DE102005059413A1

DE102005059413A1 - Gelenk für eine Tür eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102005059413A1
Application number: DE200510059413
Authority: DE
Inventors: Wilfried Wilhelm
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2005-12-13
Filing date: 2005-12-13
Publication date: 2007-06-14

Abstract

Gelenk (1) für eine Tür (2) eines Kraftfahrzeugs mit einem ersten Fixierelement (5) zur Befestigung am Chassis (3) und einem zweiten Fixierelement (6) zur Befestigung an der Tür (2). Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Gelenk (1) eine Bewegung der Tür (2) in beliebige Positionen ermöglicht, vergleichbar einem Roboterarm.

Description

Die Erfindung betrifft ein Gelenk für eine Tür eines Kraftfahrzeugs mit den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen.
Eine Standardkraftfahrzeugtür wird durch Verschwenken um eine vertikal ausgerichtete Achse geöffnet. Diese Achse befindet sich am vorderen Ende der Tür und sie ist mit dem Rohbau, also dem Chassis, verbunden. Dies ist jedoch unvorteilhaft, wenn seitlich kaum Platz zum Verschwenken der Türe ist. Um eine solche Problematik zu verhindern, sind in machen Kraftfahrzeugen Schiebetüren vorgesehen. Eine Schiebetür wird zuerst um ein paar Zentimeter von der Karosserie weg bewegt und dann parallel zu dieser nach hinten verschoben. Solche Schiebetüren werden jedoch regelmäßig lediglich bei Transportern oder Vans für den hinteren Bereich verwendet. Aus dem Sportwagenbereich sind darüber hinaus noch weitere Möglichkeiten der Verschwenkung von Türen bekannt. So ist es beispielsweise bekannt, eine Tür in ihrem oberen Bereich um eine in Fahrtrichtung ausgerichtete horizontale Achse zu verschwenken, so dass die Tür wie der Flügel eines Vogels nach oben klappt. Des Weiteren ist eine Verschwenkung von Kraftfahrzeugtüren bekannt, die ebenfalls um eine im Wesentlichen waagrechte Achse erfolgt, die jedoch im vorderen Bereich der Tür angeordnet ist und senkrecht zur Fahrtrichtung ausgerichtet ist.
In jüngerer Zeit wurde auch eine Kombination zwischen einer Drehung um eine vertikale Achse, die im vorderen Bereich der Tür mit dem Rohbau verbunden ist, und einem Verschwenken um eine horizontale Achse, die über einen Arm mit der ersten Achse verbunden ist, vorgeschlagen. Mit einer solchen Gelenkvorrichtung gemäß der EP 1 334 856 A2 kann die Tür durch gleichzeitiges Anheben und Nachaußendrücken geöffnet werden, so dass sie mit ihrem hinteren Bereich nach oben wegschwenkt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gelenk für eine Tür eines Kraftfahrzeugs mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 anzugeben, das eine an die jeweilige Parkplatzsituation und das individuelle Bedürfnis des Insassen angepasste Öffnungsbewegung ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch ein Gelenk für eine Tür eines Kraftfahrzeugs mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Eine größere Anzahl von Möglichkeiten an Öffnungsbewegungen der Tür eines Kraftfahrzeugs wird dadurch erreicht, dass das erfindungsgemäße Gelenk eine Bewegung der Tür in beliebige Positionen ermöglicht, vergleichbar einem Roboterarm. Vorteilhafterweise weist es mindestens drei Schwenkachsen auf, die nicht in der selben Ebene liegen, wobei es insbesondere bevorzugt ist, dass zwei Schwenkachsen parallel zueinander sind und die dritte Schwenkachse senkrecht auf die beiden anderen Schwenkachsen steht.
Drei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigen
1 ein erstes erfindungsgemäßes Gelenk mit drei Schwenkachsen,
2 ein zweites erfindungsgemäßes Gelenk mit drei Schwenkachsen und zusätzlicher Linearbewegung,
3 ein drittes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Gelenks im eingebauten Zustand in einer ersten Stellung und
4 das eingebaute Gelenk der 3 in einer zweiten Stellung aus derselben Richtung gesehen.
1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Gelenks 1 im nicht eingebauten Zustand. Das Gelenk 1 weist ein erstes Fixierelement 5 mit vier Befestigungslöchern 19 auf, über die das Gelenk 1 mit dem Chassis 3 (siehe 3 und 4) verbunden wird. Dies geschieht normalerweise am Rohbau im vorderen Bereich der Tür 2 (siehe 3 und 4). An dem ersten Fixierelement 5 ist ein erster Stellmotor 13 angebracht, der einen ersten Arm 10 bewegt, welcher mit dem ersten Fixierelement 5 so verbunden ist, dass er um eine vertikale erste Schwenkachse 13 bewegt werden kann. Der erste Arm 10 schließt an seinem anderen Ende als ein Gelenk 20 ab, an dem ein zweiter Stellmotor 14 angeordnet ist. Dieser zweite Stellmotor 14 bewegt einen zweiten Arm 11, der mit dem ersten Arm 10 um eine vertikale zweite Schwenkachse 8 bewegbar ist. Am anderen Ende des zweiten Arms 11 ist ein dritter Stellmotor 15 angeordnet, der ein zweites Fixierelement 6 um eine horizontale dritte Schwenkachse 9 bewegt. An dem zweiten Fixierelement 6 ist die Tür 2 (siehe 3 und 4) angebracht.
Eine Tür 2, die über ein solches Gelenk 1 mit dem Chassis 3 verbunden ist, kann mannigfaltige Bewegungen ausführen. Beispielsweise ist ein konventionelles Herausschwenken um eine vertikale Achse, hier entweder die erste Schwenkachse 7 oder die zweite Schwenkachse 8, möglich. Darüber hinaus ist auch ein Verschwenken in der Art einer Flügeltür um eine horizontale Achse, hier die dritte Schwenkachse 9, möglich. Es kann so auf die jeweilige Parksituation reagiert werden. Gibt es beispielsweise kaum seitlich Platz, dagegen nach oben genügend Platz, kann der Flügeltür-Modus verwendet werden. In diesem Fall kann die Tür 2 aber auch durch die freie Bewegbarkeit in beliebige andere Positionen gebracht werden, beispielsweise auf die Fronthaube oder auf das Dach. Ist dagegen seitlich genügend Platz, jedoch nicht nach oben, kann der konventionelle Schwenkmodus verwendet werden. Auch hier es natürlich möglich, die Tür 2 in eine beliebige andere Position zu bringen, wie beispielsweise auf die Fronthaube.
Das Verschwenken kann bei der dargestellten Ausführungsform des Gelenks 1 ohne jeglichen Kraftaufwand des Fahrzeuginsassen erfolgen, da jede der drei Schwenkachsen 7, 8, 9 jeweils über einen Stellmotor 13, 14, 15 automatisch bewegt werden kann. Zur Steuerung können im Cockpit Knöpfe, Joysticks oder jede andere Bedienungsvorrichtung verwendet werden. Die Stellmotoren 13, 14, 15 können auch lediglich zur Unterstützung der vom Fahrzeuginsassen gewünschten Bewegung auf dessen Anfangsinitiative erfolgen, indem er die gewünschte Bewegung einleitet und dann durch geeignete Elektronik die nötige Unterstützung des jeweiligen Stellmotors 13, 14, 15 erfährt. Es ist auch möglich, ganz auf die Stellmotoren 13, 14, 15 zu verzichten, so dass die Tür 2 nur rein mechanisch durch den Kraftaufwand des Fahrzeuginsassen bewegt wird. Hierbei ist jedoch darauf zu achten, dass eine Selbsthemmung der jeweiligen Drehachsen 7, 8, 9 gewährleistet ist, damit das Gelenk 1 in der jeweiligen Position bleibt, in die es der Fahrzeuginsasse bewegt hat. Es sei noch angemerkt, dass die Ausrichtung der drei Schwenkachsen 7, 8, 9 lediglich exemplarisch dargestellt ist und dass jede andere Ausrichtung jeder einzelnen der Schwenkachsen 7, 8, 9 genauso möglich ist. Es dürfen lediglich nicht alle drei Schwenkachsen 7, 8, 9 innerhalb einer Ebene liegen, damit die vorgenannten Bewegungen möglich sind.
In 2 ist ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Gelenks 1 dargestellt. Dieses ist dem in 1 dargestellten und oben beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel sehr ähnlich. Im Folgenden werden lediglich die Unterschiede zu dem in 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel erläutert.
Das Gelenk 1 weist in die entgegengesetzte Richtung als das in 1 dargestellte Gelenk 1.
Darüber hinaus haben die Arme 10, 11 andere Formen als die des ersten Ausführungsbeispiels. Neben diesen eher geringfügigen Unterschieden besteht der Hauptunterschied des in 2 dargestellten Ausführungsbeispiels darin, dass das zweite Fixierelement 6, an dem die Tür 2 (siehe 3 und 4) angebracht wird, nicht direkt auf der dritten Schwenkachse 9 angeordnet ist, sondern auf einem dritten Arm 12, der mit dem zweiten Arm 11 über die dritte Schwenkachse 9 verbunden ist. Der dritte Arm 12 ist so ausgebildet, dass an ihm ein vierter Stellmotor 16 angeordnet ist, der eine Verschiebung der Tür 2 in der Form einer Linearbewegung 17 parallel zum dritten Arm 12 ermöglicht. Dadurch ist eine zu sätzliche Bewegung der Tür 2 möglich, die einer Bewegung einer Schiebetür vergleichbar ist. Allerdings ist diese Schiebetürbewegung nicht auf eine horizontale Richtung beschränkt, sondern die Linearbewegung 17 kann über die horizontal verlaufende dritte Schwenkachse 9 unter jedem beliebigen Winkel zur Horizontalen erfolgen.
Auch hier gilt bezüglich des vierten Stellmotors 16 das schon zum ersten Ausführungsbeispiel Gesagte: Dieser kann entweder automatisch die Bewegung aufgrund einer Steuerung mittels Elektronik aus dem Cockpit durchführen oder durch eine intelligente Elektronik unterstützend wirken. Außerdem kann der vierte Stellmotor 16 auch vollkommen weggelassen werden, so dass der Fahrzeuginsasse wieder lediglich mit seiner Muskelkraft eine Linearbewegung 17 der Tür 2 erzeugt.
Das in den 3 und 4 dargestellte dritte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von den beiden ersten Ausführungsbeispielen darin, dass die Schwenkachsen 7, 8, 9 unter anderen Winkeln angeordnet sind. In 3 ist ein Teil einer Karosserie 4 im Bereich einer Türöffnung dargestellt. Das Gelenk 1 ist im vorderen Bereich eines Ausschnitts 18 der Tür 2 am Rohbau (verdeckt) angeordnet. Die erste Schwenkachse 7 ist hier durch die Tür 2 verdeckt. Sie ist anders als die jeweils erste Schwenkachse 7 in den beiden ersten Ausführungsbeispielen horizontal in Fahrtrichtung ausgerichtet. Die zweite Schwenkachse 8 ist ebenfalls horizontal in Fahrtrichtung, also parallel zur ersten Schwenkachse 7 ausgerichtet. Dagegen ist die dritte Schwenkachse 9, über die die Tür 2 mit dem Gelenk 1 verbunden ist, senkrecht zu diesen beiden Schwenkachsen 7, 8 ausgebildet, also in 3 ebenfalls horizontal aber senkrecht zur Fahrtrichtung. Dadurch kann die Tür 2 wie eine Flügeltür nach oben geschwenkt werden, wobei sie in ihrem vorderen Bereich kaum eine Bewegung vollzieht.
Auch im dritten Ausführungsbeispiel der 3 und 4 sind Stellmotoren an den einzelnen Schwenkachsen 7, 8, 9 möglich (nicht dargestellt), die, wie oben zu den beiden ersten Ausführungsbeispielen schon beschrieben, bedient werden können. Genauso gut ist es möglich, bei selbsthemmenden Schwenkachsen 7, 8, 9 auch eine Bewegung der Tür 2 nur mittels Körperkraft durchzuführen.
4 zeigt die Tür 2 in einer anderen Position als in 3. Hierbei wurde der erste Arm 10 um die erste Schwenkachse 7 (verdeckt) nach oben geschwenkt und gleichzeitig der zweite Arm 11 um die zweite Schwenkachse 8 so geschwenkt, dass er vertikal verläuft. Darüber hinaus wurde die Tür 2 um die in dieser Position vertikal verlaufende dritte Schwenkachse 9 um 90° gegenüber der in 3 dargestellten Position im Uhrzeigersinn geschwenkt. Die Tür 2 dient hier als eine Art Regenschutz, da sie dem Fahrzeuginsassen beim Aussteigen als ein Vordach zur Verfügung steht.
Eine andere, nicht dargestellte Ausführungsform des Gelenks 1 könnte auch so aussehen, dass im Bereich der ersten Schwenkachse 7 der erste Arm 10 so ausgebildet ist, dass er nicht nur um eine einzige Schwenkachse 7 rotierbar ist, sondern auch noch um eine zusätzliche weitere Schwenkachse, die senkrecht auf der ersten Schwenkachse 7 steht. Dadurch wird eine Vielzahl weiterer Bewegungsmöglichkeiten der Tür 2 ermöglicht. Darüber hinaus ist es auch möglich, eine oder mehrere Linearbewegungen 17 (siehe 2) vorzusehen, so dass noch weitere Bewegungsmöglichkeiten der Tür 2 hinzutreten. Hierzu können die jeweiligen Arme 10, 11 mit Vorrichtungen, wie in 2 dargestellt, ausgerüstet sein. Es können aber auch zusätzliche Arme vorhanden sein.
Für alle dargestellten Ausführungsbeispiele sowie für die Erfindung insgesamt gilt, dass auch mehr als drei Schwenkachsen 7, 8, 9 und mehrere Linearbewegungen 17 vorgesehen sein können. Prinzipiell ist eine Ausgestaltung dahingehend gewünscht, dass – vergleichbar zu einem Schweißroboter – die Tür 2 in jede beliebige Position unter jedem beliebigen Winkel gebracht werden kann.
Hierzu ist es beispielsweise auch möglich, dass das erste Fixierelement 5 nicht ortsfest am Chassis 3 angebracht ist, sondern beweglich mit diesem verbunden ist. So kann beispielsweise eine Führungsschiene entlang des Ausschnitts 18 der Tür 2 vorgesehen sein, innerhalb der das erste Fixierelement 5 verfahren werden kann. Es kann vorgesehen sein, dass das erste Fixierelement 5 nur an diskreten Punkten innerhalb dieser Schiene fixierbar ist oder auch an jedem beliebigen Punkt des Ausschnitts 18 der Tür 2. Damit ist es beispielsweise auch möglich, dass die Tür 2 nicht nur oberhalb oder vor den Ausschnitt 18 gebracht werden kann, sondern auch hinter diesen Ausschnitt 18, also in den Bereich des hinteren Seitenfensters bzw. des hinteren Kotflügels. Damit sind noch bedeutend mehr Möglichkeiten für den Fahrzeuginsassen gegeben, wie er die Tür 2 öffnen kann, jeweils abgestimmt auf die Situation vor Ort.
Die mögliche bewegliche Ausgestaltung des ersten Fixierelements 5 ist nicht nur auf das dritte Ausführungsbeispiel der 3 und 4 beschränkt, sondern kann auch auf die beiden ersten Ausführungsbeispiele sowie jedes andere erdenklich Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Gelenks 1 angewandt werden.

Claims

Gelenk (1) für eine Tür (2) eines Kraftfahrzeugs mit einem ersten Fixierelement (5) zur Befestigung am Chassis (3) und einem zweiten Fixierelement (6) zur Befestigung an der Tür (2), dadurch gekennzeichnet, dass es eine Bewegung der Tür (2) in beliebige Positionen ermöglicht, vergleichbar einem Roboterarm.
Gelenk (1) nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es drei Schwenkachsen (7, 8, 9) aufweist, die nicht in der selben Ebene liegen, insbesondere die erste Schwenkachse (7) und die zweite Schwenkachse (8) parallel zueinander ausgerichtet sind und die dritte Schwenkachse (9) senkrecht zur ersten Schwenkachse (7) ausgerichtet ist.
Gelenk (1) nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schwenkachse (7) am ersten Fixierelement (5) ausgebildet ist.
Gelenk (1) nach einem der vorstehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Schwenkachse (9) am zweiten Fixierelement (6) ausgebildet ist.
Gelenk (1) nach einem der vorstehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es eine vierte Schwenkachse aufweist, die senkrecht zur ersten Schwenkachse (7) und senkrecht zur dritten Schwenkachse (9) ausgerichtet ist.
Gelenk (1) nach einem der vorstehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkachsen (7, 8, 9) über Arme (10, 11,12) miteinander verbunden sind, von denen mindestens einer in seiner Länge zwischen zwei Schwenkachsen (7, 8, 9) variabel ist.
Gelenk (1) nach einem der vorstehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Schwenkachse (7, 8, 9), bevorzugt jede Schwenkachse (7, 8, 9), jeweils mit einem Stellmotor (13, 14, 15, 16) verbunden ist.
Gelenk (1) nach Patentanspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der in seiner Länge variierbaren Arme (10, 11, 12), bevorzugt jeder solche Arm (10, 11, 12), jeweils mit einem Stellmotor (13, 14, 15, 16) verbunden ist.
Gelenk (1) nach einem der vorstehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Fixierelement (5) an einem Befestigungselement angebracht ist, das mit dem Chassis (3) verbunden ist und das in seiner Position gegenüber der Karosserie (4) veränderbar ist.
Gelenk (1) nach Patentanspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungselement in einer Schiene am Chassis (3) läuft.
Gelenk (1) nach einem der Patentansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Schiene entlang des Ausschnitts (18) der Tür (2) im Chassis (3) verläuft.
Gelenk (1) nach einem der Patentansprüche 9, 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungselement mit einem Stellmotor verbunden ist.