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Die Erfindung betrifft einen Türfeststeller mit zwei Schaltzuständen zum stufenlosen Feststellen einer Fahrzeugtür nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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In der
DE 196 22 110 A1 ist ein stufenlos verstellbarer Türfeststeller offenbart. Der Türfeststeller weist eine Haltestange auf, die über einen Klemmmechanismus in jeder beliebigen Position festgehalten werden kann. Der Klemmmechanismus besteht aus Klemmbacken, die über eine vorgespannte Feder gegen einen Anschlag gedrückt werden und dadurch die Haltestange festsetzen.
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Neben den elektromechanischen Türfeststellern sind auch hydraulische Türfeststeller, wie beispielsweise in der
DE 42 39 681 A1 und in der
DE 36 29 250 A1 offenbart, bekannt.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es einen im Vergleich zum Stand der Technik weiterentwickelten, insbesondere elektromechanischen, Türfeststeller aufzuzeigen, der innerhalb eines begrenzten Schwenkbereichs der Fahrzeugtür gegenüber der Karosserie in beliebigen Winkelstellungen feststellbar ist.
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Zur Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe wird der im Anspruch 1 angegebene Türfeststeller vorgeschlagen. Optionale vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich ganz oder teilweise aus den abhängigen Ansprüchen.
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Der erfindungsgemäße Türfeststeller mit zwei Schaltzuständen zum stufenlosen Feststellen einer Fahrzeugtür umfasst ein Gehäuse, eine in dem Gehäuse angeordnete Stange sowie eine in dem Gehäuse angeordnete Klemmvorrichtung. Die Klemmvorrichtung weist einen geschlossenen und einen offenen Schaltzustand auf. Im offenen Schaltzustand ist die Stange relativ zum Gehäuse linear bewegbar. Im geschlossenen Schaltzustand hingegen ist die Linearbewegung zumindest in einer Richtung zwischen Stange und Gehäuse blockiert. Der erfindungsgemäße Türfeststeller zeichnet sich dadurch aus, dass die Klemmvorrichtung mehrere Wälzkörper zur Herstellung einer Klemmverbindung zwischen Gehäuse und Stange aufweist. Diese Klemmverbindung kann in beliebigen Positionen der Fahrzeugtür hergestellt und auch wieder gelöst werden. Das bedeutet, dass der Türfeststeller einen schaltbaren Freilauf darstellt, der zwischen Karosserie und Fahrzeugtür angeordnet ist und ein stufenloses Sperren gewährleistet. Dabei ist die Stange des Türfeststellers mit der Karosserie oder mit der Fahrzeugtür schwenkbar verbunden. Das nicht mit der Stange verbundene Teil ist mit dem Gehäuse des Türfeststellers schwenkbar verbunden.
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Die Stange ragt dabei mindestens auf einer Stirnseite des Gehäuses heraus. Vorzugsweise ragt die Stange auf beiden Stirnseiten des Gehäuses heraus. Allerdings kann alternativ auch das Gehäuse ein Ende der Stange umschließen.
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Als Wälzkörper können typische Wälzkörper wie Kugeln oder Rollen verwendet werden. Die Rollen können beispielsweise eine zylindrische Form mit oder ohne einer mittigen Einschnürung aufweisen. Die hier verwendeten Wälzkörper übernehmen keine Lagerungsaufgabe, sondern dienen alleine zum Herstellen einer Klemmverbindung zwischen Stange und Gehäuse.
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Vorzugsweise sind die Wälzkörper in einem Käfig geführt, der radial außerhalb der Stange angeordnet ist. Das bedeutet, dass sich der Käfig radial zwischen Gehäuse und Stange befindet. An einer Stirnseite des Käfigs liegt vorzugsweise eine Feder an, die mit dem Gehäuse in Wirkverbindung steht. Die Feder ist beispielsweise als Druckfeder ausgebildet.
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Des Weiteren weist der Käfig vorzugsweise an einer Stirnseite eine Steuerkontur auf, die mit einer zur Umschaltung zwischen beiden Schaltzuständen vorgesehenen Steuergabel korrespondiert. Es ist zweckmäßig, wenn die Steuerkontur an der Stirnseite des Käfigs als progressive Kurve ausgebildet ist. Unter progressive Kurve wird eine Steuerkontur verstanden, bei der sich die Linearbewegung des Käfigs in einem bestimmten Verhältnis allmählich steigert. Dabei wird vorzugsweise die Linearbewegung vom offenen Schaltzustand zum geschlossenen Schaltzustand als progressive Bewegung definiert. Das bedeutet, dass bei gleichbleibender Geschwindigkeit der Steuergabel die Bewegung der Steuergabel in eine Axialbewegung des Käfigs mit zunehmender Geschwindigkeit umgesetzt wird. Durch die progressiv ausgebildeten Steuerkonturen ändert sich die Übersetzung im Verlauf der Stellbewegung. Die Steuergabel wird dabei vorzugsweise von einem Elektromagneten aktuiert. Mittels des Elektromagneten kann zwischen dem offenen und dem geschlossenen Schaltzustand hin und her geschaltet werden. Der Elektromagnet oder eine Anordnung aus mehreren Elektromagneten kann dabei entweder dazu ausgebildet sein, eine Kraft in einer einzigen definierten Richtung zu erzeugen oder dazu ausgebildet sein, wahlwiese in einer bestimmten Richtung oder in der Gegenrichtung eine Kraft zu generieren.
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Ferner ist bei dem erfindungsgemäßen Türfeststeller vorzugsweise ein mechanischer Flip-Flop-Schalter zwischen Elektromagnet und Steuergabel angeordnet, so dass beide Schaltzustände, geschlossen und offen, stabil sind. Ein Flip-Flop-Schalter ist ein bistabiler Schalter, der die Möglichkeit besitzt, zwischen zwei stabilen Zuständen nur durch einen äußeren Impuls hin und her zu schalten. Der äußere Impuls wird von dem Elektromagneten eingebracht, wodurch die Steuergabel wahlweise zum Elektromagneten hin oder vom Elektromagneten weg bewegt wird. Der Flip-Flop-Schalter ist dabei vorzugsweise als Federelement, insbesondere als Tellerfeder, ausgebildet.
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Es ist des Weiteren zweckmäßig, wenn alle Elemente der Klemmvorrichtung, insbesondere Käfig, Steuergabel, Flip-Flop-Schalter und Elektromagnet, von dem Gehäuse des Türfeststellers umgeben sind.
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Des Weiteren ist beispielsweise ein Klemmelement, welches die Wälzkörper kontaktiert, in dem Gehäuse integriert, wobei das Klemmelement eine verjüngende Innenwandung aufweist. Das Klemmelement kann als einzelnes mit dem Gehäuse fest verbundenes Bauteil ausgeführt oder direkt im Gehäuse integriert sein, so dass das Gehäuse mit Klemmelement ein einziges Element darstellt. Dabei weist die Innenwandung des Klemmelements eine Verjüngung auf. Die verjüngende Innenwandung des Klemmelements sowie die Oberfläche der Stange stellt jeweils eine Klemmfläche für die Wälzkörper dar.
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In besonders einfachem Aufbau des Türfeststellers ist die Linearbewegung zwischen Gehäuse und Stange im geschlossenen Schaltzustand nur in einer Richtung gesperrt. Das heißt, dass eine Linearbeweglichkeit in eine Richtung unabhängig vom Schaltzustand immer gegeben ist. Somit ist die Fahrzeugtür in einer Schwenkrichtung feststellbar und in die entgegengesetzte Schwenkrichtung frei beweglich, sofern nicht ein weiterer, die Schwenkbarkeit beeinflussender Mechanismus vorhanden ist.
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In weiterentwickeltem, komplexerem Aufbau des Türfeststellers umfasst dieser zwei Klemmvorrichtungen, welche in einander entgegengesetzten Richtungen wirksam sind. Die beiden Klemmvorrichtungen können hierbei mittels eines gemeinsamen Betätigungsmechanismus, welcher insbesondere eine einzige, elektromechanisch verschiebbare Steuergabel umfasst, betätigbar sein. Im geschlossenen Schaltzustand ist bei diesem Aufbau jegliche Verschwenkung der Fahrzeugtür blockiert.
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Weitere Einzelheiten, Merkmale, Merkmalskombinationen und Wirkungen auf der Basis der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung zweier bevorzugter, beispielhafter Ausführungsformen der Erfindung sowie aus den Zeichnungen. Diese zeigen in:
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1 eine erste erfindungsgemäße Ausführungsform eines stufenlosen Türfeststellers im geschlossenen Schaltzustand,
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2 den Türfeststeller aus 1 im offenen Schaltzustand,
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3 ein zweites Ausführungsbeispiel eines stufenlosen Türfeststellers im geschlossenen Schaltzustand in einer Ansicht analog 1,
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4 den Türfeststeller aus 3 im offenen Schaltzustand in einer Ansicht analog 2,
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5 eine schematische Darstellung eines eingebauten erfindungsgemäßen Türfeststellers.
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Einander entsprechende oder prinzipiell gleichwirkende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
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In der 1 und in der 2 ist eine nur einseitig wirksame Ausführungsform eines Türfeststellers 1 im geschlossenen und im offenen Schaltzustand dargestellt. Der Türfeststeller 1 weist ein Gehäuse 2, eine Stange 3 sowie eine Klemmvorrichtung 4 auf. Das Gehäuse 2 umgibt die Stange 3 teilweise und ist radial außerhalb der Klemmvorrichtung 4 angeordnet. Die Klemmvorrichtung 4 ist radial zwischen Stange 3 und Gehäuse 2 angeordnet.
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Das Gehäuse 2 weist ein integriertes Klemmelement 5 auf. Alternativ kann das Klemmelement 5 als eigenständiges Bauteil ausgebildet sein, das mit dem Gehäuse 2 fest verbunden ist. Das Klemmelement 5 weist einen Anschlag 6 für eine Feder 7, insbesondere Druckfeder, sowie eine sich verjüngende Innenwandung auf. Die mit 8 bezeichnete Verjüngung der Innenwandung ist bezüglich des Anschlags 6 derart ausgerichtet, dass der kleinste Innendurchmesser der Verjüngung 8 des Klemmelements 5 am Übergang der Verjüngung 8 zum Anschlag 6 gegeben ist. Die Verjüngung 8 sowie die Oberfläche der Stange 3 stellen jeweils eine Klemmfläche dar.
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Die Klemmvorrichtung 4 weist einen axial verschiebbaren Käfig 9 auf, in dem mehrere Wälzkörper 10 geführt werden. Die Wälzkörper 10 sind in dieser Ausführungsform als Kugeln ausgebildet und besitzen die Aufgabe, eine zumindest mittelbare Klemmverbindung zwischen Stange 3 und Gehäuse 2 herzustellen. Hierfür wird der Käfig 9 axial soweit in Richtung Anschlag 6 des Gehäuses 2 verschoben, dass die Wälzkörper 10 zwischen Klemmelement 5 und Stange 3 eingeklemmt sind. Dadurch wird in Richtung des Anschlags 6 des Gehäuses 2 die Bewegung zwischen Gehäuse 2 und Stange 3 gesperrt.
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An der dem Anschlag 6 des Gehäuses 2 zugewandten Stirnseite 11 des Käfigs 9 liegt das andere Ende der Feder 7 an. Das bedeutet, dass die Feder 7 axial, ausgehend von der Längsachse der Stange 3, zwischen Käfig 9 und Anschlag 6 des Gehäuses 2 eingespannt ist. Der Käfig 9 ist federbelastet, damit die Klemmverbindung zwischen Stange 3 und Gehäuse 2 gelöst werden kann. Das heißt, die Feder 7 stellt die Lösung der Klemmverbindung sicher.
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Die andere Stirnseite 12 des Käfigs 9 weist eine Steuerkontur 13 auf, die als progressive Kurve ausgebildet ist. In die Steuerkontur 13 greift eine Steuergabel 14 ein, die im vorliegenden Ausführungsbeispiel im offenen Schaltzustand gemäß 2 radial beidseitig über den Käfig 9 herausragt. Im geschlossenen Schaltzustand hingegen, wie in 1 ersichtlich, ragt die Steuergabel 14 nur radial einseitig über den Käfig 9 heraus. Die Steuergabel 14 wird von einem Elektromagneten 15 betätigt, wobei zwischen Steuergabel 14 und Elektromagnet 15 ein Flip-Flop-Schalter 16 geschaltet ist. Dadurch bleiben die beiden Schaltzustände des Türfeststellers 1 bis zur Einbringung eines äußeren Impulses über den Elektromagneten 15 stabil in dem jeweiligen Schaltzustand. Der Flip-Flop-Schalter 16 ist in dieser Ausführungsform als Tellerfeder ausgebildet. Die Steuergabel 14, der Elektromagnet 15 sowie der Flip-Flop-Schalter 16 sind Teile der Klemmvorrichtung 4.
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In der 1 ist der geschlossene Schaltzustand des Türfeststellers 1 dargestellt. Hier sind die Wälzkörper 10 zwischen die sich in Längsrichtung der Stange 3 verjüngende Innenwandung 8 des Klemmelements 5 und die Stange 3 eingeklemmt, wodurch eine Linearbewegung der Stange 3 relativ zum Gehäuse 2 gesperrt ist. Durch Bestromen des Elektromagneten 15, der hier wahlweise in eine von zwei einander entgegengesetzten Bewegungsrichtungen ansteuerbar ist, wird die Steuergabel 14 radial bewegt, so dass sich der Käfig 9 in axialer Richtung vom Anschlag 6 des Klemmelements 5 entfernen kann. Die zwischen Anschlag 6 und Käfig 9 angeordnete Feder 7 bewirkt die axiale Verschiebung des Käfigs 9, wodurch die Klemmverbindung zwischen Gehäuse 2 und Stange 3 aufgehoben und der offene Schaltzustand gemäß 2 erreicht wird. Des Weiteren wird durch die Bestromung des Elektromagneten 15 der Flip-Flop-Schalter 16 umgeschalten, so dass der offene Schaltzustand ohne weitere Bestromung des Elektromagneten 15 stabil bestehen bleibt. Bei erneutem Bestromen des Elektromagneten 15 wird in den geschlossenen Schaltzustand des Türfeststellers 1 geschalten. Auch in diesem Schaltzustand verharrt der Türfeststeller 1 ohne Energiezufuhr zum Elektromagneten 15.
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Das Ausführungsbeispiel nach 3 und 4 unterscheidet sich vom Ausführungsbeispiel nach 1 und 2 dadurch, dass der Türfeststeller 1 in der Lage ist, die Stange 3 in beiden Verschieberichtungen relativ zum Gehäuse 2 festzuhalten. Zu diesem Zweck umfasst der Türfeststeller 1 nach 3 und 4 zwei Klemmvorrichtungen 4, die in einander entgegengesetzten Richtungen wirksam sind. Beide Klemmvorrichtungen 4 werden durch eine gemeinsame Steuergabel 14 betätigt. Ebenso weist die Vorrichtung nach 3 und 4 nur einen einzigen Flip-Flop-Schalter 16 sowie einen einzigen Elektromagneten 15 auf. Die Funktionsweise der beiden Klemmvorrichtungen 4 entspricht der Funktionsweise der Klemmvorrichtung 4 des Türfeststellers nach 1 und 2.
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In der 5 ist die Einbausituation eines Türfeststellers 1 in einem Kraftfahrzeug schematisch dargestellt. Es kann sich hierbei wahlweise entweder um den Türfeststeller 1 nach 1 und 2 oder um den Türfeststeller 1 nach 3 und 4 handeln. Das Gehäuse 2 des Türfeststellers 1 ist an einer Fahrzeugtür 17 und die Stange 3 des Türfeststellers 1 an einer Karosserie 18 des hier nicht weiter dargestellten Fahrzeuges angebunden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Türfeststeller
- 2
- Gehäuse
- 3
- Stange
- 4
- Klemmvorrichtung
- 5
- Klemmelement
- 6
- Anschlag
- 7
- Feder
- 8
- Verjüngung
- 9
- Käfig
- 10
- Wälzkörper
- 11
- erste Stirnseite des Käfigs
- 12
- zweite Stirnseite des Käfigs
- 13
- Steuerkontur
- 14
- Steuergabel
- 15
- Elektromagnet
- 16
- Flip-Flop-Schalter
- 17
- Fahrzeugtür
- 18
- Karosserie
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 19622110 A1 [0002]
- DE 4239681 A1 [0003]
- DE 3629250 A1 [0003]
