen um die Drehachse entlang einer Verstellrichtung an der Lauffläche des Verstellteils bewegbar ist.
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Ein solches Verstellteil kann insbesondere durch ein sogenanntes Fangband bei einer gelenkig an einer Fahrzeugkarosserie angeordneten Fahrzeugtür verwirklicht sein. Das Fangband ist über ein Gelenk beispielsweise an der Fahrzeugkarosserie, beispielsweise bei einer Fahrzeugvordertür an der sogenannten A-Säule des Fahrzeugs angelenkt. Bei einem (manuellen) Verschwenken der Fahrzeugtür bewegt sich das Fangband relativ zur Fahrzeugtür, wobei an dem Fangband herkömmlich beispielsweise eine Feststelleinrichtung angreifen kann, die ein Feststellen der Fahrzeugtür in einer oder mehreren Öffnungspositionen ermöglicht derart, dass die Fahrzeugtür aus einer eingenommenen Öffnungsposition nicht ohne Weiteres und möglichst nur durch bewusste Betätigung eines Nutzers heraus bewegt werden kann.
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Eine solche Vorrichtung ist zum Beispiel aus der
WO 2018/060156 A1 und der
WO 2018/060159 A1 bekannt.
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Insbesondere bei einer Fahrzeugtür besteht ein Bedürfnis nach einer Vorrichtung, die ein Feststellen in einer oder mehreren diskret definierten oder auch stufenlos kontinuierlichen, also beliebigen Öffnungspositionen ermöglicht. Wünschenswert ist hierbei, eine Vorrichtung wahlweise mit oder ohne elektromotorischen Antrieb, also als reine Feststellvorrichtung oder zusätzlich auch als motorisch angetriebene Verstelleinrichtung, einsetzen zu können, ohne dass für den Einsatz eines elektromotorischen Antriebs eine wesentliche Umgestaltung der Vorrichtung an sich erforderlich ist.
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Aus der
FR 2591271 A1 ist eine Verstellvorrichtung für eine Schwenktür bekannt, bei der ein Riemen um Umlenkrollen gelegt und motorisch zum Verstellen der Schwenktür antreibbar ist.
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Bei einem aus der
US 2005/217075 A bekannten Verstellantrieb zum Verstellen einer Heckklappe ist ein Verstellteil schwenkbar an der Heckklappe angeordnet und über ein Zugseil mit einer drehbaren Seiltrommel auf Seiten der Fahrzeugkarosserie gekoppelt. Durch Verdrehen der Seiltrommel kann die Heckklappe zwischen einer geöffneten und einer geschlossenen Stellung verschwenkt werden.
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Bei einer Vorrichtung der hier in Rede stehenden Art ist das Kraftübertragungselement, zum Beispiel in Form eines (ausschließlich) Zugkräfte übertragenden Zugseils, an dem Verstellteil angeordnet, erstreckt sich entlang des Verstellteils und dient dazu, das Verstellteil mit der Antriebstrommel zu koppeln. Bei einer Verdrehbewegung der Antriebstrommel wirken Zugkräfte zwischen der Antriebstrommel und dem Verstellteil, sodass auf diese Weise das Verstellteil und die Antriebstrommel längs relativ zueinander bewegt werden.
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Weil die Antriebstrommel an der Lauffläche des Verstellteils abrollt und somit - herkömmlich - Zugkräfte insbesondere auf Seiten der Lauffläche in das Verstellteil eingeleitet werden, kann es bei einem Verstellvorgang aufgrund der übertragenen Verstellkräfte zu einer Verformung an dem (beispielsweise aus Kunststoff gefertigten) Verstellteil kommen. Solche Verformungen können gegebenenfalls einen Einfluss auf den Verstellbetrieb haben, können beispielsweise zu einer Geräuschentwicklung beitragen und können zudem auch Verschleißauswirkungen haben, sodass wünschenswert ist, einer solchen Verformung entgegenzuwirken.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum manuellen und/oder elektromotorischen Verstellen oder Feststellen eines ersten Fahrzeugteils und eines zweiten Fahrzeugteils relativ zueinander bereitzustellen, die einen vorteilhaften Verstellbetrieb bei günstiger Kraftübertragung zwischen dem Kraftübertragungselement und dem Verstellteil ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird durch einen Gegenstand mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Demnach weist die Vorrichtung ein an dem Verstellteil angeordnetes Umlenkelement auf, das das Kraftübertragungselement derart umlenkt, dass das Kraftübertragungselement mit einem Abschnitt entlang der Lauffläche und mit einem anderen Abschnitt entlang der Rückseite des Verstellteils erstreckt ist.
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Bei einer herkömmlichen Vorrichtung, die zur Kopplung einer Antriebstrommel mit einem Verstellteil nach Art eines Fangbands ein beispielsweise als Seil, Band, Kabel oder Riemen ausgebildetes, flexibles Kraftübertragungselement verwendet, werden herkömmlich Zugkräfte außerhalb einer neutralen Faser von dem Kraftübertragungselement in das Verstellteil eingeleitet. Eine solche Krafteinleitung außerhalb der neutralen Faser kann zu einer Verformung an dem Verstellteil und somit zu einer Krümmung an der Lauffläche, an der die Antriebstrommel bei einem Verstellen abrollt, führen.
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Um einer solchen Verformung entgegenzuwirken, wird vorliegend an dem Verstellteil ein Umlenkelement bereitgestellt, das zur Umlenkung des Kraftübertragungselements dient. Durch das Umlenkelement, das beispielsweise um eine Umlenkachse drehbar an dem Verstellteil angeordnet sein kann, wird ermöglicht, das Kraftübertragungselement so an dem Verstellteil zu führen, dass sich das Kraftübertragungselement abschnittsweise entlang der Lauffläche und abschnittsweise entlang der Rückseite des Verstellteils erstreckt, sodass das Kraftübertragungselement beidseits der neutralen Faser des Verstellteils verlegt ist und eine Krafteinleitung von dem Kraftübertragungselement in das Verstellteil somit beidseits der neutralen Faser erfolgen kann. Die Krafteinleitung von dem Kraftübertragungselement in das Verstellteil kann somit symmetrisch zur neutralen Faser erfolgen, sodass auf diese Weise einer Verformung des Verstellteils, insbesondere einer Krümmung an der Lauffläche, entgegengewirkt wird.
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Das Kraftübertragungselement weist, in einer Ausgestaltung, ein erstes Ende und ein zweites Ende auf, die jeweils an dem Verstellteil befestigt sind. Ausgehend von dem ersten Ende erstreckt sich das Kraftübertragungselement zumindest abschnittsweise entlang der Lauffläche des Verstellteils hin zu der Antriebstrommel und von der Antriebstrommel zu dem Umlenkelement und wird an dem Umlenkelement umgelenkt, sodass sich das Kraftübertragungselement von dem Umlenkelement hin zum zweiten Ende zumindest abschnittsweise an der Rückseite des Verstellteils erstreckt.
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Das erste Ende kann hierbei beispielsweise über eine Einstelleinrichtung mit dem Verstellteil verbunden sein derart, dass über die Einstelleinrichtung eine Spannung an dem Kraftübertragungselement eingestellt werden kann. Das zweite Ende kann demgegenüber an der Rückseite des Verstellteils befestigt sein.
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Vorzugsweise erfolgt die Krafteinleitung von dem Kraftübertragungselement in das Verstellteil in symmetrischer Weise. Dies kann insbesondere dadurch erreicht werden, dass das Kraftübertragungselement entlang der Lauffläche zwischen dem Umlenkelement und einem ersten Abstützpunkt zur Abstützung an dem Verstellteil und entlang der Rückseite zwischen dem Umlenkelement und einem zweiten Abstützpunkt zur Abstützung an dem Verstellteil erstreckt ist und dabei der erste Abstützpunkt und der zweite Abstützpunkt, betrachtet axial entlang der Verstellrichtung, an der gleichen Position angeordnet sind. Der erste Abstützpunkt und der zweite Abstützpunkt können hierbei, betrachtet quer zur Verstellrichtung, in etwa gleich weit von der neutralen Faser des Verstellteils entfernt sein. An den Abstützpunkten ist das Kraftübertragungselement an dem Verstellteil abgestützt und erstreckt sich von dem jeweiligen Abstützpunkt im Wesentlichen frei einerseits entlang der Lauffläche und andererseits entlang der Rückseite des Verstellteils.
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Dadurch, dass die Abstützpunkte axial entlang der Verstellrichtung an der gleichen Position angeordnet sind, erfolgt eine Krafteinleitung von dem Kraftübertragungselement in das Verstellteil axial (in etwa) am gleichen Ort. Dadurch, dass die Abstützpunkte an unterschiedlichen Seiten, nämlich einerseits an der Lauffläche und andererseits an der der Lauffläche abgewandten Rückseite des Verstellteils angeordnet sind, erfolgt die Krafteinleitung zudem zumindest näherungsweise symmetrisch zur neutralen Phase des Verstellteils, sodass auf diese Weise eine Verformung des Verstellteils entlang seiner Längserstreckung wirkungsvoll verhindert ist. Insbesondere wird auf diese Weise einer Krümmung an der Lauffläche bei übertragenen Verstellkräfte im Betrieb entgegengewirkt.
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Das Verstellteil weist beispielsweise ein Gelenk zum schwenkbaren Verbinden mit dem ersten Fahrzeugteil auf. Das Umlenkelement, insbesondere in Form einer drehbaren Umlenkrolle, ist hierbei vorzugsweise an einem dem Gelenk zugewandten Ende des Verstellteils angeordnet, während die Enden des Kraftübertragungselements im Bereich eines dem Gelenk abgewandten Endes des Verstellteils befestigt sind. Das Kraftübertragungselement erstreckt sich somit von dem dem Gelenk abgewandten Ende des Verstellteils entlang der Lauffläche, an der Antriebstrommel und um das Umlenkelement herum und an der Rückseite zurück in Richtung des dem Gelenk abgewandten Endes des Verstellteils.
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In einer Ausgestaltung ist an dem Verstellteil ein Federelement angeordnet, das zum Spannen des Kraftübertragungselements relativ zu dem Verstellteil dient und insbesondere quer zur Längserstreckungsrichtung des Kraftübertragungselements wirken kann. Das Federelement, beispielsweise in Form eines Federblechs nach Art einer Plattfeder, ist beispielsweise an der Rückseite des Verstellteils angeordnet, insbesondere im Bereich des zweiten Abstützpunkts, an dem das Kraftübertragungselement an der Rückseite des Verstellteils abgestützt ist. Das Federelement kann so auf das Kraftübertragungselement einwirken, dass bei einer Längenänderung an dem Kraftübertragungselement, zum Beispiel bei einer alterungsbedingten Längung des Kraftübertragungselements, ein Längenausgleich erfolgt, beispielsweise indem das Kraftübertragungselement quer von dem Verstellteil weg belastet wird. Über das Federelement kann das Kraftübertragungselement somit im Betrieb, zum Beispiel bei einer im Betrieb bewirkten Bewegung des Kraftübertragungselements zu dem Verstellteil genauso wie bei einer alterungsbedingten Längenänderung an dem Kraftübertragungselement, unter Spannung gehalten werden.
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Das Kraftübertragungselement ist um das Umlenkelement herum gelegt. Das Umlenkelement kann hierbei vorzugsweise eine Umlenkung um näherungsweise 180° bewirken, wobei in einer Ausgestaltung das Kraftübertragungselement lediglich um den Umlenkwinkel, also näherungsweise 180°, um das Umlenkelement herum erstreckt ist.
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In anderer Ausgestaltung kann das Kraftübertragungselement jedoch zumindest mit einer Umschlingung um das Umlenkelement herumgeschlungen sein. Hierunter ist zu verstehen, dass sich das Kraftübertragungselement um einen Winkel größer 360° um das Umlenkelement herum erstreckt, also zumindest einfach um das Umlenkelement herum gewunden ist. Hierdurch wird möglich, eine vergrößerte Reibung zwischen dem Kraftübertragungselement und dem Umlenkelement zu bewirken.
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Eine solche vergrößerte Reibung kann beispielsweise dazu verwandt werden, um einer Verformung des Verstellteils zusätzlich entgegenzuwirken. So kann an dem Umlenkelement beispielsweise eine Drehfeder angeordnet sein, die das Umlenkelement in Richtung einer Vorspannrichtung federelastisch vorgespannt. Wirkt bei einem Verstellen der Antriebstrommel eine Zugkraft an dem Kraftübertragungselement, die der Vorspannrichtung entgegengesetzt ist, so kann das Umlenkelement aufgrund der Kraftwirkung an dem Kraftübertragungselement entgegen der Federwirkung der Drehfeder ausgelenkt werden, wobei die Drehfeder der Auslenkung entgegenwirkt und die Auslenkung somit entgegen der Federkraft der Drehfeder erfolgt. Die Drehfeder wirkt somit einem Verstellen des Kraftübertragungselements an dem Verstellteil entgegen und somit auch einer Verformung an dem Verstellteil.
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Ist eine (einzige) Drehfeder an dem Umlenkelement angeordnet, so kann eine Auslenkung des Umlenkelements entgegen einer Vorspannrichtung erschwert werden. Sind demgegenüber zwei Drehfedern an dem Umlenkelement angeordnet, die das Umlenkelement in unterschiedliche Vorspannrichtungen vorspannen, so kann einer Auslenkung des Umlenkelements aus einer neutrale Lage in eine erste Richtung durch eine erste Drehfeder und in eine der ersten Richtung entgegengesetzte zweite Richtung durch eine zweite Drehfeder entgegengewirkt werden. Durch die zwei Drehfedern wird somit einer Bewegung des Kraftübertragungselements gegenüber dem Verstellteil und somit einer Verformung des Verstellteils in beide Belastungsrichtungen und somit zum Beispiel bei einem Öffnen und bei einem Schließen einer Fahrzeugtür entgegengewirkt.
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Die Drehfeder können hierbei unterschiedliche Federraten aufweisen, sodass die Vorspannung bewegungsrichtungsabhängig eingestellt werden kann.
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In einer Ausgestaltung ist das Kraftübertragungselement derart mit der Antriebstrommel verbunden, dass sich das Kraftübertragungselement bei einem Verstellen des zweiten Fahrzeugteils relativ zum ersten Fahrzeugteil mit einem Abschnitt auf die Antriebstrommel aufwickelt und mit einem anderen Abschnitt von der Antriebstrommel abwickelt und sich die Antriebstrommel dadurch entlang des Verstellteils bewegt. Bei einem Verstellen ändert sich die frei erstreckte Länge des Kraftübertragungselements somit nicht, sondern die Antriebstrommel wird bei einem Verdrehen relativ zu dem Kraftübertragungselement und damit auch relativ zu dem Verstellteil bewegt. Die Antriebstrommel bewegt sich hierbei an der Lauffläche des Verstellteils, wobei das Kraftübertragungselement über das Umlenkelement umgelenkt ist und sich somit abschnittsweise entlang der Lauffläche und zudem abschnittsweise an der der Lauffläche abgewandten Rückseite des Verstellteils erstreckt.
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Bei der Vorrichtung ist zum Feststellen oder Verstellen zweier Fahrzeugteile zueinander ein flexibles, an sich im Wesentlichen biegeschlaffes Kraftübertragungselement in Form z.B. eines zur Übertragung von (ausschließlich) Zugkräften ausgelegten Zugseils an einem Verstellteil angeordnet und derart um eine Antriebstrommel herumverlegt, dass bei Bewegung der zu verstellenden Fahrzeugteile zueinander das Kraftübertragungselement an der Antriebstrommel abrollt. Das Kraftübertragungselement ist an dem gelenkig an dem ersten Fahrzeugteil anzuordnenden Verstellteil festgelegt und dazu mit seinen beiden Enden an dem Verstellteil befestigt. Die Antriebstrommel hingegen ist an dem zweiten Fahrzeugteil anzuordnen und steht mit dem Kraftübertragungselement dadurch, dass das Kraftübertragungselement um die Antriebstrommel herumverlegt ist, in Wirkverbindung. Über die mit dem Kraftübertragungselement in Wirkverbindung stehende Antriebstrommel kann somit eine Bremskraft zwischen den Fahrzeugteilen zum Feststellen der Fahrzeugteile zueinander bewirkt oder eine Verstellkraft zum Verstellen der Fahrzeugteile zueinander eingeleitet werden, sodass die Vorrichtung als Feststell- oder als manuell oder elektromotorisch antreibbare Verstelleinrichtung Verwendung finden kann.
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Das Verstellteil kann beispielsweise als sogenanntes Fangband verwirklicht sein. Das Verstellteil kann beispielsweise gelenkig an einer Fahrzeugkarosserie (die in diesem Fall das erste Fahrzeugteil verwirklicht) festgelegt sein. An der Fahrzeugkarosserie ist gelenkig eine Fahrzeugtür (die in diesem Fall das zweite Fahrzeugteil verwirklicht) angeordnet, wobei sich das Fangband bei einem Verschwenken der Fahrzeugtür relativ zu der Fahrzeugtür bewegt.
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Bei einem Bewegen der Fahrzeugteile zueinander bewegt sich das Kraftübertragungselement (das an dem an dem ersten Fahrzeugteil festgelegten Verstellteil angeordnet ist) zu der Antriebstrommel (die an dem zweiten Fahrzeugteil angeordnet ist). Durch Vorsehen beispielsweise einer Bremseinrichtung, die auf die Antriebstrommel einwirkt, kann eine Bremskraft bewirkt werden, die die Fahrzeugteile in einer Position zueinander feststellt. Alternativ oder zusätzlich kann durch Antreiben der Antriebstrommel mittels einer elektromotorischen Antriebseinrichtung ein Verstellen der Fahrzeugteile zueinander bewirkt werden.
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Das Kraftübertragungselement ist vorzugsweise zum Übertragen von (ausschließlich) Zugkräften ausgebildet. Das Kraftübertragungselement kann z.B. durch ein Zugseil zum Übertragen von Zugkräften oder auch durch ein Band, einen Riemen, einen Gurt oder dergleichen ausgebildet sein.
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Die bereitgestellte Vorrichtung ist vorzugsweise nach Art eines Baukastens wahlweise als rein mechanische Feststelleinrichtung zum bremsenden Halten der Fahrzeugteile zueinander in einer eingenommenen Verstellposition oder als elektromotorisch betriebene Verstelleinrichtung zum Verstellen der Fahrzeugteile zueinander verwendbar. Insbesondere kann die Vorrichtung wahlweise mit oder ohne elektromotorischen Antrieb verwendet werden, ohne dass hierzu der Grundaufbau der Vorrichtung wesentlich verändert werden müsste.
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Um die Vorrichtung als elektromotorisch angetriebene Verstelleinrichtung zu verwenden, kann insbesondere vorgesehen sein, dass eine elektromotorische Antriebseinrichtung an der Antriebstrommel angreift und die Antriebstrommel elektromotorisch verstellt. Die Antriebseinrichtung umfasst vorzugsweise einen Antriebsmotor und ein den Antriebsmotor mit der Antriebstrommel koppelndes Getriebe. Der Antriebsmotor ist vorzugsweise als Elektromotor ausgebildet. Das Getriebe stellt eine Verbindung zwischen dem Antriebsmotor und der Antriebstrommel her, sodass über das Getriebe eine Verstellkraft auf die Antriebstrommel übertragen werden kann.
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Das Getriebe ist in einer vorteilhaften Ausgestaltung schaltbar ausgebildet. So kann das Getriebe vorzugsweise zwischen einem Kopplungszustand, in dem der Antriebsmotor mit der Antriebstrommel gekoppelt ist, einem Freilaufzustand, in dem die Kopplung zwischen dem Antriebsmotor und der Antriebstrommel unterbrochen ist, und einem Bremszustand, in dem eine Bremswirkung bei der Bewegung der Verstellteile zueinander bewirkt wird, geschaltet werden. Das Getriebe ermöglicht somit sowohl eine elektromotorische Verstellung der Fahrzeugteile zueinander als auch ein manuelles Verstellen. Sollen die Fahrzeugteile elektromotorisch zueinander verstellt werden, wird das Getriebe in seinen Kopplungszustand gebracht, sodass eine Kopplung zwischen dem Antriebsmotor und der Antriebstrommel hergestellt ist und durch Antreiben der Antriebstrommel die Fahrzeugteile elektromotorisch zueinander verstellt werden können. Sollen die Fahrzeugteile manuell zueinander bewegt werden, wird das Getriebe hingegen in den Freilaufzustand oder den Bremszustand gebracht, sodass die Antriebstrommel von dem Antriebsmotor entkoppelt ist und in dem Freilaufzustand frei (d.h. reibungsarm), in dem Bremszustand hingegen in definiert gebremster Weise bewegbar ist. Die Antriebstrommel kann somit unabhängig von dem Antriebsmotor bewegt werden, was ein manuelles Verstellen der Fahrzeugteile zueinander ermöglicht, ohne dass dabei der Antriebsmotor mit bewegt werden muss.
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Das Getriebe kann in einer konkreten Ausgestaltung als Planetenradgetriebe ausgebildet sein.
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Der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke soll nachfolgend anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Es zeigen:
- 1 eine schematische Ansicht einer Fahrzeugtür an einer Fahrzeugkarosserie, mit einem gelenkig an der Fahrzeugkarosserie angeordneten, bei einem Verschwenken der Fahrzeugtür relativ zu der Fahrzeugtür bewegten Verstellteil in Form eines Fangbands;
- 2A, 2B perspektivische Ansichten einer Vorrichtung zum Verstellen und Feststellen zweier Fahrzeugteile relativ zueinander;
- 3 eine Ansicht einer Baugruppe der Vorrichtung mit einem Verstellteil, einem an dem Verstellteil angeordneten Kraftübertragungselement in Form eines Zugseils und einer mit dem Kraftübertragungselement verbundenen Antriebstrommel;
- 4 eine gesonderte Ansicht der Antriebstrommel;
- 5 eine gesonderte Ansicht der Antriebstrommel mit daran angeordnetem Kraftübertragu ngselement;
- 6 eine Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines Verstellteils mit einem daran angeordneten Kraftübertragungselement in Form eines Zugseils, das über ein Umlenkelement umgelenkt ist;
- 7 eine ausschnittsweise vergrößerte Darstellung einer Befestigungseinrichtung zum Befestigen eines Endes des Kraftübertragungselements an dem Verstellteil;
- 8 eine schematische Ansicht des Umlenkelements an dem Verstellteil, in einer Draufsicht;
- 9 eine Ansicht des Umlenkelements mit einer daran angeordneten Drehfeder; und
- 10 eine Ansicht des Umlenkelements, in einem Ausführungsbeispiel mit zwei Drehfedern.
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1 zeigt eine schematische Ansicht eines Fahrzeugs 1 mit einer Fahrzeugkarosserie 10 und einer um einen Türscharnier 111 gelenkig an der Fahrzeugkarosserie 10 angeordneten Fahrzeugtür 11, die entlang einer Öffnungsrichtung O relativ zu der Fahrzeugkarosserie 10 verschwenkt werden kann, um eine Türöffnung freizugeben oder zu verschließen.
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Zwischen der Fahrzeugkarosserie 10 und der Fahrzeugtür 11 wirkt eine Vorrichtung 2, die ein Verstellteil 21 in Form eines Fangbands aufweist und zum Feststellen und/oder Verstellen der Fahrzeugtür 11 relativ zu der Fahrzeugkarosserie 10 dient. Das Verstellteil 21 in Form des Fangbands ist um ein Gelenk 20 an der Fahrzeugkarosserie 10, beispielsweise an der A-Säule des Fahrzeugs 1, gelenkig angeordnet und bewegt sich bei einem Verschwenken der Fahrzeugtür 11 relativ zu der Fahrzeugtür 11. Das Verstellteil 21 ragt hierzu mit einem Ende 211 in einen Türinnenraum 110 der Fahrzeugtür 11 hinein und bewegt sich bei einem Verstellen der Fahrzeugtür 11 in diesem Türinnenraum 110.
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Perspektivische Ansichten eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung 2 dieser Art sind in 2A und 2B dargestellt. Das Verstellteil 21 in Form des Fangbands trägt an einem Ende 210 ein Gelenk 20 mit einem Befestigungsteil 201, zu dem das Verstellteil 21 um eine Gelenkachse 200 gelenkig verschwenkbar ist. Das Befestigungsteil 201 kann an der Fahrzeugkarosserie 10, beispielsweise der A-Säule des Fahrzeugs 1, festgelegt werden, um auf diese Weise das Verstellteil 21 gelenkig mit der Fahrzeugkarosserie 10 zu verbinden.
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Mit seinem vom Ende 210 abgewandten Ende 211 erstreckt sich das Verstellteil 21 in den Türinnenraum 110 der Fahrzeugtür 11 hinein. Das Verstellteil 21 steht hierbei mit der Fahrzeugtür 11 in Wirkverbindung, um die Fahrzeugtür 11 in einer eingenommenen Verstellposition relativ zu der Fahrzeugkarosserie 10 festzustellen und/oder eine elektromotorische oder manuelle Verstellung der Fahrzeugtür 11 relativ zur Fahrzeugkarosserie 10 zu ermöglichen.
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Der grundlegende Aufbau einer die Wirkverbindung zwischen den Fahrzeugteilen 10, 11 herstellenden Baugruppe dieser Vorrichtung 2 ist in 3 bis 5 dargestellt.
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An dem Verstellteil 21 ist ein flexibles, Zugkräfte übertragendes Kraftübertragungselement in Form eines Zugseils 22, beispielsweise eines Stahl- oder Kunststoffseils, angeordnet. Das Zugseil 22 weist zwei unterschiedliche, getrennt voneinander ausgebildete Abschnitte 22A, 22B auf, die einerseits mit dem Verstellteil 21 und andererseits mit einer Antriebstrommel in Form einer Seiltrommel 24 verbunden sind.
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Hierzu ist jeder Abschnitt 22A, 22B mit einem Ende an der Seiltrommel 24 gehalten. Die Abschnitte 22A, 22B erstrecken sich auf diese Weise entlang einer Lauffläche 215 des Verstellteils 21 und sind teilweise auf die Seiltrommel 24 aufgewickelt.
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Die Seiltrommel 24 ist an einer längs entlang einer Drehachse L erstreckten Welle 34 angeordnet und ist um die Drehachse L drehbar. Die Seiltrommel 24 weist, wie aus der gesonderten Ansicht gemäß 4 ersichtlich, eine nach Art einer Gewinderille um die Seiltrommel 24 umlaufende Seilrille 241 auf, in der die Abschnitte 22A, 22B einliegen.
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Beidseitig ist diese Seilrille 241 durch Laufringe 242, 243 begrenzt, die radial über die Seiltrommel 24 nach außen hin vorstehen und geschlossene Ringe darstellen, mit denen die Seiltrommel 24 derart in Anlage mit der Lauffläche 215 des Verstellteils 21 ist, dass beim Verdrehen der Seiltrommel 24 um die Drehachse L die Seiltrommel 24 an der Lauffläche 215 des Verstellteils 21 abrollt.
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An der Seiltrommel 24 sind, diametral gegenüberliegend und jeweils benachbart zu einem der Laufringe 242, 243, Befestigungseinrichtungen 244, 245 in Form von sogenannten Nippelkammern angeordnet, in denen ein jeweils zugeordneter Abschnitt 22A, 22B des Zugseils 22 mit einem Ende einliegt und somit schlupffrei an der Seiltrommel 24 gehalten ist.
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Bei einem Verdrehen der Seiltrommel 24 um die Drehachse L wird einer der Abschnitte 22A, 22B (abhängig von der Drehrichtung) auf die Seiltrommel 24 aufgewickelt, während der andere Abschnitt 22B, 22A von der Seiltrommel 24 abgewickelt wird. Das Zugseil 22 ändert hierbei seine Erstreckungslänge an dem Verstellteil 21 nicht. Vielmehr führt das Verdrehen der Seiltrommel 24 zu einem Verstellen des Verstellteils 21 entlang einer Verstellrichtung V relativ zu der Seiltrommel 24, sodass durch Antreiben der Seiltrommel 24 das Verstellteil 21 und damit die Fahrzeugteile 10, 11 zueinander bewegt werden können.
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Zusätzlich oder alternativ kann über die Seiltrommel 24 auch - bei einem manuellen Verstellen der Fahrzeugteile 10, 11 zueinander - eine Bremswirkung bereitgestellt werden, um die Fahrzeugteile 10, 11 in einer gerade eingenommenen Position zueinander festzustellen oder beim Verstellen die Verstellbewegung durch Bremsen zu beeinflussen.
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Die Seiltrommel 24 ist formschlüssig und auf diese Weise drehfest mit der Welle 34 verbunden. Die Welle 34 ist Bestandteil eines Getriebes 30, über das zum Verstellen oder Feststellen auf die Seiltrommel 24 eingewirkt werden kann.
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Der erste Abschnitt 22A des Zugseils 22 erstreckt sich entlang der Lauffläche 215 und ist mit einem Seilnippel an einem Seilende in eine der als Nippelkammern ausgestalteten Befestigungseinrichtungen 244, 245 der Seiltrommel 24 formschlüssig eingelegt. Der andere, zweite Abschnitt 22B erstreckt sich zwischen der Seiltrommel 24 und einer Einstelleinrichtung 23, die zum Einstellen der frei erstreckten Länge des Zugseils 22 an dem Verstellteil 21 dient. Wie aus 2A und 3 ersichtlich, ist der zweite Abschnitt 22B des Zugseils 22 durch eine (einen Abstützpunkt an dem Verstellteil 21 verwirklichende) Öffnung 213 des Verstellteils 21 hindurchgeführt und mit einem Seilnippel 222 an der Einstelleinrichtung 23 befestigt. Mittels der Einstelleinrichtung 23 kann bei der Montage die Spannung in dem Zugseil 22 eingestellt werden, indem der Ort des Seilnippels 222 gegenüber dem Verstellteil 21 verstellt wird.
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Die Seiltrommel 24 ist in einem Seiltrommelgehäuse 31 eingefasst, das fest mit einem Gehäuse der Vorrichtung 2 (siehe 2A und 2B) verbunden ist. Das Seiltrommelgehäuse 31 lagert die Seiltrommel 24 drehbar und dient zudem zur definierten Führung der Seiltrommel 24 relativ zu dem Verstellteil 21.
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Hierzu weist das Seiltrommelgehäuse 31 Schenkelelemente auf, die das Verstellteil 21 beidseits umgreifen und jeweils ein Führungselement in Form eines Führungszapfens 310 aufweisen, der in führendem Eingriff mit einer zugeordneten Führungsbahn 214 in Form einer Nut an einer der Seiltrommel 24 abgewandten Rückseite 212 des Verstellteils 21 ist. Beim Verdrehen läuft die Seiltrommel 24 somit mit ihren Laufringen 242, 243 an der Lauffläche 215 des Verstellteils 21 entlang. Über die Führungszapfen 310 wird die Seiltrommel 24 an dem Verstellteil 21 geführt, sodass zum einen die Seiltrommel 24 sich nicht von der Lauffläche 215 entfernen kann und zum anderen die Seiltrommel 24 entlang der Drehachse L ortsfest an dem Verstellteil 21 geführt ist.
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Die Vorrichtung 2 kann nach Art eines Baukastens in unterschiedlicher Weise konfiguriert und verwendet werden.
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So ist denkbar und möglich, die Vorrichtung 2 zusammen mit einer Antriebseinrichtung 3 einzusetzen, wie dies bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 2A und 2B verwirklicht ist. In diesem Fall kann die Fahrzeugtür 11 elektromotorisch relativ zu der Fahrzeugkarosserie 10 bewegt werden, wobei auch ein manuelles Verschwenken der Fahrzeugtür 11 möglich ist und die Antriebseinrichtung 3 zudem als Feststelleinrichtung dient, um die Fahrzeugtür 11 in einer eingenommenen Schwenkposition festzustellen.
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Alternativ kann die Vorrichtung 2 auch ohne elektromotorische Antriebseinrichtung 3 verwendet werden, ohne dass sich hierdurch der Aufbau der in 3 bis 5 dargestellten Baugruppe der Vorrichtung 2 mit dem Verstellteil 21, dem daran angeordneten Zugseil 22 und der Seiltrommel 24 ändert. In diesem Fall dient die Vorrichtung 2 als Feststelleinrichtung, wobei eine gesonderte Bremseinrichtung vorgesehen sein kann, die eine eingenommene Schwenkposition der Fahrzeugtür 11 durch Bremsen einer Bewegung der Seiltrommel 24 relativ zu dem Zugseil 22 feststellt.
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Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 2A und 2B ist die Seiltrommel 24 mit einer Antriebseinrichtung 3 gekoppelt, die ein Getriebe 30 aufweist und derart ausgestaltet ist, dass die Fahrzeugtür 1 elektromotorisch mittels der Antriebseinrichtung 3 oder manuell unabhängig von der Antriebseinrichtung 3 oder auch nach Art eines Servomotors elektromotorisch unterstützt durch die Antriebseinrichtung 3 verstellt werden kann. Das Getriebe 30 der Antriebseinrichtung 3 ist z.B. als (einstufiges oder zweistufiges) Planetenradgetriebe ausgebildet und dient dazu, die Welle 34 mit der daran angeordneten Seiltrommel 24 anzutreiben. Das Getriebe 30 ist über eine Schalteinrichtung 4 schaltbar, sodass die Seiltrommel 24 elektromotorisch oder - durch Entkuppeln eines Elektromotors - auch manuell verstellt werden kann. Die Schalteinrichtung 4 dient dazu, einen Kraftübertragungsstrang zwischen dem Elektromotor und der Welle 34 wahlweise zu schließen (zum Übertragen einer Verstellkraft) oder zu öffnen (um eine manuelles Verstellen unabhängig von dem Elektromotor zuzulassen).
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Bei der Vorrichtung 2 erfolgt das Verstellen des Verstellteils 21 dadurch, dass sich die Seiltrommel 24 durch Verdrehen entlang des Kraftübertragungselements in Form des Zugseils 22 bewegt. Über das Zugseil 22 werden Zugkräfte in die eine oder die andere Richtung bewirkt, sodass auf diese Weise das Verstellteil 21 längs relativ zur Seiltrommel 24 bewegt wird.
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Über das Kraftübertragungselement 22 werden somit im Betrieb der Vorrichtung 2 Kräfte in das Verstellteil 21 eingeleitet, die den zwischen der Fahrzeugtür 11 und der Fahrzeugkarosserie 10 entsprechenden Verstellkräften entsprechen. Um hierbei eine günstige Krafteinleitung in das Verstellteil 21 zu bewirken, bei der insbesondere einer Verformung an dem Verstellteil 21 aufgrund der wirkenden Kräfte entgegengewirkt ist, wird vorliegend vorgeschlagen, das Kraftübertragungselement 22 über ein Umlenkelement 25, wie dies beispielhaft in 6 dargestellt ist, so umzulenken, dass das Kraftübertragungselement 22 sich abschnittsweise auf Seiten der Lauffläche 215 und abschnittsweise an der der Lauffläche 215 abgewandten Rückseite 212 des Verstellteils 21 erstreckt. Auf diese Weise kann eine symmetrische Krafteinleitung von dem Kraftübertragungselement 22 in das Verstellteil 21 erreicht werden, insbesondere eine Krafteinleitung symmetrisch zu einer neutralen Phase NF des Verstellteils 21 derart, dass einer Verformung an dem Verstellteil 21 wirkungsvoll entgegengewirkt ist.
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Das Kraftübertragungselement 22 erstreckt sich bei dem in 6 dargestellten Ausführungsbeispiel mit dem Abschnitt 22B zwischen der Einstelleinrichtung 23 und der Seiltrommel 24, wobei das Kraftübertragungselement 22 mit einem Ende 220 an der Einstelleinrichtung 23 festgelegt ist und im Bereich des Endes 211 des Verstellteils 21 durch die eine Abstützung bereitstellende Öffnung 213 des Verstellteils 21 hindurch verlegt ist. Zwischen der Öffnung 213 und der Seiltrommel 24 erstreckt sich das Kraftübertragungselement 22 mit dem Abschnitt 22B entlang der Lauffläche 215. Von der Seiltrommel 24 erstreckt sich das Kraftübertragungselement 22 dann mit dem Abschnitt 22A in Richtung des Gelenks 20, ist an dem Umlenkelement 25 umgelenkt und erstreckt sich weiter von dem Umlenkelement 25 an der Rückseite 212 hin zu einer Befestigungseinrichtung 26, über die das Kraftübertragungselement 22 an einem Ende 221 an der Rückseite 212 festgelegt ist.
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Eine Befestigungsstelle 262, an der das Kraftübertragungselement 22 krafteinleitend an der Rückseite 212 festgelegt ist und die somit einen Abstützpunkt für das Kraftübertragungselement 22 an der Rückseite 212 bereitstellt, ist hierbei dem Ausgang der einen Abstützpunkt auf Seiten der Lauffläche 215 bereitstellenden Öffnung 213 gegenüberliegend angeordnet. Insbesondere ist die Befestigungsstelle 262 axial entlang der Verstellrichtung V im Wesentlichen an der gleichen Position wie der Ausgang der Öffnung 213 an der Lauffläche 215 angeordnet, wie dies aus 6 ersichtlich ist. Dadurch, dass die Befestigungsstelle 262 und der Ausgang der Öffnung 213 auf Seiten der Lauffläche 215 an unterschiedlichen Seiten zu der neutralen Faser NF des Verstellteils 21 angeordnet sind, erfolgt eine Krafteinleitung in das Verstellteil 21 zumindest näherungsweise symmetrisch zur neutralen Faser NF, sodass einer ungewollten Verformung an dem Verstellteil 21 entgegengewirkt ist.
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Wie in einem Ausführungsbeispiel in 7 dargestellt, kann die Befestigungseinrichtung 26 an der Rückseite 212 des Verstellteils 21 ein an einer Erhebung 216 des Verstellteils 21 angeordnetes Federelement 261 in Form eines Federblechs nach Art einer Plattfeder aufweisen, an der das Kraftübertragungselement 22 mit seinem Abschnitt 22A geführt ist und die das Kraftübertragungselement 22 quer zu seiner Längserstreckung spannt. Über das Federelement 261 kann beispielsweise ein selbsttätiger Längenausgleich bei einer zum Beispiel alterungsbedingten Längung des Kraftübertragungselements 22 oder bei einer Bewegung des Kraftübertragungselements 22 relativ zu dem Verstellteil 21 im Betrieb vorgenommen werden.
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Wie aus der schematischen Ansicht gemäß 8 ersichtlich, ist das Umlenkelement 25 nach Art einer Umlenkrolle ausgebildet und um eine Umlenkachse 250 drehbar an dem Verstellteil 21 gelagert. Das Kraftübertragungselement 22 ist um das Umlenkelement 25 herum verlegt.
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Das Umlenkelement 20 ist hierbei im Bereich des dem Gelenk 20 zugeordneten Endes 210 des Verstellteils 21 angeordnet.
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Das Kraftübertragungselement 22 wird an dem Umlenkelement 25 um näherungsweise 180° umgelenkt. Das Kraftübertragungselement 22 kann sich hierbei, in einer Ausgestaltung, lediglich um den Umlenkwinkel, also um näherungsweise 180°, an dem Umlenkelement 25 erstrecken. Alternativ ist aber auch denkbar, dass das Kraftübertragungselement 22 zumindest mit einer Umschlingung, also mit >360°, um das Umlenkelement 25 herumgelegt ist und somit zumindest einfach oder auch mehrfach um das Umlenkelement 25 herum gewunden ist. Auf diese Weise kann die Reibung zwischen dem Kraftübertragungselement 22 und dem Umlenkelement 20 vergrößert werden, was zum Beispiel vorteilhaft sein kann, wenn das Umlenkelement 25 über eine oder mehrere Drehfedern gegenüber dem Verstellteil 21 elastisch vorgespannt ist.
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Bei einem in 9 dargestellten Ausführungsbeispiel ist um die Umlenkachse 250 des Umlenkelements 25 eine Drehfeder 251 angeordnet, die das Umlenkelement 25 beispielsweise in eine erste Vorspannrichtung A1 federelastisch vorspannt sodass ein Auslenken des Umlenkelements 25 aus einer neutralen Lage N (die einer nicht verformten Stellung des Verstellteils 21 entspricht) entgegen der Vorspannrichtung A1 entgegen der Vorspannkraft der Drehfeder 251 erfolgt. Weil eine solche Auslenkbewegung des Kraftübertragungselements 22 generell mit einer Krümmung und Verformung an dem Verstellteil 21 einhergeht, wird durch eine solche Vorspannung einer Verformung entgegen der Vorspannrichtung A1 entgegengewirkt.
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Bei einem in 10 dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwei Drehfedern 251, 252 an dem Umlenkelement 25 angeordnet. Die Drehfedern 251, 252 wirken in unterschiedliche Vorspannrichtungen A1, A2, sodass eine Auslenkung des Umlenkelements 25 aus einer neutralen Lage N entgegen einer ersten Vorspannrichtung A1 entgegen der Vorspannung des ersten Federelements 251 und entgegen einer zweiten Vorspannrichtung A2 gegen die Federwirkung der zweiten Drehfeder 252 erfolgt. Es wird somit einer Auslenkung des Umlenkelements 25 und damit einer Bewegung des Kraftübertragungselements 22 in beide Vorspannrichtungen A1, A2 entgegengewirkt.
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Die Drehfedern 251, 252 können hierbei gleich ausgebildet sein und gleiche Federraten aufweisen. Denkbar und möglich ist aber auch, dass die Drehfedern 251, 252 unterschiedlich ausgebildet sind und insbesondere unterschiedliche Federraten aufweisen, sodass über die Drehfedern 251, 252 gezielt eine Vorspannung in eine jeweilige Vorspannrichtung A1, A2 eingestellt werden kann.
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Der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke ist nicht auf die vorangehend geschilderten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern lässt sich grundsätzlich auch in gänzlich andersgearteter Weise verwirklichen.
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Das Kraftübertragungselement kann als Zugseil, z.B. als Stahlseil, zur Übertragung von (ausschließlich) Zugkräften ausgebildet sein. Das Kraftübertragungselement kann aber auch als Band, Gurt, Riemen oder dergleichen verwirklicht sein.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fahrzeug
- 10
- Karosserie
- 11
- Fahrzeugtür
- 110
- Türinnenraum
- 111
- Türscharnier
- 2
- Vorrichtung
- 20
- Gelenk
- 200
- Gelenkachse
- 201
- Befestigungsteil
- 21
- Verstellteil (Fangband)
- 210, 211
- Ende
- 212
- Rückseite
- 213
- Abstützpunkt (Öffnung)
- 214
- Führungsbahn
- 215
- Lauffläche
- 216
- Erhebung
- 22
- Flexibles Kraftübertragungselement (Zugseil)
- 22A, 22B
- Seilabschnitt
- 220, 221
- Ende
- 222
- Seilnippel
- 23
- Einstelleinrichtung
- 24
- Seiltrommel
- 240
- Öffnung
- 241
- Seilrille
- 242, 243
- Laufring
- 244, 245
- Befestigungseinrichtung (Nippelkammer)
- 25
- Umlenkelement
- 250
- Umlenkachse
- 251, 251
- Drehfeder
- 26
- Befestigungseinrichtung
- 261
- Federelement
- 262
- Abstützpunkt (Befestigungsstelle)
- 3
- Antriebseinrichtung
- 30
- Getriebe
- 31
- Seiltrommelgehäuse
- 310
- Führungszapfen
- 4
- Schalteinrichtung
- 5
- Werkzeug
- A1,A2
- Vorspannrichtung
- D
- Drehrichtung
- L
- Drehachse
- N
- Neutrallage
- NF
- Neutrale Faser
- O
- Öffnungsrichtung
- S
- Spannrichtung
- V
- Verstellrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2018/060156 A1 [0005]
- WO 2018/060159 A1 [0005]
- FR 2591271 A1 [0007]
- US 2005217075 A [0008]