DE60110213T2

DE60110213T2 - Kraftbetätigter schliesskolben mit kniehebelartigem betätigungsmechanismus

Info

Publication number: DE60110213T2
Application number: DE60110213T
Authority: DE
Inventors: Peter Lance Oxley; Andrew Gordon PATON
Original assignee: Magna Closures Inc
Current assignee: Magna Closures Inc
Priority date: 2000-02-25
Filing date: 2001-02-09
Publication date: 2006-03-09
Anticipated expiration: 2021-02-10
Also published as: WO2001063076A1; EP1257721A1; US20030011200A1; CA2397842A1; US6666487B2; BR0108527A; AU2001233538A1; DE60110213D1; CA2397842C; EP1257721B1

Description

Gebiet der Erfindung
Diese Erfindung betrifft einen kraftbetätigten Schließkolben zum Gebrauch bei einem Kraftfahrzeug. Insbesondere betrifft diese Erfindung einen Schließkolben mit einer motorischen Antriebseinrichtung zum Feststellen eines Verschlusspaneels aus einer anfänglich eingerasteten Stellung in eine endgültig eingerastete Stellung.
Hintergrund der Erfindung
Ein Fahrzeug-Verschlusspaneel, beispielsweise eine Türe, umfasst typischerweise eine Dichtung, um zu verhindern, dass Elemente aus der Umgebung in einen Fahrgastraum eindringen. Die Dichtung mindert auch das Ausmaß der in den Fahrgastraum von außen übertragenen Geräusche. Dichtungen mit höherer Steifigkeit und stärkerem Andrückverhalten werden verwendet, um dem Verlangen der Verbraucher nach weniger Lärm im Fahrgastraum zu entsprechen. Mit anderen Worten werden neue Dichtungen eine sehr viel größere Steifigkeit als bei den bislang verwendeten aufweisen. Wie erwünscht erfordert eine Dichtung mit größerer Steifigkeit eine höhere Andruckkraft, um das Fahrzeug-Verschlusspaneel vollständig zu schließen.
Eine Lösung dieses Problems besteht im Einsatz eines kraftbetätigten Schließkolbens. Bei einer Gattung eines kraftbetätigten Schließkolbens rastet die Sperrklinken-Vorrichtung des Fahrzeug-Verschlusspaneels in einen am Fahrzeugkörper angebrachten Schließkolben ein. Das Verschlusspaneel wird daraufhin in einer anfänglich geschlossenen Stellung geschlossen, der Schließkolben wird sodann durch eine motorische Antriebseinrichtung nach innen angetrieben, die das Verschlusspaneel in einer endgültig geschlossene Stellung feststellt.
Ein Mangel bei einer derartigen Vorrichtung besteht darin, dass sie schadensanfällig ist, wenn das Verschlusspaneel mit großer Wucht zugeschlagen wird. Ein heftiges Zuschlagen des Verschlusspaneels beschädigt den Schließkolben, indem der Schließkolben in Richtung Fahrzeuginneres getrieben wird. Wenn die motorische Antriebseinrichtung direkt mit dem Schließkolben in Verbindung steht, wirken die Kräfte auf den Schließkolben, werden durch die Betätigungsvorrichtung an die motorische Antriebseinrichtung übertragen, beschädigen so die motorische Antriebseinrichtung. Instandsetzung und Austausch dieser gattungsgemäßen Vorrichtung sind auf Grund der schwer zugänglichen Montageräume, die derartigen Vorrichtungen eigen sind, kompliziert. In US-A-2903288 und DE-C-3721963 sind kraftbetätigte Schließkolben-Mechanismen offenbart, wie sie im Oberbegriff von Anspruch 1 definiert sind.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Nachteile des Standes der Technik können vermieden werden durch Bereitstellen eines kraftbetätigten Schließkolben-Mechanismus, der ein Gehäuse aufweist, welches gemäß Anspruch 1 zum Anbringen an einem Fahrzeug geeignet ist. Ein Schließkolben-Bauteil ist an dem Gehäuse angebracht und zum Gleiten zwischen einer Innen- und einer Außenstellung gezwungen. Ein äußeres Verbindungsstück ist schwenkbar an dem Schließkolben-Bauteil angeschlossen. Ein inneres Verbindungsstück ist schwenkbar an dem Gehäuse angeschlossen. Ein Feststeller verbindet die inneren und äußeren Verbindungsstücke anlenkend miteinander. Die Betätigungsbewegung des Feststellers bewirkt die Bewegung des Schließkolben-Bauteils nach innen und außen. Die Betätigungsbewegung erfolgt im Allgemeinen senkrecht zu der nach innen (und) außen gerichteten Bewegung des Schließkolben-Bauteils, wodurch der Feststeller von Belastungen isoliert wird, die durch das Schließkolben-Bauteil übertragen werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Vorteile der vorliegenden Erfindung erschließen sich leichter durch die Lektüre der nachstehenden genauen Beschreibung, wenn diese in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen erfolgt.
Es zeigen:
1 eine perspektivische Vorderansicht eines kraftbetätigten Schließkolben-Mechanismus der vorliegenden Erfindung;
2 eine perspektivische Ansicht eines Schließkolben-Bauteils des Mechanismus der 1;
3 eine perspektivische Rückansicht in Explosionsdarstellung des Schließkolben-Bauteils der 2, das innerhalb eines Gehäuses angebracht ist;
4 eine perspektivische Rückansicht des kraftbetätigten Schließkolben-Mechanismus der 1 in einer expandierten Stellung;
5 eine perspektivische Rückansicht des kraftbetätigten Schließkolben-Mechanismus der 1 in einer festgestellten Stellung;
6 eine perspektivische Rückansicht des kraftbetätigten Schließkolben-Mechanismus einer zweiten Ausführungsform;
7 eine perspektivische Rückansicht des kraftbetätigten Schließkolben-Mechanismus der 6, wobei die hintere Platte entfernt ist.
Genaue Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
Bei den Figuren, bei denen gleiche Bezugszeichen bei verschiedenen Darstellungen durchgängig gleiche oder ähnliche Teile bezeichnen, ist ein kraftbetätigter Schließkolben-Mechanismus in 1 im Allgemeinen mit 10 ausgewiesen.
Der kraftbetätigte Schließkolben-Mechanismus 10 umfasst ein innerhalb eines Gehäuses 16 angeordnetes Schließkolben-Bauteil 12. Das Gehäuse 16 weist einen Kopfteil 15 und einen Fußteil 17 auf. Das Schließkolben-Bauteil 12 umfasst eine Schließkolben-Schlaufe 34, die sich durch das Gehäuse 16 hindurcherstreckt. Insbesondere erstreckt sich die Schließkolben-Schlaufe 34 durch einen rechteckigen Schlitz in einer Vorderseite des Gehäuses 16.
Die Schließkolben-Schlaufe 34 erstreckt sich außerdem durch einen rechteckigen Schlitz in einer Abdeckplatte 40, die an das Blech des Fahrzeugs anschließt, sobald der Schließkolben eingebaut ist. Die Abdeckplatte 40 stellt ein Mittel dar zum Befestigen einer Dichtung (nicht gezeigt) zwischen dem Fahrzeugkörper und dem kraftbetätigten Schließkolben-Mechanismus 10.
Wie nachstehend noch genauer ausgeführt wird, stellen die Pfeile A und B nach innen und außen gerichtete Bewegungen des Schließkolben-Bauteils 34 dar. Wie erwünscht ist besonders die nach innen und außen gerichtete Bewegung abhängig von der Ausrichtung des Schließkolben-Mechanismus 10.
An dem Fußteil 17 des Gehäuses 16 ist ein Betätigungsgehäuse 56 angeschlossen. An dem Betätigungsgehäuse 56 ist ein Planetengetriebe-Gehäuse 20 und ein Motor oder eine motorische Antriebseinrichtung 22 angebracht. Der Motor 22 stellt eine Antriebsdrehung über das Getriebegehäuse 20 zur Betätigungsschraube 18 bereit. Motor 22 und Getriebegehäuse 20 sind von herkömmlicher Konstruktion. Jede geeignete Anordnung von Motor und Getriebegehäuse liefert zweckdienliche Ergebnisse. Die Konstruktionskriterien setzen für eine maximale Belastung der Dichtung von 750 N ein maximales Antriebsdrehmoment von ca. 360 Nmm und für eine maximale Belastung der Dichtung von 1000 N ein maximales Antriebsdrehmoment von ca. 440 Nmm voraus. Für den Fachmann liegt es nahe, eine Kombination aus Motor und Getriebegehäuse bereitzustellen, um die erwünschten Ergebnisse zu erhalten.
Außerdem könnte der Motor 22 von dem Gehäuse 16 abgesetzt angebracht und operativ über eine flexibles Betätigungskabel verbunden sein, das bei Anwendungen im Kfz-Bereich häufig eingesetzt wird.
In der 2 weist das Schließkolben-Bauteil 12 eine längliche Grundplatte 24 mit rechteckiger Form auf, worin zwei Löcher 26 angeordnet sind. Die Grundplatte 24 weist einen Schlitz 28 auf, in dem ein Betätigungsstift 30 gleitend angebracht ist. Der Betätigungsstift 30 ist in dem Schlitz 28 angebracht, um geringe nach innen und außen gerichtete Bewegungen bezüglich der Grundplatte 24 zu ermöglichen. Ein elastischer Energieabsorber 32 ist in dem Schlitz 28 angebracht. Der Energieabsorber 32 beschränkt die nach außen gerichtete Bewegung des Betätigungsstifts 30 bezüglich der Grundplatte 24 innerhalb des Schlitzes 28.
Die Schließkolben-Schlaufe 34 erstreckt sich durch die beiden Löcher 26 und schließt durch jedwedes geeignete Befestigungs- oder Anschlussmittel an die Grundplatte 24 an. Die Grundplatte 24 gleitet gezwungenermaßen in einem Paar C-förmig ausgebildeter Gleitschienen 36. Die Gleitschienen 36 nehmen die Grundplatte 24 gleitend auf, um lediglich eine nach innen gerichtete Bewegung, wie durch Pfeil A dargestellt, und eine nach außen gerichtete Bewegung, wie durch Pfeil B dargestellt, zu ermöglichen.
In der 3 wird das Schließkolben-Bauteil 12 als innerhalb des Gehäuses 16 angebracht gezeigt. Das Gehäuse 16 ist so ausgelegt, dass es die Gleitschienen 36 und die Grundplatte 24 aufnimmt. Das Schließkolben-Bauteil 12 ist durch eine Halteplatte 38 an dem Gehäuse 16 festgehalten. Die Halteplatte 38 ist innerhalb des Gehäuses 16 durch drei Befestigungsschrauben (nicht gezeigt) festgehalten.
In den 4 und 5 umfasst der kraftbetätigte Schließkolben-Mechanismus 10 auch einen Feststeller 14, der innerhalb des Gehäuses 16 angeordnet und operativ mit dem Schließkolben-Bauteil 12 verbunden ist. Der Feststeller 14 weist ein äußeres Verbindungsstück 42 auf, das schwenkbar über einen Stift 44, der einen zweiten Drehzapfen definiert, an dem Gehäuse 16 angeschlossen ist. Die Halteplatte 38 stellt eine Befestigungsstelle für das äußere Verbindungsstück 42 dar.
Ein inneres Verbindungsstück 48 ist schwenkbar an einem ersten Ende an das äußere Verbindungsstück 42 durch Verbindungsstift 46, der einen dritten Drehzapfen definiert, und an einem zweiten Ende an den Betätigungsstift 30 angeschlossen, der einen ersten Drehzapfen definiert.
Ein Betätigungsverbindungsstück 50 ist schwenkbar an einem ersten Ende an den Verbindungsstift 46 und an einem zweiten Ende an eine Lastöse 54 über einen Lastösenbolzen 52 angeschlossen. Die Lastöse 54 hat einen Schaft 55, der ein Außengewinde aufweist.
Schraubenschaft 18 weist eine Gewindebohrung im Schaftende auf. Die Lastöse 54 greift als Gewinde in den Schraubenschaft 18 ein. Die Drehung des Schraubenschafts 18 bewirkt eine Bewegung der Lastöse 54. Der Motor 22 sorgt durch Getriebegehäuse 20 für eine betätigende Drehbewegung des Schraubenschaftes, wodurch die Bewegung der Lastöse 54 in eine Richtung bewirkt wird, die senkrecht zur nach innen und außen gerichteten Bewegung verläuft. Der Schraubenschaft 18 ist innerhalb des Betätigungsgehäuses 56, das das Planetengetriebe-Gehäuse 20 trägt, mit einem Zapfenlager versehen. (Nicht gezeigte) Gewinde am Schraubenschaft 18 setzen die Drehbewegung des Planetengetriebe-Gehäuses 20 in eine lineare Senkrechtbewegung der Lastöse 54 um. Auch der Schraubenschaft 18 setzt die Bewegung von Lastöse 54 gezwungenermaßen in eine Linearbewegung um.
Für den Fachmann ist es nun nahe liegend, dass viele Verfahren existieren, eine Linearbewegung der Lastöse 54 zu erreichen.
Insbesondere für 4 gilt, dass sich die Schließkolben-Schlaufe 34 in einer Außenstellung (durch Pfeil B gezeigt) befindet, derart, dass das Betätigungsverbindungsstück 50 durch die Lastöse 54 in eine nach unten gerichtete Stellung gezwungen wird. Der dritte Drehzapfen (Verbindungsstift 46) ist nicht bündig mit dem ersten Drehzapfen (Betätigungsstift 30) und dem zweiten Drehzapfen (Stift 44). In dieser Außenstellung ist die lineare Entfernung zwischen dem eingespannten Stift 44 und dem Betätigungsstift 30 auf ein Minimum reduziert.
Die Wucht des Fahrzeug-Verschlusspaneels auf die Schließkolben-Schlaufe 34 in Richtung nach innen (durch Pfeil A gezeigt) wird auf die Grundplatte 24 übertragen und teilweise durch den innerhalb des Schlitzes 28 positionierten Energieabsorber 32 absorbiert, bevor sie auf den Betätigungsstift 30 übertragen wird. Der Energieabsorber 32 verteilt einen Großteil der auf die Schließkolben-Schlaufe 34 wirkenden Kräfte durch Bereitstellen eines sich verformenden Mittels zwischen der Grundplatte 24 und dem Betätigungsstift 30.
Mit anderen Worten reduziert die Elastizität des Energieabsorbers 32 das Ausmaß der Aufprallkräfte, die durch Zuschlagen des Fahrzeug-Verschlusspaneels auf den Feststeller 14 übertragen werden. Sämtliche verbleibenden Kräfte werden durch den Betätigungsstift 30 an das innere Verbindungsstück 48 und an den Verbindungsstift 46 übertragen. Die Kräfte am Verbindungsstift 46 werden weiterhin sowohl an das äußere Verbindungsstück 42 als auch das Betätigungsverbindungsstück 50 übertragen. Die auf das äußere Verbindungsstück 42 wirkenden Kräfte werden auf die Halteplatte 38 und weiterhin auf den Fahrzeugkörper übertragen. Die auf das äußere Verbindungsstück ausgeübten Kräfte werden durch den Lastösenbolzen 52 übertragen und werden nicht in das Planetengetriebe-Gehäuse infolge des gewindigen Eingriffs zwischen dem Schraubenschaft 18 und der Lastöse 54 übertragen. Insbesondere entgegengesetzt wirkende Kräfte, die von der Schließkolben-Schlaufe 34 ausgehen, ermöglichen dem Schraubenschaft 18 keine Drehung infolge der gewählten Gewindesteigung der Gewinde von Schraubenschaft 18. Die betreffende Erfindung schützt daher die Getriebe des Planetengetriebe-Gehäuses 20 vor der Wucht eines zuschlagenden Verschlusspaneels.
Insbesondere für 5 gilt, dass der Feststeller 14 die Schließkolben-Schlaufe 34 (in 5 dem Anblick entzogen) von der Außenstellung in eine Innenstellung bewegt, um das Fahrzeug-Verschlusspaneel in eine endgültig geschlossene oder festgestellte Position zu ziehen. Die motorische Antriebseinrichtung 22 wird betätigt, um das Planeten-Getriebegehäuse 20 und den Schraubenschaft 18 zu drehen. Der Schraubenschaft 18 treibt die Lastöse 54 in Richtung des Kopfteils 15 von Gehäuse 16. Die Bewegung der Lastöse 54 schiebt den Verbindungsstift 46 nach oben, wo er mit dem festgestellten Stift 44 und dem Betätigungsniet 30 bündig abschließt. Wie erwünscht befinden sich angesichts der bündig abschließenden äußeren 42 und inneren 48 Verbindungsstücke der festgestellte Stift 44 (der zweite Drehzapfen) und der Betätigungsstift 30 (erster Drehzapfen) in maximaler linearer Entfernung und schließen im Großen und Ganzen bündig ab. Angesichts des vollkommen in Innenstellung befindlichen Verschluss-Paneels wird die Schließkolben-Schlaufe 34 durch Feststeller 14 verriegelt. Der Energieabsorber 32 in dem Schlitz 28 der Grundplatte 24 absorbiert die Wucht, die innen auf die Schließkolben-Schlaufe 34 wirkt. Die verbleibenden Kräfte werden auf den Fahrzeugkörper übertragen und werden nicht durch das Betätigungsverbindungsstück 50 hindurchgerichtet.
Da die inneren 48 und äußeren 42 Verbindungsstücke bündig abschießen, geht der mechanische Vorteil gegen unendlich. Der Einsatz dieser „kniehebelartigen" Vorrichtung ist von entscheidender Bedeutung, um starke Kräfte auf die Dichtung mit einem relativ kleinen Stellmotor zu überwinden.
In den 6 und 7 ist eine zweite Ausführungsform eines kraftbetätigten Schließkolben-Mechanismus 60 der vorliegenden Erfindung dargestellt. Die zweite Ausführungsform ist mit der ersten Ausführungsform identisch, abgesehen davon, dass der kraftbetätigte Schließkolben-Mechanismus ein Stellrad 66 aufweist, das operativ an dem Schraubenschaft 18 angebracht ist. Eine rückwärtige Platte 62 bedeckt die Rückseite des Betätigungsschraubengehäuses 56. Die rückwärtige Platte 62 hat einen Schlitz 64, durch den sich das Stellrad 66 hindurcherstreckt. Wird das Stellrad 66 von Hand gedreht, bewirkt dies die Bewegung der Schließkolben-Schlaufe 68 nach innen und außen. Wahlweise kann das Getriebegehäuse dieser Ausführungsform mit einer Kupplung versehen werden, um eine gegenläufige Bewegung der Betätigungsschraube 18 zu ermöglichen und um entgegenwirkende Kräfte so gering als möglich zu halten.
Die Beschreibung der Erfindung ist in veranschaulichender Form erfolgt und es versteht sich, dass die verwendete Terminologie eher dem Zweck der Beschreibung dient als Einschränkungen vorzunehmen. Im Lichte der vorgenannten Lehre sind zahlreiche Modifikationen und Variationen der vorliegenden Erfindung möglich, ohne dass der Rahmen der Ansprüche verlassen wird. Daher versteht es sich, dass die Erfindung auch in anderer Weise umgesetzt werden kann als dies im Einzelnen der Beschreibung zu entnehmen ist.

Claims

Kraftbetätigter Schließkolben-Mechanismus (10), der aufweist: ein Gehäuse (16), das zum Befestigen an einem Fahrzeug geeignet ist, und ein Schließkolben-Bauteil (12), das gleitend an dem Gehäuse (16) zur Bewegung zwischen einer Innen- und einer Außenstellung befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass dieser des Weiteren aufweist: ein inneres Verbindungsstück (48), das schwenkbar an das Schließkolben-Bauteil (12) an einem ersten Drehzapfen (30) angeschlossen ist, ein äußeres Verbindungsstück (42), das schwenkbar an dem Gehäuse (16) an einem zweiten Drehzapfen (44) und schwenkbar an das innere Verbindungsstück (48) an einem dritten Drehzapfen (46) angeschlossen ist, und einen Feststeller (14), der das innere und äußere Verbindungsstück (48, 42) an dem dritten Drehzapfen (46) anlenkend miteinander verbindet, wobei die Betätigungsbewegung des Feststellers (14) die Bewegung des Schließkolben-Bauteils (12) nach innen und außen durch eine zu dem ersten und zweiten Drehzapfen (30, 44) fluchtende und nicht fluchtende Hin- und Herbewegung des dritten Drehzapfens (46) bewirkt.
Kraftbetätigter Schließkolben-Mechanismus nach Anspruch 1, wobei der schwenkbare Anschluss des inneren Verbindungsstücks (48) an das Schließkolben-Bauteil (12) ein dazwischen angeordnetes elastisches Element (32) aufweist.
Kraftbetätigter Schließkolben-Mechanismus nach Anspruch 2, wobei das elastische Element (32) so positioniert ist, dass es Kräfte aufnimmt, die das Schließkolben-Bauteil (12) zur Bewegung in Richtung der Innenstellung zwingen.
Kraftbetätigter Schließkolben-Mechanismus nach Anspruch 1, wobei der Feststeller (14) umfasst: ein Betätigungsverbindungsstück (50), das mit dem dritten Drehzapfen (46) verbunden ist; eine Stange (54, 55), die schwenkbar mit dem Betätigungsverbindungsstück (50) verbunden ist, wobei sich die Stange (54, 55) gezwungenermaßen linear in eine Richtung bewegt, die im Wesentlichen senkrecht zu der Bewegung des Schließkolben-Bauteils (12) verläuft; einen Betätigungsschaft (18), der als Gewinde in die Stange (54, 55) eingreift, wobei die betätigende Drehbewegung des Betätigungsschafts (18) eine entsprechende lineare Bewegung der Stange (54, 55) bewirkt.
Kraftbetätigter Schließkolben-Mechanismus nach Anspruch 4, wobei der Feststeller (14) einen Motor (22) umfasst, der operativ in den Betätigungsschaft (18) durch ein Getriebegehäuse (20) eingreift.
Kraftbetätigter Schließkolben-Mechanismus nach Anspruch 1, wobei das Schließkolben-Bauteil (12) aufweist: eine Grundplatte (24), einen Schließkolben (34), der auf der Grundplatte (24) befestigt ist, und ein Paar Gleitschienen (36), die in dem Gehäuse (16) befestigt sind, wobei die Gleitschienen (36) die Grundplatte (24) in gleitendem Eingriff aufnehmen.
Kraftbetätigter Schließkolben-Mechanismus nach Anspruch 6, wobei die Grundplatte (24) ein elastisches Element (32) aufweist, das zwischen der Grundplatte (24) und dem ersten Drehzapfen (30) angeordnet ist.
Kraftbetätigter Schließkolben-Mechanismus nach Anspruch 7, wobei das elastische Element (32) so positioniert ist, dass es Kräfte aufnimmt, die das Schließkolben-Bauteil (12) zur Bewegung in Richtung der Innenstellung zwingen.
Kraftbetätigter Schließkolben-Mechanismus nach Anspruch 7, wobei die Grundplatte (24) eine Öffnung (28) aufweist und die Öffnung (28) das elastische Element (32) und einen Betätigungssstift (30) des ersten Drehzapfens aufnimmt.