-
Die Erfindung betrifft eine Schließhilfe zum Verschließen einer mit einem Türschloss versehenen Fahrzeugtür, Motorhaube, Kofferraumdeckel, Heckklappe o. dgl.
-
Eine derartige Schließhilfe ist beispielsweise aus der
DE 199 21 517 C2 bekannt. Dabei umfasst die Schließhilfe ein bolzen- oder bügelförmiges Schließelement, welches einerseits mit Hilfe eines Antriebsmotors von einer Ent- in eine Verriegelungsstellung bewegbar ist und welches andererseits in der Entriegelungsstellung durch eine dem Türschloss zugeordnete schwenkbare Gabelfalle umgreifbar ist, so dass das Schließelement bei seiner Bewegung in die Verriegelungsstellung über die Gabelfalle die Fahrzeugtür (gegen die Kraft der sich verformenden Türdichtung) in deren geschlossene Stellung zieht. Das Getriebe der Antriebseinrichtung weist ein Abtriebsrad und ein diesem nachgeschaltetes Nockenrad mit einem exzentrisch zur Drehachse angeordneten Betätigungsnocken auf, der über ein Hebelgestänge auf eine das Schließelement tragende schwenkbare Trägerplatte einwirkt.
-
Als nachteilig hat es sich bei dieser bekannten Schließhilfe unter anderem erwiesen, dass durch das zwischen dem Nockenrad und dem Trägerteil des Schließelementes angeordnete Hebelgestänge ein relativ langgestreckter Bauraum in der jeweiligen Fahrzeugkarosserie benötigt wird, der häufig nicht zur Verfügung steht.
-
Gleiches gilt auch für eine aus der
DE 37 21 963 C1 bekannte Schließhilfe, bei der die Verschiebung der das Schließelement tragenden Trägerplatte mit Hilfe eines um eine Drehachse schwenkbaren Hebelarmes erfolgt, wobei die Schwenkbewegung des Hebelarmes durch einen Nockenantrieb bewirkt wird, der über ein verschwenkbares Koppelelement an dem der Drehachse abgewandten Ende des Hebelarmes angreift.
-
Zur Schaffung einer sehr kompakten Schließhilfe hat die Anmelderin bereits in einer parallelen Patentanmeldung vorgeschlagen, dass der Betätigungsnocken des Nockenrades direkt in die Trägerplatte des Schließelementes eingreift und dessen Verschiebung bewirkt. Um bei einer derartigen Schließhilfe ein sicheres manuelles Schließen (z. B. bei Ausfall der Stromversorgung) zu ermöglichen, ist vorgesehen, dass das Nockenrad und das dem Nockenrad vorgeschaltete Abtriebsrad der Antriebseinrichtung über eine schaltbare Sperrkörperkupplung miteinander verbunden sind, die mehrere federbeaufschlagte Rastkugeln umfasst, welche seitlich formschlüssig in entsprechenden, gleichmäßig über den Umfang verteilt angeordneten Ausnehmungen des Abtriebsrades gelagert sind und von einer Druckfederanordnung gegen vertiefte Wandbereiche des Nockenrades gedrückt werden.
-
Bei einer manuellen Betätigung der jeweiligen Fahrzeugtür werden die Rastkugeln aus den vertieften Wandbereichen des Nockenrades herausgedrückt, und das Nockenrad ist gegenüber dem Abtriebsrad verdrehbar bis die Fahrzeugtür geschlossen ist.
-
Außerdem bewirkt die Sperrkörperkupplung einen Klemmschutz. Denn wird der Zuziehablauf dieser Schließhilfe behindert, weil sich in dem Spalt zwischen Fahrzeugtür und Fahrzeugkarosserie ein Gegenstand befindet, bewirkt die Kupplung, dass das Nockenrad und damit auch die Trägerplatte mit Schließbügel stehen bleiben und das Abtriebsrad sich gegenüber dem Nockenrad bis in seine Ausgangsstellung weiterdreht. Dort erzeugt ein Berührungsschalter ein entsprechendes Signal, welches von einer elektronischen Steuereinheit ausgewertet wird, die dann ihrerseits den Antriebsmotor abschaltet.
-
Da der Anpressdruck der die Rastkugeln in die vertieften Wandbereiche des Nockenrades drückenden Feder derart gewählt werden muss, dass die Schließhilfe die jeweilige Fahrzeugtür gegen den Druck der Türdichtungen sicher schließt, ohne dass dabei ein Auskuppeln des Nockenrades zu befürchten ist, muss der Anpressdruck in der Größenordnung von 800 bis 1000 N liegen. Gelangt daher zu Beginn des Zuziehens unbeabsichtigt z. B. eine Hand der die Fahrzeugtür schließenden Person in den Spalt zwischen Fahrzeugtür und Fahrzeugkarosserie, so wirken zunächst erhebliche Kräfte auf die Hand, bevor die Kupplung auskuppelt und die Schließhilfe abschaltet. Dieses kann zu ernsthaften Verletzungen der Hand führen.
-
Aus der
DE 198 11 977 A1 ist ein vorzugsweise für elektrische Lenkhilfen von Kraftfahrzeugen verwendbares Schneckengetriebe bekannt, bei dem die Schneckenwelle in axialer Richtung elastisch gelagert ist.
-
Aus der
DE 198 09 346 A1 ist eine insbesondere für Tresore verwendbare elektromechanische Schließvorrichtung bekannt, die mindestens einen zwischen einer Schließstellung und einer Offenstellung bewegbaren Sperrriegel umfasst. Der Sperrriegel ist mit einem verschiebbaren Steuerschieber verbunden, welcher von einem, mindestens zwei Elektromotoren enthaltenden Antrieb betätigbar ist, derart, dass der Steuerschieber und mit diesem der Sperrriegel zwischen Schließstellung und Offenstellung bewegbar sind.
-
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei einer Schließhilfe mit Sperrkörperkupplung zwischen dem Abtriebsrad und dem Nockenrad den Klemmschutz zu verbessern, ohne dass hierdurch die Schließfunktion der Schließhilfe beeinträchtigt wird.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere, besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung offenbaren die Unteransprüche.
-
Die Erfindung beruht im wesentlichen auf dem Gedanken, die Rastkugeln mittels einer Druckfederanordnung zu beaufschlagen, deren Steifigkeit beim Schließen der Fahrzeugtür mittels der Schließhilfe zunimmt, d. h. eine Druckfederanordnung zu verwenden, die eine progressive Federkennlinie besitzt. Dadurch wird erreicht, dass innerhalb eines ersten Schließwegabschnittes, bei dem ernsthaft die Gefahr besteht, dass ein Fremdkörper in den Spalt zwischen Fahrzeugtür und Karosserie gelangen könnte, die Steifigkeit der Druckfederanordnung und damit auch die Anpresskraft der die Rastkugeln in die Vertiefungen des Nockenrades drückenden Feder gering ist (z. B. 100 bis 300 N). Es erfolgt ein Auskuppeln der Kupplung also bereits beim Auftreten geringer Klemmkräfte.
-
Befindet sich hingegen die Fahrzeugtür kurz vor ihrer geschlossenen Stellung, bei der erhebliche Anpresskräfte zur Überwindung der Fahrzeugtürdichtung aufgebracht werden müssen, bei der aber aufgrund der geringen Spaltbreite zwischen Fahrzeugtür und Karosserie kaum mehr die Gefahr besteht, dass ein Gegenstand zwischen Fahrzeugtür und Karosserie gelangen kann, nimmt die Steifigkeit der Druckfederanordnung stark zu, so dass Anpresskräfte auf die Rastkugeln der Kupplung in der Größenordnung von 800 bis 1000 N wirken und die Kupplung auch nur beim Auftreten von Klemmkräften in dieser Größenordnung auskuppelt.
-
Erfindungsgemäß kann die schließwegabhängige Änderung der Steifigkeit der Druckfederanordnung dadurch realisiert werden, dass die Druckfederanordnung mit progressiver Federkennlinie sich auf ihrer den Rastkugeln abgewandten Seite an einer drehfest in der Schließhilfe gelagerten, aber axial verschiebbaren Druckscheibe abstützt, wobei die Druckscheibe von einer drehfest mit dem Abtriebsrad verbundenen Steuerscheibe beim Drehen des Abtriebsrades von der Ent- in die Verriegelungsstellung verschoben wird.
-
Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn die Druckfederanordnung aus mindestens einer zweistufig geschichteten Tellerfederanordnung besteht, so dass die progressive Federkennlinie der Druckfederanordnung durch mindestens zwei geradlinige Federkennlinienbereiche angenähert wird. Dabei kann die erste den Rastkugeln zugewandte Stufe der Tellerfederanordnung aus einer einzigen Tellerfeder hoher Steifigkeit und die zweite der Druckscheibe zugewandte Stufe der Tellerfederanordnung z. B. aus zwei dachförmig aneinander anliegenden Tellerfedern geringerer Steifigkeit bestehen. Bei Drehung des Abtriebsrades von der Ent- in die Verriegelungsstellung werden dann zunächst im wesentlichen nur die Tellerfedern der zweiten Stufe zusammengedrückt, bis sie einen Federblock bilden. Bis zum Erreichen des Federblockes ist die Kupplung mit geringer Kraft auskuppelbar. Beim Weiterdrehen der Antriebsscheibe ist im wesentlichen nur noch die Tellerfeder hoher Steifigkeit der ersten Stufe wirksam, so dass die Anpresskraft der Rastkugeln durch diese Tellerfeder bestimmt ist und die Kupplung nur noch mit einer wesentlich höheren Kraft auskuppelbar ist.
-
Die axiale Verschiebung der Druckscheibe zur Erhöhung der Vorspannung der Druckfederanordnung kann vorteilhafterweise dadurch erfolgen, dass die Steuerscheibe auf ihrer der Druckscheibe zugewandten Stirnseite mindestens zwei gleichmäßig über den Umfang verteilt angeordnete Steuernocken mit keilförmiger Steuerfläche umfasst, welche sich an entsprechenden keilförmigen Vorsprüngen der Druckscheibe abstützen.
-
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem folgenden anhand von Figuren erläuterten Ausführungsbeispiel. Es zeigen:
-
1 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße in einem Gehäuse angeordnete und in ihrer Entriegelungsstellung befindliche Schließhilfe mit Abtriebs- und Nockenrad, aber ohne Deckelteil und ohne dem daran angeordneten Schließelement;
-
2 einen vergrößert dargestellten Längsschnitt entlang der in 1 mit II-II bezeichneten Schnittlinie mit einer Kupplung mit Rastkugeln und einer Druckfederanordnung, wobei auch das Deckelteil mit Schließelement wiedergegeben ist;
-
3 und 4 zwei Querschnitte entlang der in 2 mit III-III und IV-IV bezeichneten Schnittlinien;
-
5 einen 2 entsprechenden Längsschnitt, wobei das Abtriebsrad sich um ca. 32° gedreht hat;
-
6 einen Querschnitt entlang der in 5 mit VI-VI bezeichneten Schnittlinie und
-
7 die Federkennlinie der für den Anpressdruck der Sperrkörper der Kupplung verwendeten Druckfederanordnung.
-
In 1 sind mit 1 eine erfindungsgemäße Schließhilfe für das Verschließen der Heckklappe eines nicht dargestellten Kraftfahrzeuges und mit 2 eine nur gestrichelt angedeutete elektronische Steuereinheit bezeichnet. Die Schließhilfe 1 wird dabei an der heckseitigen Karosserie des Fahrzeuges in dem Bereich der Heckklappenöffnung befestigt, der dem Türschloss der Heckklappe gegenüberliegt.
-
Die Schließhilfe 1 umfasst eine Antriebseinrichtung 3 mit einem Antriebsmotor 4 und einem dem Motor nachgeschalteten Getriebe 5 mit einem um eine Drehachse 9 drehbaren Abtriebsrad 6. Das Abtriebsrad 6 ist über eine Sperrkörperkupplung 7 (2) mit einem Nockenrad 8 verbunden, das ebenfalls um die Drehachse 9 drehbar angeordnet ist und einen exzentrisch zur Drehachse 9 angeordneten Betätigungsnocken 10 trägt. Dabei umfasst die Sperrkörperkupplung 7 mehrere federbeaufschlagte Rastkugeln 11, z. B. aus Stahl, die seitlich formschlüssig in entsprechende, gleichmäßig über den Umfang verteilt angeordnete Ausnehmungen 12 des Abtriebrades 6 gelagert sind und auf ihrer dem Nockenrad 8 abgewandten Seite von einer Druckfederanordnung 13 beaufschlagt werden, so dass sie in vertiefte Wandbereiche 14 des Nockenrades 8 gedrückt werden.
-
Wie 2 zu entnehmen ist, ist das Nockenrad 8 auf seiner dem Betätigungsnocken 10 abgewandten Seite als Drehlager für das Abtriebsrad 6 ausgebildet, wodurch ein besonders kompakter Aufbau der Schließhilfe 1 erreicht wird.
-
Der Betätigungsnocken 10 des Nockenrades 8 greift in eine Ausnehmung 15 einer Trägerplatte 16 ein, an der ein als Schließbügel ausgebildetes Schließelement 17 befestigt ist.
-
Die Schließhilfe 1 enthält zwei als Sensoren dienende Berührungsschalter 18, 19 (1), die über elektrische Leitungen mit der elektronischen Steuereinheit 2 verbunden sind und jeweils ein Signal erzeugen, wenn der Betätigungsnocken 10 des Nockenrades 8 die Ver- oder die Entriegelungsstellung erreicht hat. Hierzu ist an dem Abtriebsrad 6 der Antriebseinrichtung 3 ein entsprechender, sich über einen Teil des Umfanges erstreckender Längsnocken 20 vorgesehen, welcher von dem jeweiligen Berührungsschalter 18, 19 kontaktierbar ist.
-
Die Schließhilfe 1 umfasst ferner einen schwenkbar angeordneten, durch eine Drehfeder 21 beaufschlagten Sperrhebel 22, an dem sich die Trägerplatte 16 in der verriegelten Stellung der Schließhilfe 1 abstützt, um die Antriebseinrichtung 3 zu entlasten. Dabei wird die Lage des Sperrhebels 22 mittels eines mit der elektronischen Steuereinheit 2 verbundenen Berührungsschalters 23 überwacht.
-
Die Druckfederanordnung 13 besteht aus einer zweistufigen Tellerfederanordnung, wobei jede Stufe einen geradlinigen Federkennlinienbereich 100, 101 besitzt (7). Dabei besteht die erste den Rastkugeln 11 zugewandte Stufe 24 aus einer einigen Tellerfeder 26 hoher Steifigkeit (entspricht in 7 dem Federkennlinienbereich 101). Die zweite Stufe 25 besteht aus zwei dachförmig aneinanderliegenden Tellerfedern 26, 27 wesentlich geringerer Steifigkeit (entspricht in 7 dem Federkennlinienbereich 100). Diese zweite Stufe 25 stützt sich auf ihrer der ersten Stufe 24 abgewandten Seite an einer in dem Gehäuse der Schließhilfe drehfest gelagerten Druckscheibe 28 ab, welche durch eine drehfest mit dem Abtriebsrad 6 verbundenen Steuerscheibe 29 in Richtung der Drehachse 9 verschiebbar angeordnet ist.
-
Die Steuerscheibe 29 besitzt auf ihrer der Druckscheibe 28 zugewandten Stirnseite, gleichmäßig über den Umfang verteilt drei mit keilförmigen Steuerflächen 30 versehene Steuernocken 31 (3), an denen sich nach Drehung des Abtriebsrades 6 um einen vorgegebenen Winkel entsprechend keilförmig ausgebildete Vorsprünge 32 der Druckscheibe 28 (4) abstützen.
-
Nachfolgend wird die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Schließhilfe 1 beschrieben. Dabei wird von der in den 1–4 dargestellten Anordnung ausgegangen, bei der sich der Schließbügel 17 in der Entriegelungsstellung befindet. Außerdem sei die Heckklappe des nicht dargestellten Fahrzeuges an dessen heckseitiger Karosserie angelehnt, und das Türschloss befindet sich in seiner Vorraststellung, bei der die Gabelfalle des Türschlosses den Schließbügel 17 umfasst und durch eine Sperrklinke gesichert ist. Gleichzeitig mit der Sicherung der Gabelfalle durch die Sperrklinke wird über einen z. B. im Türschloss befindlichen Mikroschalter der Antriebsmotor 4 der Schließhilfe 1 über die elektronische Steuereinheit 2 aktiviert und das Nockenrad 8 dreht sich aus der in 1 dargestellten Stellung im Uhrzeigersinn.
-
Durch den Betätigungsnocken 10 des Nockenrades 8 wird der Schließbügel 17 gegen den Druck der Heckklappendichtung zum Fahrzeug hingezogen und beginnt somit die Heckklappe zuzuziehen. Nach ca. 8 mm Schließweg, was im vorliegenden Ausführungsbeispiel einer Drehung des Abtriebsrades 6 von ca. 32° entspricht, gelangen die Steuernocken 31 der Steuerscheibe 29 an die Vorsprünge 32 der Druckscheibe 28. Durch die schrägen Steuerflächen 30 der Steuernocken 31 und die Schrägflächen der Vorsprünge 32 wird die Druckscheibe 28 gegen die Tellerfedern 26, 27 gedrückt. Bei weiterer Betätigung des Abtriebsrades 6 wird durch die Druckscheibe 28 der Federweg dieser Tellerfedern 26, 27 bis auf „Block” zusammengedrückt (5 und 6). Jetzt stützt sich die Tellerfeder 24 über den Federblock direkt gegen die Druckscheibe 28 ab, so dass auch die Anpresskraft der Tellerfeder 24 an den Rastkugeln 11 in der Größenordnung zwischen 600–800 N wirksam ist (die Druckfederanordnung 13 befindet sich in 7 in dem Federkennlinienbereich 101).
-
Beim Weiterdrehen des Abtriebsrades 6 bis in die Endstellung liegt die hohe Anpresskraft der Tellerfeder 24 an der Kupplung 7 an, die für den restlichen Zuziehablauf des Schließbügels benötigt wird.
-
Sobald das Abtriebsrad 6 mit seinem Längsnocken 20 den ersten Berührungsschalter 18 erreicht hat, wird der Antriebsmotor 4 abgeschaltet.
-
Wird der Zuziehablauf der Schließhilfe 1 behindert, weil sich in der Vorraststellung in dem Spalt zwischen Kofferraum und Heckklappe ein Gegenstand befindet, bleibt das Nockenrad 8 und damit auch die Trägerplatte 16 mit Schließbügel 17 stehen und der Sperrhebel 22 verbleibt in seiner Ausgangsstellung. Dadurch drücken die Rastkugeln 11 gegen die Tellerfeder, die wiederum die Kraft an die Tellerfedern 26, 27 weitergibt. Da dieses Tellerfederpaar eine wesentlich geringere Steifigkeit aufweist als die Tellerfeder 24, drücken sich im wesentlichen nur die Tellerfedern 26, 27 zusammen, bis die Rastkugeln 11 die Raststellung des Nockenrades 8 verlassen haben. Das Abtriebsrad 6 dreht sich gegenüber dem Nockenrad 8 weiter bis in seine Ausgangsstellung. Dort erzeugt der zweite Berührungsschalter 19 ein entsprechendes Signal, welches von der elektronischen Steuereinheit 2 ausgewertet wird, die dann ihrerseits den Antriebsmotor 4 abschaltet.
-
Soll die Heckklappe geöffnet werden, so wird beispielsweise durch Betätigung eines Heckklappengriffes der Antriebsmotor 4 wiederum durch die elektronische Steuereinheit 2 aktiviert und dreht das Nockenrad 8 entgegen dem Uhrzeigersinn in seine Ausgangsstellung zurück. Dabei wird der Sperrhebel 22 zurückgedrückt und die Trägerplatte 16 des Schließbügels 17 durch den Betätigungsnocken 10 des Nockenrades 8 wieder in ihre geöffnete Stellung geschoben. Ist die Entriegelungsstellung der Schließhilfe 1 erreicht, wird der Antriebsmotor 4 ausgeschaltet und das Türschloss kann dann beispielsweise durch Betätigung eines Griffes oder eines Schließzylinders geöffnet werden.
-
Die Heckklappe kann z. B. bei einem Stromausfall auch manuell geschlossen werden, so dass der Schließbügel 17 manuell von der Ent- in die Verriegelungsstellung gedrückt wird. Hierzu wird die Heckklappe mit einer Mindestkraft zum Kraftfahrzeug hingedrückt. Dabei werden die Rastkugeln 11 der Kupplung 7 gegen die Druckfederanordnung 13 gedrückt, so dass sich das Nockenrad 8 mit dem Schließbügel 17 gegenüber dem Abtriebsrad 6 verdreht, ohne dass die Antriebseinrichtung 3 beschädigt wird. In diesem Fall braucht vorteilhafterweise die Schließkraft nur so groß zu sein wie die Anpresskraft der beiden Tellerfe- dern 26, 27 der Druckfederanordnung 13.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Schließhilfe
- 2
- elektronische Steuereinheit
- 3
- Antriebseinrichtung
- 4
- Antriebsmotor
- 5
- Getriebe
- 6
- Abtriebsrad
- 7
- Kupplung, Sperrkörperkupplung
- 8
- Nockenrad
- 9
- Drehachse
- 10
- Betätigungsnocken
- 11
- Rastkugel
- 12
- Ausnehmung
- 13
- Druckfederanordnung, Tellerfederanordnung
- 14
- vertiefter Wandbereich
- 15
- Ausnehmung
- 16
- Trägerplatte
- 17
- Schließelement, Schließbügel
- 18
- (erste) Sensor, (erster) Berührungsschalter
- 19
- (zweiter) Sensor, (zweiter) Berührungsschalter
- 20
- Längsnocken
- 21
- Drehfeder, Feder
- 22
- Sperrhebel
- 23
- Berührungsschalter
- 24
- erste Stufe, Tellerfeder
- 25
- zweite Stufe, Tellerfeder
- 26, 27
- Tellerfedern
- 28
- Druckscheibe
- 29
- Steuerscheibe
- 30
- Steuerfläche
- 31
- Steuernocken
- 32
- Vorsprung
- 100, 101
- Federkennlinienbereiche
