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Die
Erfindung betrifft ein Scharnier zur stufenlosen Arretierung einer
schwenkbaren Tür
eines Kraftfahrzeugs, mit einer ersten Scharnierhälfte und mit
einer zweiten Scharnierhälfte,
wobei eine der Scharnierhälften
mit der Tür
und die andere der Scharnierhälften
mit einer Karosseriesäule
des Kraftfahrzeugs verbindbar ist, mit Fluidkammern, die in einer
der Scharnierhälften
vorgesehen sind und die über
ein Trennelement voneinander getrennt sind, wobei die Fluidkammern
mit einem hydraulischen Schaltkreis gekoppelt sind.
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Um
verschwenkbare Kraftfahrzeugtüren nicht
nur an vorgegebenen Rastpunkten arretieren zu können, sind viele Vorrichtungen
vorgeschlagen worden, mit denen eine Kraftfahrzeugtür stufenlos
arretierbar ist. Die einzige Vorrichtung, die bis heute Eingang
in den Serieneinsatz gefunden hat, ist ein stufenloser Türfeststeller
der Firma Stabilus, der in der Automobiltechnischen Zeitschrift
ATZ 3/2004, S. 224 bis 228 beschrieben ist. Dieser Türfeststeller
umfasst einen doppelt wirkenden Hubkolben, der in einem Zylinder
geführt
ist. Diese Kolben-Zylinder-Einheit kann in einem zwischen zwei herkömmlichen Scharnieren
einer Kraftfahrzeugtür
vorgesehenen Bauraum eingebaut werden. Da die Konstruktion sehr
raumgreifend ist, wird sie, obwohl sie eine zufrieden stellende
Funktion ermöglicht,
bisher nur in Kraftfahrzeugen der Luxusklasse eingesetzt.
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Zur
Optimierung des Einbauraums werden in der
DE 197 54 167 sowie in der 199 10
782 C2 Türscharniere
vorgeschlagen, bei denen die Fluidkammern in Türscharnierteile integriert
sind. Als Fluid wird eine rheologische Flüssigkeit verwendet, deren Viskosität mit Hilfe
elektrischer oder magnetischer Felder veränderbar ist.
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In
der
DE 100 03 880 B4 wird
ein Scharnier vorgeschlagen, bei dem in eine Scharnierhälfte des Scharniers
mehrere hydraulische Kolben-Zylinder-Einheiten integriert sind.
Diese Konstruktion beansprucht ebenfalls vergleichsweise viel Bauraum und
eine vergleichsweise komplizierte Umsetzung der Schwenkbewegung
der Tür
in eine Hubbewegung der Kolben.
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Die
Erfindung geht aus von einem eingangs genannten Scharnier gemäß der
EP 0 555 271 B1 . Bei
diesem Scharnier sind die Fluidkammern durch ein dünnwandiges
Trennelement voneinander getrennt. Es hat sich herausgestellt, dass
die Abdichtung des Trennelements vergleichsweise schwierig ist.
Darüber
hinaus benötigt
das in der
EP 0 555
271 B1 vorgeschlagene Scharnier eine vergleichsweise komplizierte
hydraulische Steuerung.
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Hiervon
ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde,
ein Scharnier zu schaffen, das die stufenlose Arretierung einer schwenkbaren
Tür eines
Kraftfahrzeugs ermöglicht, das
wenig Bauraum beansprucht und so einfach aufge baut ist, dass es
einen Serieneinsatz in allen Fahrzeugklassen erlaubt.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
dass an einer der Scharnierhälfte
ein zylindrisches Gehäuse
vorgesehen ist, in dem das Trennelement relativ zu dem Gehäuse drehfest
angeordnet ist, und dass in dem Gehäuse ein teilzylindrischer Schwenkkörper gelagert
ist, der drehfest mit der anderen Scharnierhälfte verbunden ist, wobei jede
der Fluidkammern durch Abschnitte des Gehäuses, des Schwenkkörpers und
des Trennelements begrenzt ist. Dadurch, dass der Schwenkkörper teilzylindrisch
ausgebildet ist, kann er gut in dem zylindrischen Gehäuse geführt werden,
was die Abdichtung des Schwenkkörpers
erleichtert. Das Trennelement hingegen ist fest mit dem Gehäuse verbunden, so
dass die aus dem Stand der Technik bekannte Dichtungsproblematik
vermieden wird.
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Insgesamt
baut das Scharnier sehr einfach, da lediglich ein zylindrisches
Gehäuse
bereitgestellt werden muss, in dem das Trennelement drehfest angeordnet
ist, und in dem der teilzylindrische Schwenkkörper gelagert ist. Insgesamt
beansprucht das erfindungsgemäße Scharnier
nur wenig Bauraum, ist leicht zu montieren und so einfach aufgebaut,
dass es auch in unteren und mittleren Fahrzeugklassen eingesetzt
werden kann.
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Nach
einer Weiterbildung der Erfindung ist das Trennelement radial außen mit
dem Gehäuse und
radial innen an einem Achselement befestigt, das koaxial zu der
Schwenkachse des Schwenkkörpers
angeordnet ist. Das Trennelement kann vergleichsweise dünnwandig
ausgeführt
sein und in eine an dem Gehäuse
ausgebildete Nut eingreifen, so dass in diesem Bereich eine Dichtheit
der durch das Trennelement voneinander getrennten Fluidkammern gewährleistet
ist. Radial innen kann das Trennelement in entsprechender Weise
an dem Achselement befestigt sein.
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In
vorteilhafter Weise ist der Schwenkkörper an dem Achselement gelagert.
Dies ermöglicht
es, den Schwenkkörper
nicht nur radial außen
in dem zylindrischen Gehäuse
zu führen,
sondern zusätzlich radial
innen an dem Achselement. Dies ermöglicht es, den Schwenkkörper gleichzeitig
möglichst
reibungsarm innerhalb des Gehäuses
führen
zu können und
dabei den Schwenkkörper
mit vergleichsweise einfachen, weiter unten beschriebenen Mitteln
so abzudichten, dass die Fluidkammern hydraulisch voneinander getrennt
sind.
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Die
beschriebene, vereinfachte Führung
ist besonders dann gewährleistet,
wenn der Schwenkkörper
einen Winkelbereich von mindestens 120°, vorzugsweise von 180° einnimmt.
Dies bedeutet, dass ein Großteil
des zylindrischen Gehäuses
durch den Schwenkkörper
ausgefüllt
sein kann, der bei Bewegung in einer ersten Schwenkrichtung das
Volumen einer ersten Fluidkammer verkleinert, während sich das Volumen der
zweiten Fluidkammer entsprechend vergrößert. In entsprechender Weise
wird vorgeschlagen, dass die Fluidkammern jeweils einen Winkel von
maximal 120°,
vorzugsweise von 90° einnehmen.
Ausgehend von dem Trennelement sind beidseits dieses Trennelements
kreissegmentförmige
Fluidkammern angeordnet, die insgesamt beispielsweise 180° des zylindrischen
Gehäuses
ausfüllen
und die von entsprechend zugeordneten Abschnitten des Schwenkkörpers begrenzt
sind, der seinerseits einen Großteil
des zylindrischen Gehäuses
ausfüllt.
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Eine
besonders vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass
an dem Achselement und/oder an dem Schwenkkörper eine Fluidverbindung ausgebildet
ist, die die Fluidkammern in mindestens einer Endstellung der Kraftfahrzeugtür miteinander verbindet.
Eine solche Endstellung kann beispielsweise die vollständig geschlossene
Stellung der Kraftfahrzeugtür
sein. Um zu vermeiden, dass ein Öffnen
der Kraftfahrzeugtür
nur bei entsprechend hohen Betätigungskräften, die
von der Ausführung
des hydraulischen Schaltkreises abhängig sind, erfolgen kann, kann
mit Hilfe der Fluidverbindung eine hydraulisch Verbindung zwischen
den Fluidkammern geschaffen werden. Auf diese Weise kann die Kraftfahrzeugtür unter
Umgehung des hydraulischen Schaltkreises geöffnet werden. Vorzugsweise
ist die Fluidverbindung dabei derart ausgebildet, dass die Fluidkammern
auch in einem zu einer Endstellung benachbarten Schwenkbereich miteinander
verbunden sind. Dieser Schwenkbereich kann sich ausgehend von einer
vollständig
geschlossenen Stellung der Kraftfahrzeugtür bis hin zu einem Öffnungswinkel
von beispielsweise 10° erstrecken.
Nach Überschreitung dieses
Schwenkbereichs wird die Fluidverbindung durch weitere Relativdrehung
zwischen Schwenkkörper
und Gehäuse
unterbrochen, so dass der hydraulische Schaltkreis nicht mehr umgangen
wird.
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Eine
besonders vorteilhafte Ausführung
der Erfindung sieht vor, dass die Fluidkammern in axialer Richtung
des Gehäuses
durch kreisförmige
Lagerkörper
mit begrenzt sind, die an dem Schwenkkörper ausgebildet sind. Die
kreisförmigen
Lagerkörper
ermöglichen
eine besonders gute Führung
des Schwenkkörpers
innerhalb des Gehäuses.
Dadurch, dass die Lagerkörper
in axialer Richtung des Gehäuses
an den Enden des Schwenkkörpers
angeordnet sind, ergibt sich eine besonders reibungsarme, querkraftfreie
Konstruktion. Diese ermöglicht
eine sehr einfache Abdichtung des Schwenkkörpers, nämlich indem die Lagerkörper gegenüber dem
Gehäuse
mit Dichtringen abgedichtet sind.
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Weiterhin
wird vorgeschlagen, dass der Schwenkkörper in einem zwischen den
Lagerkörpern ausgebildeten
Bereich mit Dichtlippen abgedichtet ist, die sich parallel zu der
Schwenkachse des Schwenkkörpers
erstrecken. Diese Dichtlippen wirken an voneinander entfernten Enden
der beiden durch das Trennelement voneinander getrennten Fluidkammern.
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Nach
einer Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass der hydraulische
Schaltkreis ein erstes Ventil umfasst, das eine erste Fluidkammer
mit der zweiten Fluidkammer verbindet, wenn der Schwenkkörper in
einer ersten Schwenkrichtung geschwenkt wird, die einem Öffnen der
Kraftfahrzeugtür entspricht,
und dass der hydraulische Schaltkreis ein zweites Ventil umfasst,
das die zweite Fluidkammer mit der ersten Fluidkammer verbindet,
wenn der Schwenkkörper
in einer zweiten, zur ersten Schwenkrichtung entgegengesetzten Schwenkrichtung
geschwenkt wird, die einem Schließen der Kraftfahrzeugtür entspricht.
Hierdurch kann mit einem vergleichsweise einfach aufgebauten Schaltkreis
erreicht werden, dass sich die Kraftfahrzeugtür in jeder beliebigen Stellung
arretieren lässt.
Durch Auswahl oder Einstellung des Öffnungs- und des Schließdrucks
der Ventile können
für eine
Schwenkbewegung der Kraftfahrzeugtür benötigte Bedienkräfte bestimmt
werden. Die Ventile können
beispielsweise durch federbelastete Rückschlagventile oder durch vorgesteuerte
Druckregelventile gebildet sein.
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Der
hydraulische Schaltkreis kann baulich getrennt von den Scharnierhälften des
Scharniers angeordnet sein, beispielsweise in der Kraftfahrzeugtür selbst
oder an der Karosserie des Kraftfahrzeugs. Hierdurch baut das Scharnier
selbst vergleichsweise einfach. Wenn jedoch gewünscht ist, den Bauraum für den separat
bereitgestellten hydraulischen Schaltkreis einzusparen, ist es vorteilhaft,
wenn das erste Ventil und/oder das zweite Ventil in das Trennelement
und/oder in den Schwenkkörper
integriert sind. Hierdurch kann auf die Bereitstellung eines separaten
Steuerblocks, der den hydraulischen Schaltkreis umfasst, verzichtet
werden.
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Um
den Bedienkomfort bei einer Betätigung der
Kraftfahrzeugtür
weiter steigern zu können,
wird vorgeschlagen, dass dem ersten Ventil ein Schaltventil hydraulisch
vor- oder nachgeschaltet ist, das von einer Ansteuereinheit ansteuerbar
ist. Dieses Schaltventil ermöglicht
es, auch dann, wenn das erste Ventil geöffnet ist, den entsprechenden
Fließweg des
Fluids aus der ersten Fluidkammer in die zweite Fluidkammer zu unterbrechen,
so dass eine übergeordnete
Arretiermöglichkeit
geschaffen wird. Im einfachsten Fall kann die Ansteuereinheit durch
einen Schalter gebildet sein, der von einer Bedienperson manuell
betätigbar
ist. Somit kann eine Bedienperson entscheiden, dass eine Kraftfahrzeugtür in Öffnungsrichtung
blockiert sein soll, und zwar auch dann, wenn eine Bedienperson
ein Kraft aufwendet, die genügt,
um das erste Ventil zu öffnen.
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Besonders
vorteilhaft ist es, wenn die Ansteuereinheit mit einer Sensorik
zur Überwachung des
Umgebungsraums der Kraftfahrzeugtür gekoppelt ist. In diesem
Fall kann das Schaltventil betätigt werden,
wenn ein Hindernis in der Umgebung der Kraftfahrzeugtür angeordnet
ist. Dies ist in Situationen vorteilhaft, in denen eine Bedienperson,
die sich beispielsweise im Fahrzeuginnenraum befindet, Hindernisse
im Umgebungsraum der Kraftfahrzeugtür nicht wahrnimmt oder nicht
wahrnehmen kann. Durch Schalten des Schaltventils wird ein Öffnen oder
ein weiteres Öffnen
der Kraftfahrzeugtür
verhindert, um eine Kollision zwischen der Kraftfahrzeugtür und Hindernissen
im Umgebungsraum zu verhindern.
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Eine
zusätzliche
Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass ein drittes Ventil vorgesehen
ist, das hydraulisch parallel zu dem ersten Ventil geschaltet ist,
wobei das dritte Ventil bei einem höheren Druck öffnet als
das erste Ventil. Auf diese Weise kann das erste Ventil umgangen
werden, und zwar auch dann, wenn dem ersten Ventil ein Schaltventil
hydraulisch vor- oder nachgeschaltet ist. Auf diese Weise kann ein
Fluidfluss zwischen der ersten und der zweiten Fluidkammer hergestellt
werden, wenn eine Bedienperson die Tür mit einer erhöhten Öffnungskraft öffnet. Dies
ermöglicht
ein Öffnen
der Kraftfahrzeugtür auch
in Paniksituationen. Ferner kann eine Kraftfahrzeugtür auch geöffnet werden,
wenn die Sensorik in dem Umgebungsraum der Kraftfahrzeugtür ein Hindernis
erfasst hat, das leicht verformbar ist, wie zum Beispiel Buschwerk.
Bei einem entsprechend knapp eingeparkten Kraftfahrzeug ist es auch
in einer solchen Situation möglich,
die Kraftfahrzeugtür
zu öffnen.
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Auch
das dritte Ventil kann als federbelastetes Rückschlagventil oder als vorgesteuertes
Druckregelventil ausgebildet sein und kann in das Trennelement oder
den Schwenkkörper
integriert sein, um weiteren Bauraum zu sparen.
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Weitere
Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus
der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung
ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel
im Einzelnen beschrieben ist. Dabei können die in der Zeichnung gezeigten
sowie in den Ansprüchen
sowie in der Beschreibung erwähnten
Merkmale jeweils einzeln für
sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.
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Dabei
zeigen:
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1 eine
perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Scharniers, dessen Scharnierhälften eine
Relativlage einnehmen, die einer vollständig geschlossenen Kraftfahrzeugtür entspricht;
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2 eine
perspektivische Darstellung des Scharniers gemäß 1, dessen
Scharnierhälften eine
Relativlage einnehmen, die einer vollständig geöffneten Kraftfahrzeugtür entspricht;
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3 eine
perspektivische, teilweise geschnittene Ansicht des Scharniers gemäß 1;
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4 eine
perspektivische Darstellung des Schwenkkörpers des Scharniers gemäß 1;
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5 eine
Schnittansicht des Scharniers gemäß der in 4 angegebenen
Schnittlinie V-V in einer ersten Stellung des Drehkörpers;
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6 eine
Schnittansicht des Scharniers gemäß der in 4 angegebenen
Schnittlinie V-V in einer zweiten Stellung des Drehkörpers;
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7 eine
Schnittansicht des Scharniers gemäß der in 4 angegebenen
Schnittlinie V-V in einer dritten Stellung des Drehkörpers;
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8 einen
hydraulischen Schaltkreis gemäß einer
ersten Ausführungsform;
und
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9 einen
hydraulischen Schaltkreis gemäß einer
zweiten Ausführungsform.
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Gemäß 1 und 2 ist
ein Scharnier zur stufenlosen Arretierung einer schwenkbaren Tür eines
Kraftfahrzeugs insgesamt mit dem Bezugszeichen 2 bezeichnet.
Dieses weist eine erste Scharnierhälfte 4 sowie eine
zweite Scharnierhälfte 6 auf, die
relativ zu der Scharnierhälfte 4 um
eine Schwenkachse 8 verschwenkt werden kann. Die erste
Scharnierhälfte 4 kann
mit einer Karosseriesäule
eines Kraftfahrzeugs verbunden werden; die zweite Scharnierhälfte 6 mit
einer Tür
des Kraftfahr zeugs. Das in der Zeichnung dargestellte Scharnier 2 kann
bei in Fahrtrichtung vorne angeschlagenen Kraftfahrzeugtüren beispielsweise
an der in Fahrtrichtung linken A-Säule oder B-Säule
montiert werden. Die in 1 dargestellte Relativlage der
Scharnierhälften 4 und 6 entspricht
einer geschlossenen Türstellung;
die in 2 dargestellte Relativlage der Scharnierhälfte 4 und 6 entspricht
einer vollständig
geöffneten
Türstellung.
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Die
Scharnierhälfte 4 weist
einen Befestigungsabschnitt 10 auf, der an einer der genannten Karosseriesäulen des
Kraftfahrzeugs befestigt werden kann, indem nicht dargestellte Befestigungsmittel
in dem Befestigungsabschnitt 10 ausgebildete Durchbrüche 12 durchgreifen.
An dem Befestigungsabschnitt 10 schließt sich ein in etwa senkrecht
zum Befestigungsabschnitt 10 ausgerichteter Materialabschnitt 14 an,
an dessen vom Befestigungsabschnitt 10 abgewandten Ende
ein zylindrisches Gehäuse 16 vorgesehen
ist.
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Die
Scharnierhälfte 6 weist
einen Befestigungsabschnitt 18 auf, der ebenfalls mit Durchbrüchen 12 versehen
ist, um den Befestigungsabschnitt 18 an einer Kraftfahrzeugtür zu befestigen.
von dem Befestigungsabschnitt 18 erstreckt sich ein Materialabschnitt 20,
der an seinem Ende eine in 1 mit 22 bezeichnete
Anschlagfläche
aufweist. Die Anschlagfläche 22 kann
mit einem an dem Materialabschnitt 14 der ersten Scharnierhälfte 4 ausgebildeten Anschlag 24 zusammenwirken,
um zu verhindern, dass sich eine Kraftfahrzeugtür weiter öffnen lässt, als es der in 2 dargestellten
Stellung des Scharniers 2 entspricht.
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Die
zweite Scharnierhälfte 6 ist
drehfest mit einem in 3 im eingebauten Zustand und
in 4 einzeln dargestellten Schwenkkörper 26 verbunden. Dieser
weist ein dem Materialab schnitt 20 der zweiten Scharnierhälfte 6 zugewandtes
Ende 28 auf, in den ein als Schraube ausgebildetes Befestigungselement 30 eingreift
und den Materialabschnitt 20 und somit die Scharnierhälfte 6 sowie
die daran befestigte Kraftfahrzeugtür drehfest mit dem Schwenkkörper 26 verbindet.
Unterstützt
wird diese Befestigung durch die Ausführungsform des Materialabschnitts 28,
welcher hier als Zapfen mit einem langlochförmigen Querschnitt vorgeschlagen
wird. Vorteilhaft an dieser Form ist die Verdrehsicherung zwischen
Schwenkkörper 26 und
der zweiten Scharnierhälfte 6,
welche ebenfalls einer falschen Montage vorbeugt.
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Der
Schwenkkörper 26 weist
benachbart zu seinem Ende 28 einen zylindrischen Kopfabschnitt 32 auf,
der einen Gehäusedeckel 34 durchgreift,
der fluiddicht das Gehäuse 16 verschließt. Das
Gehäuse 16 weist
an seinem dem Gehäusedeckel 34 abgewandten
Ende einen entsprechenden Gehäuseboden 36 auf.
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Der
Schwenkkörper 26 weist
einen im Wesentlichen kreisförmigen
Lagerkörper 38 auf,
der benachbart zu dem Gehäuseboden 36 angeordnet
ist. Ferner weist der Schwenkkörper 26 einen
im Wesentlichen kreisförmigen
Lagerkörper 40 auf,
der benachbart zu dem Gehäusedeckel 34 angeordnet
ist. An den Lagerkörpern 38 und 40 sind
Nuten 42 eingeformt, an denen Dichtringe aufgenommen werden können, um
den Schwenkkörper 26 gegenüber dem Gehäuse 16 abzudichten.
Zwischen den Lagerkörpern 38 und 40 weist
der Schwenkkörper 26 einen teilzylindrischen
Abschnitt 44 auf, der auf der Mantelfläche abgewandten Seite zwischen
den Lagerkörpern 38 und 40 einen
Freiraum 46 definiert. Der Freiraum 46 ist gegenüber dem
Gehäuse 16 mit
Hilfe der genannten Dichtringe und mit Hilfe von Dichtlippen abgedichtet,
die in Nuten 47, die sich parallel zur Schwenkachse 8 erstrecken,
angeordnet werden können.
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Der
Schwenkkörper 26 weist
eine zentrische Bohrung 48 auf, die sich in Einbaulage
des Schwenkkörpers 26 in
dem Gehäuse 16 koaxial
zur Schwenkachse 8 erstreckt. In der Bohrung 48 ist
gemäß 3 ein
im Wesentlichen zylindrisches Achselement 50 gelagert,
das eine nutförmige
Aussparung 52 aufweist (vergleiche auch 5).
In dieser Aussparung 52 ist ein dünnwandiges Trennelement 54 gehalten, das
mit Bezug auf die Schwenkachse 8 radial außen in einer
Aussparung 56 gehalten ist, die in dem Materialabschnitt 14 der
Scharnierhälfte 4 ausgebildet ist.
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In
Einbaulage des Schwenkkörpers 26 in dem
Gehäuse 16 bildet
der mit Bezug auf 4 beschriebene Freiraum 46 zwei
Fluidkammern 58 und 60, die durch das Trennelement 54 voneinander
getrennt sind, siehe 5 bis 7. Die Fluidkammer 58 wird
durch einen Gehäuseabschnitt 62,
einen Trennelementabschnitt 64 sowie einen Schwenkkörperabschnitt 66 begrenzt.
Die zweite Fluidkammer 60 wird begrenzt durch einen Gehäuseabschnitt 68,
einen Trennelementabschnitt 70 sowie durch einen Schwenkkörperabschnitt 72.
Die Fluidkammern 58 und 60 werden ferner in axialer
Richtung durch die Lagerkörper 38 und 40 begrenzt.
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Das
in den 5 bis 7 dargestellte Achseelement 50 weist
einen in 6 mit Bezugszeichen 74 bezeichneten
halbringförmigen
Absatz 74 auf. Dieser Absatz 74 bildet gemeinsam
mit der auch in 5 dargestellten Bohrung 48 eine
Fluidverbindung 76. Diese Fluidverbindung kann in bestimmten Stellungen
des Schwenkkörpers 26 die
Fluidkammern 58 und 60 miteinander verbinden.
In 5 ist der Schwenkkörper 26 in einer Lage
dargestellt, die einer geschlossenen Türstellung entspricht, also
der Stellung des Scharniers 2 gemäß 1. In dieser Lage
ist die Fluidverbindung 76 geschlossen, so dass die Fluidkammern 58 und 60 nicht
miteinander verbunden sind.
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Wird
der Schwenkkörper 26 entsprechend der
in 5 mit 78 bezeichneten ersten Schwenkrichtung 78 verschwenkt,
wird die Fluidverbindung freigegeben, bis eine in 6 dargestellte
Steuerkante 79 die Fluidverbindung 76 verschließt. Bei
weiterer Bewegung des Schwenkkörpers 26 in
die in 7 dargestellte Stellung ist die Fluidverbindung 76 zwischen
den Fluidkammern 58 und 60 geschlossen.
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Der
Schwenkkörper 26 ist
schematisch auch in 8 und 9 dargestellt.
Dort sind auch die Fluidkammern 58 und 60 eingezeichnet,
die voneinander durch das Trennelement 54 getrennt sind.
Die Fluidkammer 58 steht über eine Fluidleitung 80 mit der
Fluidkammer 60 in Verbindung. In der Fluidleitung 80 ist
ein erstes Ventil 82 angeordnet, ferner ein nachgeschaltetes
Drosselelement 84 sowie ein Fluidspeicher 86,
der über
ein Ventil 88 mit der Fluidleitung 80 verbunden
werden kann. Der Schwenkkörper
kann auch in einer zweiten Schwenkrichtung 90, die zur
ersten Schwenkrichtung 78 entgegengesetzt ist, verschwenkt
werden. Hierbei steht die Fluidkammer 60 über eine
Fluidleitung 92, in der ein zweites Ventil 94 angeordnet
ist, in Verbindung mit der Fluidkammer 58.
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Die
Arretierung der an der zweiten Scharnierhälfte 6 angeschlagenen
Kraftfahrzeugtür
funktioniert folgendermaßen:
Wenn die Tür
aus der in 6 dargestellten Ausgangsstellung
heraus geöffnet
wird, wird der Schwenkkörper 26 in
mit 78 bezeichneter Schwenkrichtung verschwenkt. In der
Fluidkammer 58 enthaltenes Fluid ist inkompressibel und
wird daher komprimiert. Wenn der sich in der Fluidkammer 58 aufgebaute
Druck so hoch ist, dass der Öffnungsdruck
des Ventils 82 überschritten
wird, öffnet
dieses, so dass Fluid aus der ersten Fluidkammer 58 in
die zweite Fluidkammer 60 strömen kann.
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Der Öffnungsdruck
des Ventils 82 kann beispielsweise 60 bar betragen. Der
Schließdruck
des Ventils 82 hat einen niedrigeren Wert, beispielsweise 60
% des Öffnungsdrucks,
also beispielsweise 36 bar. Solange die Kraftfahrzeugtür mit einer
Kraft betätigt
wird, die einen Druck von 36 bis 60 bar in der Fluidkammer 58 anliegen
lässt,
kann die Kraftfahrzeugtür
weiter geöffnet
werden. Fällt
die Öffnungskraft
unter einen Wert, der einem Fluiddruck von 36 bar in der Fluidkammer 58 entspricht,
schließt
das Ventil 82, so dass der Schwenkkörper 26 in seiner Bewegung
blockiert und die Kraftfahrzeugtür
arretiert ist.
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Dieser
Vorgang lässt
sich bis zu einer maximalen Öffnungsstellung
(vergleiche 2 und 7) wiederholen.
Wird die Kraftfahrzeugtür
für einen
Schließvorgang
so bewegt, dass der Schwenkkörper 26 in
der mit 90 bezeichneten Schwenkrichtung verschwenkt wird, wird das
in der Fluidkammer 60 enthaltene Fluid komprimiert, so
dass der Druck in der Fluidkammer 60 ansteigt, bis das
zweite Ventil 94 öffnet
und das Fluid aus der Fluidkammer 60 über die Fluidleitung 92 in
die Fluidkammer 58 strömen
kann. Dabei muss ein Öffnungsdruck
des zweiten Ventils 94 überwunden
werden, der beispielsweise 60 bar beträgt. Der Schließdruck des
Ventils 94 kann beispielsweise 10 % dieses Öffnungsdrucks,
also beispielsweise 6 bar betragen. Solange die Tür sich in der
Schließbewegung
befindet und der Druck in der Fluidkammer nicht unter 6 bar absinkt,
kann die Tür bewegt
werden. Durch die Ventilanordnung ist es zu jeder Zeit möglich, die
Türe zu
schließen.
Bei Unterschreitung des Schließdrucks
wird die Tür
arretiert.
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Mit
Hilfe des Drosselelements 84 kann die Strömungsgeschwindigkeit
in der Fluidleitung 80 eingestellt werden. Die Menge des
in dem hydraulischen Schaltkreis enthaltenen Fluids kann über den
Fluidspeicher 86 und über
das Ventil 88 eingestellt werden.
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Das
beschriebene Scharnier 2 ermöglicht es also, eine Kraftfahrzeugtür ausgehend
von der in 5 dargestellten Stellung weitestgehend
widerstandsfrei zu öffnen,
bis die in 6 dargestellte Stellung des
Schwenkkörpers 26 erreicht
ist. Ausgehend von dieser Stellung kommt der in 8 insgesamt
mit Bezugszeichen 95 bezeichnete hydraulische Schaltkreis
zum Tragen, so dass die Kraftfahrzeugtür in dem sich anschließenden Schwenkbereich
bis hin zu der in 2 und 7 dargestellten Stellung
des Scharniers in beliebigen Positionen arretiert werden kann.
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Der
in 9 dargestellte hydraulische Schaltkreis 96 weist
zusätzliche
Steuermöglichkeiten auf.
Hierfür
ist in der Fluidleitung dem Ventil 82 ein Schaltventil 97 vorgeschaltet.
Dieses Schaltventil ist elektromagnetisch betätigbar und in seiner Grundstellung
mit Hilfe einer Druckfeder gehalten. Bei einem Ausfall der Steuerung
befindet sich das Schaltventil 97 folglich immer in seiner
geöffneten
Stellung, so dass die Türöffnung bei
einem möglichen
Systemausfall nie behindert wird. Die Ansteuerung des Schaltventils 97 erfolgt über eine
Ansteuereinheit 98, die mit einer Sensorik 100 in
Verbindung steht, die den Umgebungsraum der Kraftfahrzeugtür überwacht.
Sollte während
eines Öffnungsvorgangs
(das heißt
in einem Zustand, in dem das Ventil 82 geöffnet ist)
ein Hindernis in dem Umgebungsraum der Kraftfahrzeugtür erfasst
werden, kann das Schaltventil 97 mit Hilfe der Ansteuereinheit 98 geschlossen
werden, so dass ein weiterer Fluidstrom von der Fluidkammer 58 in
die Fluidkammer 60 unterbunden wird. Hierdurch wird die
Kraftfahrzeugtür
arretiert, wodurch eine Beschädigung
der Kraftfahrzeugtür
durch Kollision mit dem erfassten Hindernis verhindert wird.
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Der
hydraulische Schaltkreis 96 umfasst weiterhin eine Fluidleitung 102 mit
einem dritten Ventil 104, das dem ersten Ventil 82 hydraulisch
parallel geschaltet ist. Dieses Ventil hat einen höheren Öffnungsdruck
als das Ventil 82. Hierdurch ist es möglich, eine durch das Schaltventil 97 blockierte
Tür zu öffnen, indem
eine Bedienperson eine so hohe Öffnungskraft
auf die Tür
ausübt,
dass der Fluiddruck in der Fluidkammer 58 so stark ansteigt,
dass der Öffnungsdruck
des Ventils 104 erreicht wird. Diese Funktion erlaubt es,
eine mit Hilfe des Schaltventils 97 blockierte Kraftfahrzeugtür trotzdem
zu öffnen,
jedoch mit einer gegenüber
normalen Bedienkräften erhöhten Bedienkraft.