DE19960373A1 - Schwenktürantrieb, insbesondere Kraftfahrzeugtürantrieb für beispielsweise (Heck-)Klappen, Kofferraumdeckel oder dergleichen - Google Patents

Abstract

Es handelt sich um einen Schwenktürantrieb, insbesondere Kraftfahrzeugtürantrieb für beispielsweise (Heck-)Klappen (1), Kofferraumdeckel oder dergleichen. Dieser besitzt in seinem grundsätzlichen Aufbau eine Antriebsvorrichtung (3) mit Antriebswelle (4) und eine von der Antriebsvorrichtung (3) beaufschlagbare Abtriebseinrichtung (5). Diese Abtriebseinrichtung (5) verschwenkt eine angeschlossene Schwenktür (1), insbesondere Kraftfahrzeugtür, um eine Türachse (2). Erfindungsgemäß weist die Abtriebseinrichtung (5) eine Zahnstange (6) und einen hieran angeschlossenen sowie mit der Schwenktür (1) verbundenen Schwenkhebel (7) auf. Dieser Schwenkhebel (7) führt durch Stellbewegungen der Zahnstange (6) verursachte Rotationen um seine Hebelachse (2) auf. Im Zuge dieser Stellbewegung weicht die Zahnstange (6) rotativ aus.

Description

Die Erfindung betrifft einen Schwenktürantrieb, insbesondere Kraftfahrzeugtürantrieb für beispielsweise (Heck-)Klappen, Kofferraumdeckel oder dergleichen, mit einer Antriebsvorrichtung mit Antriebswelle, und mit einer von der Antriebsvorrichtung beaufschlagbaren Abtriebs­ einrichtung, welche eine angeschlossene Schwenktür, insbe­ sondere Kraftfahrzeugtür, um eine Türachse verschwenkt.

Solche Schwenktürantriebe sind aus der Praxis bekannt und greifen beispielsweise auf eine hydraulische Zylinder-/Kol­ benanordnung als Antriebsvorrichtung zurück. Derartiges ist schon deshalb aufwendig, weil für die erforderliche Dichtigkeit des Hydraulikmediums gesorgt werden muss und im Übrigen eine spezielle Hydraulikmediumversorgung erforder­ lich ist. Außerdem bauen derartige Antriebe in der Regel ausladend, was im Hinblick auf zumeist beengte Einbau­ verhältnisse nachteilig ist. Denn derartige Kraft­ fahrzeugtürantriebe werden üblicherweise im hinteren Kotflügel oder auch im Dachbereich plaziert. Hier steht jedoch nur begrenzter Einbauraum zur Verfügung.

Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, einen Schwenktürantrieb der eingangs beschriebenen Gattung so weiterzubilden, dass mit geringem Aufwand eine besonders kompakte Ausgestaltung gelingt.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung bei einem gattungsgemäßen Schwenktürantrieb vor, dass die Abtriebs­ einrichtung eine Zahnstange und einen hieran angeschlossenen sowie mit der Schwenktür verbundenen Schwenkhebel aufweist, wobei der Schwenkhebel durch Stellbewegungen der Zahnstange verursachte Rotationen um seine Hebelachse ausführt, und wobei die Zahnstange im Zuge dieser Stellbewegungen rotativ ausweicht.

Vorzugsweise sind die Zahnstange und der Schwenkhebel über ein Scharnier miteinander gekoppelt, damit die zumeist linearen Stellbewegungen der Zahnstange problemlos in Rotationen des Schwenkhebels überführt werden können. Selbstverständlich liegen auch (leicht) gekrümmte Bewe­ gungen der Zahnstange im Rahmen der Erfindung.

Das betreffende Scharnier zwischen der Zahnstange und dem Schwenkhebel beschreibt größtenteils einen Kreisbogen, und zwar im Zuge der Stellbewegungen der Zahnstange. Der Radius dieses Kreisbogens entspricht dem Abstand zwischen Scharnier und Hebelachse.

Dabei können die beiden jeweiligen Endpunkte des Kreis­ bogens in einer Horizontalebene angeordnet sein. Selbst­ verständlich ist an dieser Stelle auch eine nicht horizon­ tale Ebene denkbar. Jedenfalls liegen die beiden Endpunkte in der Regel in jeweils senkrechter Verlängerung. Folglich finden sich auch die beiden jeweiligen Endpunkte der Stell­ bewegungen der Zahnstange in eben dieser Horizontalebene. Dadurch, dass das Scharnier den betreffenden Kreisbogen beschreibt, erklärt sich auch, dass die Zahnstange im Zuge ihrer Stellbewegungen rotativ ausweicht bzw. ausweichen muss. Denn ansonsten könnten die Scharnierbewegungen nicht ausgeglichen werden, weil die Zahnstange in der Regel als starrer Lineartrieb ausgeführt ist und somit zwischen Zahnstange und Schwenkhebel eine Art Kurbeltrieb vorliegt.

Bei einer bevorzugten Lagerung der Zahnstange wird so vorgegangen, dass diese Zahnstange eine Dreipunktlagerung zwischen zwei basisseitigen Rollen und einem scheitelsei­ tigen Antriebszahnrad aufweist. Dieses scheitelseitige Antriebszahnrad kämmt üblicherweise mit einer Stangenver­ zahnung der Zahnstange. Die vorerwähnten drei Punkte spannen in der Regel ein zumindest gleichschenkliges Drei­ eck auf. Auch ein gleichseitiges Dreieck ist an dieser Stelle denkbar. Jedenfalls ist die Zahnstange praktisch zwischen den beiden basisseitigen Rollen und dem scheitel­ seitigen Antriebszahnrad festgeklemmt, wobei das Antriebs­ zahnrad in die Stangenverzahnung der Zahnstange eingreift und auf diese Weise für die gewünschten (Linear-)Bewegungen der Zahnstange sorgt.

Die Rollen können zusammen mit einer Lagerbuchse für das Antriebszahnrad an einer Lagerplatte befestigt sein, damit auf möglichst einfache Weise das rotative Ausweichen der Zahnstange im Zuge ihrer Stellbewegungen gelingt. Denn diese Lagerplatte ist bevorzugt um die Antriebswelle drehbar gelagert, wofür die vorerwähnte Lagerbuchse sorgt. Dies wird mit Bezug auf die Figurenbeschreibung noch näher erläutert werden.

Schließlich besitzt die Antriebseinrichtung in der Regel einen Elektromotor, welcher gegebenenfalls mit einem Ge­ triebe ausgerüstet sein kann. Zusätzlich gehört zu der Antriebseinrichtung das bereits beschriebene Antriebs­ zahnrad.

Im Ergebnis weist der dargelegte Schwenktürantrieb bereits eine äußerst geringe Anzahl an erforderlichen Bauteilen auf, so dass schon vom Ansatz her eine kompakte Bauform realisiert werden kann. Hinzu kommen Votteile dahingehend, dass die seitens des Antriebsmotors aufzubringenden Drehmomente besonders gering sind, so dass üblicherweise auf ein zwischengeschaltetes Getriebe verzichtet werden kann. Auch lässt sich hierdurch grundsätzlich die Antriebs­ leistung des Elektromotors reduzieren. Dies führt insgesamt zu einer nochmaligen Verringerung des erforderlichen Einbauvolumens, so dass sich der vorgestellte Schwenktür­ antrieb an praktisch beliebigen Stellen in einer Fahr­ zeugkarosserie anbringen lässt. So sind Einbaulagen in einem der hinteren Kotflügel ebenso denkbar wie im Dachbe­ reich in der Nähe einer Heckklappe. Ja sogar eine Platzierung in einem der vorderen Kotflügel kann realisiert werden, um beispielsweise eine Motorhaube anzutreiben. Dies gilt selbstverständlich auch für seitliche Schwenktüren, insbesondere Hecktüren, da dann der erfindungsgemäße Schwenktürantrieb in der B-Säule Platz finden muss, was ohne weiteres gelingt.

Im Ergebnis überzeugt der Erfindungsgegenstand durch eine kompakte Bauweise bei ausgeklügelter Kinematik, so dass mit im Vergleich zum Stand der Technik relativ geringen An­ triebsdrehmomenten gearbeitet werden kann.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläu­ tert; es zeigen:

Fig. 1 einen Schwenktürantrieb entsprechend der Erfindung in schematischer Seitenansicht, eingebaut im Dachbereich eines Kraftfahrzeuges mit senkrechter Heckklappe,

Fig. 2 einen Ausschnitt aus Fig. 1 in Aufsicht und

Fig. 3 den Gegenstand nach den Fig. 1 und 2 in schema­ tischer Perspektivansicht um 180° gedreht.

In die Figuren ist ein Schwenktürantrieb, nach dem Aus­ führungsbeispiel ein Kraftfahrzeugtürantrieb für eine Heckklappe 1 dargestellt. Diese Heckklappe 1 ist Bestand­ teil eines Kraftfahrzeuges, vorliegend eines Vans. Die Heckklappe 1 lässt sich um eine Türachse 2 verschwenken, wie dies strichpunktiert in Fig. 1 angedeutet ist und durch einen Pfeil visualisiert wird.

Um dieses Schwenken der Heckklappe 1 im Detail darstellen zu können, besitzt der Schwenktürantrieb bzw. Kraftfahr­ zeugtürantrieb eine Antriebsvorrichtung 3 mit Antriebswelle 4, welche eine Abtriebseinrichtung 5 beaufschlagt. An diese Abtriebseinrichtung 5 ist die Heckklappe 1 bzw. Schwenktür 1 angeschlossen.

Die Abtriebseinrichtung 5 besteht im wesentlichen aus einer Zahnstange 6 und einem hieran angeschlossenen Schwenkhebel 7. Die Verbindung zwischen Zahnstange 6 und Schwenkhebel 7 erfolgt über ein Scharnier 8. Mit dem Schwenkhebel 7 ist die Heckklappe 1 verbunden.

Durch Stellbewegungen der Zahnstange 6 (angedeutet durch einen Doppelpfeil in Fig. 1) werden Rotationen des Schwenk­ hebels 7 verursacht, und zwar um seine Hebelachse 2. Diese Hebelachse 2 ist nach dem Ausführungsbeispiel gleichsam virtuell vorhanden und fällt mit der Türachse 2 zusammen. Selbstverständlich lässt die Erfindung auch andere Ausge­ staltungen zu. So z. B. dergestalt, dass Hebelachse 2 und Türachse 2 unabhängig voneinander gestaltet sind und der Schwenkhebel 7 über eine kinematische Hebelanordnung auf die Heckklappe 1 einwirkt.

Nach dem Ausführungsbeispiel greift der Schwenkhebel 7 jedoch direkt an der Heckklappe 1 an, fällt im übrigen des­ sen Hebelachse 2 mit der Türachse 2 zusammen.

Im Zuge der beschriebenen Stellbewegungen der Zahnstange 6 weicht diese rotativ aus, wie im Detail nachfolgend noch erläutert wird. Diese Rotationsbewegungen werden in Fig. 1 durch die strichpunktierte Gestaltung der einzelnen Bau­ teile verkörpert.

Im einzelnen beschreibt das Scharnier 8 zwischen der Zahnstange 6 und dem Schwenkhebel 7 einen Kreisbogen K, und zwar im Zuge der Stellbewegungen der Zahnstange 6. Der Ra­ dius R dieses Kreisbogens K entspricht dem Abstand zwischen dem Scharnier 8 und der Hebelachse 2. Nach dem Aus­ führungsbeispiel ist der Schwenkhebel 7 seinerseits kreis­ bogenförmig ausgeführt, und zwar entsprechend dem Kreisbogen K bzw. dem Radius R. Er, d. h. der Schwenkhebel 7, kann einen im Eingriff mit der Heckklappe 1 befindlichen Nasenvorsprung 9 besitzen, welcher für die Kraftübertragung von der Antriebsvorrichtung 3 über die Abtriebseinrichtung 5 bis hin zur Heckklappe 1 sorgt. Üblicherweise wird die Heckklappe 1 jedoch im Bereich des Nasenvorsprunges 9 mit dem Schwenkhebel 7 verschraubt. Auch andere Befestigungs­ möglichkeiten, wie z. B. eine Verschweißung, ein Vernieten, ein Verkleben oder dergleichen sind an dieser Stelle denkbar.

Die Endpunkte A und E des Kreisbogens K liegen nach dem Ausführungsbeispiel in einer Ebene, vorliegend einer Horizontalebene H. Dementsprechend bewegt sich auch das Scharnier 8 endseitig der Zahnstange 6 entlang des Kreis­ bogens K vom Anfangspunkt A bis zum Endpunkt E, also zwischen diesen beiden Endpunkten A und E. Dies ist kinematisch besonders günstig, weil die in Fig. 1 durch­ gezogen dargestellte Ausgangslage bzw. der Anfangspunkt A der senkrechten Stellung der Heckklappe 1 entspricht, während der Endpunkt E der Stellbewegungen der Zahnstange 6 und damit der Endpunkt E des Scharniers 8 zur vollständigen Öffnung der Heckklappe 1 korrespondiert (strichpunktierte Darstellung).

Damit die Zahnstange 6 im Zuge dieser Stellbewegungen rotativ ausweichen kann, ist eine Dreipunktlagerung vor­ gesehen. Zu diesem Zweck finden sich zwei basisseitige Rollen 10, welche die Unterseite der Zahnstange 6 abstützen und ein scheitelseitiges Antriebszahnrad 11. Dieses An­ triebszahnrad 11 ist an der Oberseite der Zahnstange 6 angeordnet und kämmt mit einer dortigen Stangenverzahnung. Zwischen diesen drei Punkten 10 bzw. 11 wird die Zahnstange 6 praktisch eingeklemmt. Die Dreipunktlagerung ist in Gestalt eines gleichschenkligen Dreiecks verwirklicht.

Die beiden unterseitigen Rollen 10 sind zusammen mit einer Lagerbuchse 12 für das Antriebszahnrad 11 bzw. die An­ triebswelle 4 an zumindest einer Lagerplatte 13 befestigt. Nach dem Ausführungsbeispiel finden sich zwei Lagerplatten 13, welche das Antriebszahnrad 11 bzw. die Zahnstange 6 zwischen sich aufnehmen. Die beiden Lagerplatten 13 erstrecken sich nach dem Ausführungsbeispiel senkrecht zur Horizontalebene H und sind miteinander verbunden, z. B. durch Vernieten. Infolge der Lagerbuchse 12 für das Antriebszahnrad 11 und der beiden Lagerplatten 13, lassen sich diese Lagerplatten 13 um die Antriebswelle 4 drehen, welche diese Lagerbuchse 12 durchsetzt. Anders ausgedrückt, können die (senkrecht angeordneten) Lagerplatten 13 Rotations- oder Schwenkbewegungen um die Antriebswelle 4 in der durch einen Doppelpfeil angeordneten Art und Weise ausführen. Auf diese Weise gelingt es der Zahnstange 6 im Zuge ihrer Stellbewegungen - hervorgerufen durch Drehungen des Antriebszahnrades 11 - rotativ ausweichen zu können, nämlich indem die Lagerbuchse 12 um die Antriebswelle 4 entsprechend gedreht wird. Derartige Schwenkbewegungen sind unerlässlich, damit das Scharnier 8 überhaupt dem Kreis­ bogen K folgen kann.

Mit Hilfe des beschriebenen Schwenktürantriebes lässt sich die Heckklappe 1 üblicherweise in Haupt- oder Vor­ raststellung eines nicht ausdrücklich dargestellten Kraft­ fahrzeugtürverschlusses bringen. Eine ebenfalls nicht gezeigte Zuziehhilfe sorgt im Anschluss hieran für einen zuverlässigen Verschluss der Heckklappe 1 und gleicht ge­ gebenenfalls Toleranzen zwischen Antriebsvorrichtung 3, Abtriebsvorrichtung 5 und Heckklappe 1 aus. Die Antriebsvorrichtung 3 ist nicht selbsthemmend gestaltet, damit bei ihrem Ausfall auch ein mechanisches Schließen der Heckklappe 1 problemlos gelingt.

Die vorbeschriebene zeitliche Reihenfolge zwischen der Betätigung des Schwenktürantriebes und der Zuziehhilfe lässt sich steuerungstechnisch problemlos realisieren. Hierfür können Endschalter sorgen, die das Erreichen der jeweiligen Endpunkte A oder E dokumentieren. Erst im Anschluss hieran wird dann die Zuziehhilfe bestromt. Derartiges kann auch über eine Positionsabfrage eines obligatorischen Elektromotors 14 erfolgen.

Dieser Elektromotor 14 lässt sich auch hinsichtlich des aufgenommenen Stromes abfragen, woraus auf aufzubringende Drehmomente geschlossen werden kann. Dies ist von Be­ deutung, wenn ein Einklemmschutz realisiert werden soll. Selbstverständlich kann dies auch durch sogenannte Ein­ klemmschutzleisten verwirklicht werden, die in der Regel als leitfähige Gummischläuche ausgeführt sind und für ein Abschalten bei einem vorgegebenen Kompressionsgrad sorgen.

Jedenfalls ist der zuvor detailliert beschriebene Schwenk­ türantrieb besonders kompakt aufgebaut und überzeugt durch eine ausgeklügelte Kinematik zwischen rotativ ausweichender Zahnstange 6 und hieran angeschlossenem Schwenkhebel 7 zur Verschwenkung der Heckklappe 1.

Claims (7)

1. Schwenktürantrieb, insbesondere Kraftfahrzeugtürantrieb für beispielsweise (Heck-)Klappen (1), Kofferraumdeckel oder dergleichen, mit einer Antriebsvorrichtung (3) mit Antriebswelle (4), und mit einer von der Antriebsvorrich­ tung (3) beaufschlagbaren Abtriebseinrichtung (5), welche eine angeschlossene Schwenktür (1), insbesondere Kraftfahr­ zeugtür, um eine Türachse (2) verschwenkt, dadurch gekennzeichnet, dass

• - die Abtriebseinrichtung (5) eine Zahnstange (6) und einen hieran angeschlossenen sowie mit der Schwenktür (1) ver­ bundenen Schwenkhebel (7) aufweist, wobei
• - der Schwenkhebel (7) durch Stellbewegungen der Zahnstange (6) verursachte Rotationen um seine Hebelachse (2) aus­ führt, und wobei
• - die Zahnstange (6) im Zuge dieser Stellbewegungen rotativ ausweicht.

2. Schwenktürantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, dass die Zahnstange (6) und der Schwenkhebel (7) über ein Scharnier (8) miteinander gekoppelt sind.

3. Schwenktürantrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Scharnier (8) zwischen der Zahnstange (6) und dem Schwenkhebel (7) im Zuge der Stell­ bewegungen der Zahnstange (6) einen Kreisbogen (K) be­ schreibt, dessen Radius (R) dem Abstand Scharnier (8) - Hebelachse (2) entspricht.

4. Schwenktürantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass jeweilige Endpunkte (A, E) des Kreisbogens (K) und damit Endpunkte (A, E) der Stellbewe­ gungen der Zahnstange (6) im Wesentlichen in Horizontal­ ebene (H) angeordnet sind.

5. Schwenktürantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnstange (6) eine Drei­ punktlagerung zwischen zwei basisseitigen Rollen (10) und einem scheitelseitigen und mit einer Stangenverzahnung kämmenden Antriebszahnrad (11) aufweist.

6. Schwenktürantrieb nach Anspruch (5), dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Rollen (10) zusammen mit einer Lager­ buchse (12) für das Antriebszahnrad (11) an zumindest einer Lagerplatte (13) befestigt sind, welche um die Antriebs­ welle (4) drehbar gelagert ist.

7. Schwenktürantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung (3) einen Elektromotor (14) gegebenenfalls mit Getriebe sowie das Antriebszahnrad (11) aufweist.