DE69003060T2

DE69003060T2 - Türfeststeller für Kraftfahrzeuge.

Info

Publication number: DE69003060T2
Application number: DE1990603060
Authority: DE
Inventors: Ronald J Cogo; Paul J Dunbar; Robert J Gignac
Original assignee: Thunderline Corp
Current assignee: Thunderline Corp
Priority date: 1989-09-18
Filing date: 1990-09-17
Publication date: 1994-01-27
Anticipated expiration: 2010-09-18
Also published as: DE69003060D1; JPH03166473A; CA2025548A1; EP0418783B1; EP0418783A1

Description

Hintergrund der Erfindung

Bei Automobilen, Freizeitfahrzeugen, Lieferwagen, kleinen Lastkraftwagen und im Grunde allen anderen Fahrzeugen wird ein Türaufhaltemechanismus für jede Fahrzeugtür gewöhnlich als Notwendigkeit angesehen. In vielen Anwendungen sorgt der Türaufhaltemechanismus für zwei geöffnete Stellungen, bei deren einer die Tür teilweise offen ist und bei deren anderer die Tür vollständig offen ist, wenn auch die vollständig geöffnete Stellung gewöhnlich merklich weniger beträgt als neunzig Grad. In manchen Anwendungen besorgt der Türaufhaltemechanismus für ein Fahrzeug nur eine einzige Offenhalteposition.
Türaufhaltemechanismen dieser Art sind ganz üblich und werden seit vielen Jahren verwendet. Sie sind jedoch in Konstruktion und Anwendung bei weitem nicht gleichförmig. In manchen Fahrzeugen sieht der Hersteller einen Aufhaltemechanismus vor, der von den Türscharnieren getrennt ist. Bei dieser Anordnung, insbesondere in kleinen Automobilen, ist jede Tür an zwei einfachen Scharnieren aufgehängt, die keinerlei eingerastete oder festgehaltene geöffnete Position für die Tür begründen. In anderen Fällen, insbesondere in größseren Automobilen, mag der Hersteller Scharniere bevorzugen, die Aufhaltemechanismen in den Scharnierkonstruktionen selbst enthalten. So hängt bei einer typischen Konstruktion für große Automobile jede Tür an zwei Scharnieren, und eines dieser Scharniere enthält einen Türaufhaltemechanismus, der zwei festgehaltene oder eingerastete Positionen zum Offenhalten der Tür besorgt.
Türaufhaltemechanismen, wie sie bei Fahrzeugtüren verwendet werden, zeigen einige beträchtliche Schwierigkeiten. So erfordern die bei Automobilen und ähnlichen Anwendungen benutzten Türaufhaltemechanismen7 ob sie nun von Scharnieren getrennt oder mit ihnen kombiniert sind, häufig eine Schmierung, ohne die sie zum Knarren oder zur Abgabe anderer unerwünschter Geräusche neigen. Einige dieser Türaufhalteeinrichtungen erzeugen nur dann Geräusche, wenn bis zur voll eingerasteten Auf-Position oder über diese Position hinaus geöffnet wird. Viele dieser Türaufhaltemechanismen haben unzureichende Betriebslebensdauer, sie halten nicht über die ganze Lebensdauer des Fahrzeuges. Bei jedem dieser Türaufhalter kann Korrosion zu einem beträchtlichen Problem werden. Bei mindestens einigen der Türaufhaltemechanismen kann die Behandlung der Karosserie nach dem Einbau der Türen, insbesondere beim Aushärten äußerer Deckanstriche, Temperaturen erfordern, die merklich oberhalb des Toleranzbereichs der in den Türaufhaltemechanismen verwendeten Materialien liegen. So ist es für eine Fahrzeugkarosserie nicht ungewöhnlich, daß sie nach erfolgtem Einbau der Türen Temperaturen bis nahe 400ºF ausgesetzt wird, zumindest für eine kurze Dauer. Dies kann zu einer merklichen Eeschädigung des Türaufhaltemechanismus führen, egal ob er in einem Türscharnier eingebaut oder getrennt davon ist, und kann sogar einen Austausch des Türaufhalters notwendig machen.
Es ist daher eine Hauptaufgabe der Erfindung, einen neuen und verbesserten Türaufhaltemechanismus zum Regulieren der Bewegungen einer Fahrzeugtür zu schaffen, der für ein sicheres Festhalten der Fahrzeugtür in einer oder jeder von zwei definierten geöffneten Stellungen sorgt, ohne Öffnungs- und Schließbewegungen der Türen zu behindern, und der dennoch lange Lebensdauer hat und weder durch sehr hohe Temperaturen noch durch recht niedrige Temperaturen beeinträchtigt wird.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines neuen und verbesserten Türaufhaltemechanismus für eine Fahrzeugtür, der eine verlängerte Betriebslebensdauer ohne die Notwendigkeit von Schmierung hat und dennoch einfach und relativ preiswert im Aufbau und im Betrieb ist.
Die EP-A-165693 offenbart einen Türaufhaltemechanismus gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, worin das Bahnelement zwischen einem Paar von Rollen angeordnet ist, deren jede eine äußere Metallhülse und eine innere Metallhülse mit einem dazwischenliegenden Kern aus elastischem Gummi aufweist, wobei die inneren Metallhülsen auf einer festen Achse drehbar gelagert sind. Der Abstand zwischen den beiden Rollen ist so, daß sie mit ihren äußeren Metallhülsen, unter Verformung des Gummikerns, in engem Kontakt mit den Oberflächen des Bahnelementes sind. Die Folge kann sein, daß nach einer relativ kurzen Zeit die äußeren und inneren Metallhülsen ihre konzentrische Anordnung verlieren, was zu einer ungleichmäßigen Bewegung führt, wenn die Fahrzeugtür geöffnet oder geschlossen wird.
Auch die FR-A-2284740 offenbart einen Türaufhaltemechanismus gemaß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, worin ein nichtelastisches, als Rolle ausgebildetes Festhalteglied gegenüber einem anderen als Rlle ausgebildeten Festhalteglied vorgesehen ist.
Die DE-A-2406906 offenbart einen weiteren Türaufhaltemechanismus mit einem Paar von Festhaltegliedern, die nicht als Rollen ausgebildet sind und zueinander ausgerichtet sind, um in Raststellen auf entgegengesetzten Seiten eines Bahnführungsgliedes einzugreifen. Die Nichtrollen-Festhalteglieder enthalten Vorspanneinrichtungen, bestehend aus einem nachgiebigen Kern, der einen starren äußeren Kunststoffmantel trägt, der am Bahnglied angreift. Diese gleitenden Festhalteglieder neigen zu schnellem Verschleiß.
Das von der Erfindung zu lösende Problem besteht darin, ungleichmäßige Bewegung beim Öffnen oder Schließen der Tür zu vermeiden, ohne das Risiko beträchtlichen Verschleißes der Festhalteglieder einzugehen.
Dieses Problem wird durch den im Patentanspruch 1 definierten Mechanismus gelöst.
Die Erfindung wird ausführlicher anhand der Zeichnungen erläutert.
Fig. 1 ist eine teilweise auseinandergezogene perspektivische Darstellung einer Fahrzeugtüraufhängung und wird zur Beschreibung eines Türaufhaltemechanismus und zur Veranschaulichung seiner Benutzung verwendet;
Fig. 2 zeigt teilweise im Schnitt eine Draufsicht auf einen gemäß einer Ausführungsform der Erfindung konstruierten Aufhaltemechanismus für eine Fahrzeugtür bei geschlossener Tür;
Fig. 3 ist eine teilweise aufgeschnittene Draufsicht ähnlich der Fig. 2, jedoch bei vollständig geöffneter Tür;
Fig. 4 ist eine Detaildarstellung des Mechanismus nach den Figuren 2 und 3, teilweise in Schnittansicht, und
Fig. 5 ist die Ansicht eines Schnittes, der ungefähr so gelegt ist, wie es die Linie 19-19 in Fig. 4 zeigt.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Die Fig. 1 ist eine teilweise auseinandergezogene perspektivische Darstellung eines Teils der Seite eines Fahrzeuges, einschließlich eines Teils einer Türöffnung. Auf der rechten Seite der Fig. 1 ist ein rechts vorne liegender Seitenteil der Karosserie des Fahrzeuges dargestellt. Dies kann ein Automobil, ein kleiner oder großer Lastkraftwagen oder im Grunde jede andere Art von Fahrzeug sein. Der Rand der Türöffnung, längs der linken senkrechten Seite des Karosserieelementes 21, ist mit der Bezugszahl 22 bezeichnet. Dicht daneben befindet sich ein vertikales Rahmenelement 24, der Teil des Fahrzeugrahmens ist.
Die in Fig. 1 gezeigte Türanordnung enthält ein oberes Scharnier 26, das geeignete Vorkehrungen enthält, um an drei Befestigungspunkten 27 am vertikalen Rahmenelement 24 befestigt zu werden. In ähnlicher Weise ist ein zweites unteres Scharnier 29 vorhanden, das an mehreren Punkten wie z.B. den Orten 31 am vertikalen Rahmenelement befestigt ist. Außerdem ist am vertikalen Rahmenelement 24 ein Gabelkopf 33 befestigt. Der Gabelkopf 33 hat eine vertikale Achse 34. Der Gabelkopf ist ein Teil eines Türaufhaltemechanismus 40, der eine Ausfhrungsform der vorliegenden Erfindung bildet und ausführlicher in Verbindung mit den Figuren 2-5 beschrieben wird. Der Gabelkopf dient zur schwenkbaren Anlenkung eines langgestreckten Bahnelementes 36, das vom Rahmenelelment 24 und vom Gabelkopf 33 nach außen zu einer Tür 37 hin vorsteht. Das Bahnelement 36 greift durch eine Führungseinrichtung 38, die an der Tür 37 befestigt ist.
Die Tür 37 enthält ein vertikal es Tragelement 39, das in der Tür eingebaut ist. Die Führungseinrichtung 38 ist am Tragelement 39 durch eine Mehrzahl geeigneter Befestigungsmittel 41 befestigt. Der Gabelkopf 33, das Bahnelement 36 und die Führungseinrichtung 38 sind alle Teil des Türaufhaltemechanismus 40. Natürlich ist das obere Scharnier 26 an der Tür 37 befestigt, vorzugsweise wie gezeigt an Punkten 42 am Rahmenglied 39. In ähnlicher Weise ist das untere Scharnier 29 am vertikalen Tragelement 39 der Tür 37 an passenden Stellen 43 befestigt. Die beiden Scharniere 26 und 29 sollten bei richtig eingebauter Tür eine gemeinsame Schwenkachse 45 haben, die Achse für die Schwenkbewegung der Tür.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, als Türaufhalter 640 in den Figuren 2-5 gezeigt, hat ein langgestrecktes Bahnelement 636 zwei gegenüberliegende Bahnoberflächen 646 und 647, die beide in der Fig. 4 erscheinen. Wie am besten in Fig. 4 zu erkennen ist, sind in der einen Bahnoberfläche 646 zwei Vertiefungen oder Einraststellen 648 und 649 vorhanden. In der anderen Bahnoberfläche 647 befinden sich keine Einraststellen. Die Anzahl und Verteilung der Einraststellen in der Bahnoberfläche 646 sind bestimmt durch die Anzahl der Rastpositionen, welche die Tür 37 haben soll, wenn sie vom Karosserieteil 21 (Fig. 1) weg geöffnet wird, und außerdem durch die Anzahl der im Mechanismus verwendeten Rastrollen
Die Führungseinrichtung 638 des Türaufhalters 640 hat ein äußeres Gehäuse 655, vorzugsweise ein Formkörper aus einem relativ starken Kunststoff wie etwa glasfaserverstärktem Nylon. Das Gehäuse 655 ist durch Schrauben oder andere Befestigungsmittel 41 am Tragelement 39 der Tür befestigt, vgl. Fig. 4. Die Gestalt des Gehäuses 655 ist nicht besonders kritisch. Das Gehäuse bildet ein sicheres Lager für ein als Rolle ausgebildetes Festhalteglied 656 und ein nicht als Rolle ausgebildetes Festhalteglied 657. Das als Rolle ausgebildete Festhalteglied 656 greift an der einen Bahnoberfläche 646 des Bahnelementes 636 an. Das andere Festhalteglied 657 greift an der anderen Bahnoberfläche 647 des Elementes 636 an. Die Rastrolle 656, wie sie im Detail in Fig. 5 gezeigt ist, kann eine mittlere Welle 661 aufweisen, auf der die Rolle drehbar gelagert ist. Die Welle 661 kann aus gewöhnlichem Stahl stangenmaterial gebildet sein. Die Rolle 656 kann ein Formkörper aus Kunststoff wie etwa glasfaserverstärktem Kunstharz (z.B. Nylon) sein.
Das andere Festhalteglied 657 ist ein allgemein becherförmiger Gegenhalter, vorzugsweise ein Formkörper aus einem starken, starren dauerhaften Kunststoff wie etwa glasfaserverstärktem Nylon. Ein anderes geeignetes Material ist ein mit Aramidfasern gefülltes PTFE-Kunstharz. Es stützt sich auf ein elastisches Elastomer-Folster 664, welches das Glied 657 außerdem gegen die Oberfläche 647 des Bahnelementes 636 drückt. Vorzugsweise ist das federnde Polster 664 aus einem elastischen Elastomer hergestellt, welches seine Elastizität über einen großen Temperaturbereich beibehält, der wesentlich weiter reicht als die Temperaturen, die bei beliebigem Gebrauch des Fahrzeuges wahrscheinlich zu erwarten sind, und in der Tat wesentlich weiter als Temperaturen, die vom Menschen noch ausgehalten werden können. So sollte das verwendete Elastomer seine elastischen, federnden Eigenschaften bei Temperaturen weit unterhalb 20ºC (0ºF) und bei Temperaturen oberhalb etwa 200ºC (400ºF) behalten, wobei sich die zweitgenannte Förderung auf Temperaturen gründet, die beim Aushärten von Fahrzeug-Deckanstrichen angewandt werden. Vorzugsweise werden Silikonpolymergummis (Polydimethylsiloxan) für das Federpolster 664 verwendet.
Für die Erläuterung der Arbeitsweise des Fahrzeugtür-Aufhaltemechanismus 640 ist es am günstigsten, mit der geschlossenen Position der Tür 37 zu beginnen, wie sie in den Figuren 2 und 4 dargestellt ist. In diesen Darstellungen ist gezeigt, daß die Festhalteglieder 656 und 657 an den Bahnoberflächen 646 und 647 des Bahnelementes 636 angreifen (Fig. 4). Dies ist jedoch nicht unbedingt erforderlich; in der geschlossenen Stellung der Tür 37 könnten die Festhalteglieder auch von den ahnoberflächen beabstandet sein.
Um die Tür 37 zu öffnen, wird die Türverriegelung (nicht gezeigt) gelöst, und die Tür wird gegenüber dem Karosserieteil 21 und insbesondere gegenüber dessen Rahmenelement 24 in Richtung auf eine geöffnete Stellung geschwenkt (Fig. 1). Die Richtung dieser Bewegung geht, von oben betrachtet, gegen den Uhrzeigersinn um die Scharnierachse 45, wie durch den Pfeil A in Fig. 2 gezeigt. Diese Schwenkbewegung der Tür treibt die Führungseinrichtung 638 entlang dem Bahnelement 636 in der Richtung, die allgemein durch die Pfeile B in den Figuren 2 und 4 angedeutet ist, und zwingt das Bahnelement 636, ebenfalls gegen den Uhrzeigersinn um die Achse 34 des Gabelkopfes 33 zu schwenken. Diese Bewegung geht weiter, während die Tür in ihrer Öffnungsschwenkbewegung fortfährt, bis das rollenförmige Festhalteglied 656 zur Deckung mit der ersten Einraststelle 648 in der Bahnoberflälche 646 des Gliedes 636 kommt. An diesem Punkt fällt die Rastrolle 656, nachdem sie durch die Dicke des durchlaufenen Bahnelementes 636 über ein kurzes Stück von dem Rastgegenhalterglied 657 weggetrieben worden ist, in die Rastvertiefung 648 und nimmt dort Platz, wie es allgemein durch die gestrichelte Umrißlinie 656A in Fig. 4 gezeigt ist. Vergleiche auch die Umrißlinie 657A. Wenn diese Position 37A (Fig. 3) so weit liegt, wie der Fahrzeugbenutzer die Tür 37 zu öffnen wünscht, bleibt die Rolle 656 im Eingriff mit der Vertiefung 648, und die Tür wird sicher in einer teilweise geöffneten Stellung gehalten; das Tragelement 39 der Tür ist in der Position 39A, Fig.3. Bei einem typischen Kraftfahrzeug könnte dies ein Öffnungswinkel von 30º bis 40º für die Tür sein. Die Position der Führungseinrichtung 638 auf dem Bahnelement 636 für diese erste geöffnete Stellung der Tür ist allgemein durch die gestrichelte Umrißlinie 638A in Fig. 3 angedeutet.
Der Tür 37 kann dann ein zusätzlicher Anstoß gegeben werden, um sie weiter aufzuschwenken, etwa in die geöffnete Stellung, die mit durchgezogenen Linien in Fig. 3 gezeigt ist. Zu diesem Zweck wird die Tür weiter in der Uhrzeigerrichtung des Pfeils A geschwenkt, die Glieder 656 und 657 wandern entlang den Bahnoberflächen 646 und 647 des Elementes 636, bis die Rolle 656 in Eingriff mit der äußeren Rollenraststelle 649 kommt, womit die Position erreicht ist, die mit durchgezogenen Linien in der Fig. 3 gezeigt ist. Bei dieser vollständig geöffneten Stellung der Tür, bei welcher die Festhalteglieder in den Positionen 656B und 657B gemäß Fig. 4 sind, kann die gesamte Schwenkbewegung der Tür 37, angezeigt durch den Winkel D in Fig. 3, um etwa 60º gegangen sein. Bei vollständig geöffneter Stellung der Tür wird die Fahrzeugtür, ebenso wie bei der durch die Einraststelle 648 festgelegten teilgeöffneten Zwischenposition, sicher in der gewünschten offenen Stellung gehalten, was das Aus- und Einsteigen von Leuten und das Aus- und Einladen von Gegenständen aus dem bzw. in das Fahrzeug erlaubt.
Bei jeder der verschiedenen möglichen Ausführungsformen der Erfindung sollte der Türaufhaltemechanismus über die volle Lebensdauer des Fahrzeuges vorzügliche Betriebseigenschaften zeigen. Diese Türaufhaltemechanismen bringen einen leisen Betrieb über den vollen Bereich der Türbewegung, erfordern wenig oder keine Schmierung und haben ein Minimum an bewegten Teilen; sie haben leichtes Gewicht und sind anpassungsfähig für eine Verwendung mit Schrauben, Stumpfschweißen oder im Grunde jeder anderen Befestigungsanordnung. Korrosion wird wirksam vermieden; eine Justierung von Betriebskrafterfordernissen wird leicht erzielt.

Claims

1. Türaufhaltemechanismus zum Regulierung der Bewegung einer Fahrzeugtür, die an einem ersten Tragelement (39), das Teil eines Fahrzeugrahmens bildet, derart gehalten wird, daß sie schwenkbar ist zwischen einer geschlossenen Stellung und einer geöffneten Stellung, die gegenüber der geschlossenen Stellung um einen vorbestimmten Winkel versetzt ist, wobei die Fahrzeugtür ein zweites Tragelement (24) enthält und wobei der Türaufhaltemechanismus folgendes aufweist:

ein Bahnelement (636), das auf seinen gegenüberliegenden Seiten eine erste bzw. eine zweite langgestreckte Bahnoberfläche (646, 647) hat, wobei die erste Bahnoberfläche (646) eine Einraststelle (648, 649) für eine Rolle hat;

ein aus einer Rolle bestehendes erstes Festhalteglied (656);

ein zweites Festhalteglied;

eine Halteeinrichtung (34, 41, 655) zum Halten des Bahnelementes (636) an einem der Tragelemente und zum Halten der Festhalteglieder an dem anderen der Tragelemente, wobei die Festhalteglieder mit der Bahnoberfläche ausgerichtet sind, und

eine Vorspanneinrichtung, um das als Rolle ausgebildete Festhalteglied (656) während der Bewegung der Tür zwischen ihrer geöffneten und ihrer geschlossenen Stellung unter Druck in rollendem Eingriff mit der Bahnoberfläche zu halten, so daß das als Rolle ausgebildete Festhalteglied (656) in die Einraststelle (648, 649) eingreift, wenn die Tür in ihre geöffnete Stellung geschwenkt wird, und das als Rolle ausgebildete Festhalteglied (656) und das Bahnelement (636) die Tür ausklinkbar in ihrer geöffneten Stellung halten;

dadurch gekennzeichnet, daß

das zweite Festhalteglied ein nicht als Rolle wirkendes Festhalteglied (657, 664) ist, das mit dem als Rolle ausgebildeten Festhalteglied (656) ausgerichtet ist und in gleitender Berührung an der zweiten Bahnoberfläche (674) angreift;

die zweite Bahnoberfläche (647) ohne irgendwelche Einraststellen ist, und

die Vorspanneinrichtung (664) in dem nicht als Rolle wirkenden Festhalteglied (657, 664) enthalten ist und einen elastischen, örtlich verformbaren Kern (664) aus Elastomer aufweist, der einen harten, starren außeren Mantel (657) trägt, welcher am Bahnelement (636) angreift.

2. Türaufhaltemechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Festhalteglied (657, 664) einen becherförmigen starren nicht-elastischen Gegenhalter (657) enthält, der den elastischen Elastomer-Kern (664) teilweise umgibt und von ihm gestützt wird.

3. Türaufhaltemachanismus nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gegenhalterelement (657) ein Formteil aus einem harten faserverstärkten Harz ist.

4. Türaufhaltemechanismus nach einem der Ansprüche 1-3, ferner dadurch gekennzeichnet, daß der Elastomer-Kern (664) aus einem Elastomermaterial besteht, das seine Federwirkung und Elastizität auch dann behält, wenn es hohen Temperaturen in der Größenordnung von 200ºC ausgesetzt wird.

5. Türaufhaltemechanismus nach einem der Ansprüche 1-4, ferner dadurch gekennzeichnet, daß die Bahnoberfläche und die an der Bahnoberflälche angreifende äußere Oberfläche der Rastrolle (656) und/oder des zweiten, nicht als Rolle wirkenden Festhaltegliedes (657, 664) aus verschiedenen Stoffen gebildet sind.

6. Türaufhaltemechanismus nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastrolle (656) aus formgegossenem Harz besteht.