DE102004009767A1 - Schwenkvorrichtung zum Bewegen eines schwenkbaren Karosseriebauteils - Google Patents

Schwenkvorrichtung zum Bewegen eines schwenkbaren Karosseriebauteils Download PDF

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Abstract

Die erfindungsgemäße Schwenkvorrichtung (10) ist insbesondere zum Bewegen einer Klappe (12) oder Haube eines Fahrzeugs vorgesehen und mit einem Scharnier (20) zum schwenkbaren Befestigen des Karosseriebauteils an der restlichen Karosserie des Fahrzeugs und einem Antrieb zum Schwenken des Karosseriebauteils gestaltet. Erfindungsgemäß ist der Antrieb mit einem permanent vorgespannten Federelement (16) und einem die Differenzlast zwischen Federvorspannung und aufzubringender Schwenklast erzeugenden Elektromotor (14) gestaltet.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Schwenkvorrichtung zum Bewegen eines schwenkbaren Karosseriebauteils, insbesondere einer Klappe oder Haube eines Fahrzeugs, mit einem Scharnier zum Befestigen des Karosseriebauteils an der restlichen Karosserie des Fahrzeugs und einem Antrieb zum Schwenken des Karosseriebauteils.
  • Bei heutigen Fahrzeugen wird dem Kundenwunsch entsprechend das Ausstattungsniveau der Fahrzeuge stetig erhöht. Ein wichtiges Ausstattungsmerkmal insbesondere von Fahrzeugen gehobener Qualität stellen Schwenkvorrichtungen zum Bewegen beispielsweise der Heckklappe oder einer Haube des Fahrzeugs dar, mittels denen die Klappe oder Haube ferngesteuert oder zumindest kraftunterstützt geöffnet und geschlossen werden kann. Für dieses Öffnen und Schließen ist dabei ein Antrieb zum Schwenken des Karosseriebauteils vorgesehen.
  • Allgemein müssen Komponenten und Aggregate moderner Fahrzeuge möglichst leicht sein und dürfen nur wenig Raum innerhalb des Fahrzeugs einnehmen. Die Aggregate müssen bei widrigen Umgebungsbedingungen, wie beispielsweise stark wechselnden Temperaturen und einer hohen mechanischen Schwingungsbelastung, über eine vergleichsweise lange Lebensdauer hinweg stets funktionsfähig sein.
  • Darüber hinaus steht bei einem Fahrzeug nur eine vergleichsweise geringe Energiemenge zum Antreiben des Fahrzeugs selbst und daher natürlich auch für die darin angeordneten Aggregate von Komfortfunktionen zur Verfügung.
    •
  • Aufgabe der Erfindung
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Schwenkvorrichtung zum Bewegen eines schwenkbaren Karosseriebauteils bereitzustellen, deren Antrieb hinsichtlich Platz und Energiebedarf gut in die Struktur moderner Fahrzeuge integriert werden kann.
  • Erfindungsgemäße Lösung
  • Die Aufgabe ist erfindungsgemäß mit einer Schwenkvorrichtung der eingangs genannten Art gelöst, bei der der Antrieb mit einem permanent vorgespannten Federelement und einem die Differenzlast zwischen Federvorspannung und aufzubringender Schwenklast erzeugenden Elektromotor gestaltet ist.
  • Der an der erfindungsgemäßen Schwenkvorrichtung vorgesehene Elektromotor kann hinsichtlich der Energieversorgung und Ansteuerung als Antrieb zum Schwenken eines Karosseriebauteils vergleichsweise gut in bestehende und neu zu entwickelnde Fahrzeuge integriert werden. Der Elektromotor ist erfindungsgemäß permanent von einem vorgespannten Federelement unterstützt, so dass von ihm nur die Differenzlast zwischen Federvorspannung und aufzubringender Schwenklast erzeugt werden muss. Der Elektromotor kann daher vergleichsweise klein und energiesparend ausgelegt sein.
  • Damit der Raumbedarf für die erfindungsgemäße Schwenkvorrichtung besonders gering ist, ist das erfindungsgemäße Federelement vorteilhaft als Spiralfeder zu gestalten.
  • Die Spiralfeder ist ferner vorteilhaft integriert in einem Gehäuse des Elektromotorabtriebs angeordnet, so dass eine vormontierbare und einzeln zu prüfende Antriebseinheit gebildet ist, die dann als besonders kompakte Komponente in einem Fahrzeug montiert werden kann.
  • Eine erfindungsgemäße Schwenkvorrichtung, die insbesondere für eine Heckklappe bekannter Kraftfahrzeuge vorgesehen sein soll, sollte mit einer drehbaren Feder gestaltet sein, deren Drehachse mit der Achse des Elektromotorabtriebs im Wesentlichen konzentrisch ausgerichtet ist. Eine solche Feder kann die oben erwähnte Spiralfeder oder auch ein Drehstab sein. Insbesondere eine derart an einem Elektromotorabtrieb angeordnete Spiralfeder erfordert besonders wenig Bauraum und weist darüber hinaus eine sehr vorteilhafte Federkennlinie auf. Bei entsprechender Gestaltung der Schwenkvorrichtung kann die mit zunehmendem Drehwinkel sich erhöhende Federkraft dem zunehmenden Gewicht der Klappe bzw. Haube während einer Schwenkbewegung entgegengesetzt werden.
  • Eine derartige erfindungsgemäße Kombination eines Elektromotors mit einer permanent vorgespannten Spiralfeder wird vorteilhaft in Kombination mit einem Bügelscharnier verwendet. Die damit geschaffene Konstruktion ist besonders einfach und daher auch besonders robust. Sie kann vergleichsweise leicht angesteuert werden und erfordert nur wenig Bauraum.
  • Als Koppelelement zwischen dem erfindungsgemäßen Antrieb und einem damit bewegten Bügelscharnier sollte ein Getriebe vorgesehen sein, mittels dem die Antriebskraft auf das zu bewegende Karosseriebauteil übertragen wird und dabei ferner mittels entsprechender Unter- bzw. Übersetzung die Kennlinie der Gewichtskraft des Karosseriebauteils am Scharnier an die Leistungskennlinie des erfindungsgemäß vorgesehenen Elektromotors angepasst wird.
  • Für eine solche Kennlinienanpassung kann besonders vorteilhaft ein Hebelgetriebe genutzt werden. Alternativ kann das erfindungsgemäße Getriebe auch als Rollelementgetriebe gestaltet sein.
  • Die Erfindung ist schließlich auch mit einer Karosserie eines Fahrzeugs gelöst, die mit einem schwenkbaren Karosseriebauteil und einer erfindungsgemäßen Schwenkvorrichtung versehen ist.
  • Die erfindungsgemäße Schwenkvorrichtung ist dabei besonders vorteilhaft zum Schwenken einer Heckklappe eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs vorgesehen.
    •
  • Kurzbeschreibung eines Ausführungsbeispiels
  • Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schwenkvorrichtung anhand der beigefügten schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
  • 1 eine stark vereinfachte Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Schwenkvorrichtung zum Bewegen einer Heckklappe eines Fahrzeugs.
  • Detaillierte Beschreibung des Ausführungsbeispiels
  • In 1 ist eine Schwenkvorrichtung 10 zum Bewegen einer schwenkbaren Heckklappe 12 eines weiter nicht dargestellten Fahrzeugs veranschaulicht. Die Schwenkvorrichtung 10 umfasst als wesentliche Bauelemente einen Elektromotor 14 mit einem daran angeordneten Federelement 16 und einem vom Elektromotor 14 angetriebenen Getriebe 18, mittels dem die Antriebskraft des Elektromotor 14 auf ein Scharnier 20 übertragen wird. An dem Scharnier 20 ist die Heckklappe 12 derart angelenkt, dass sie beim Schwenken des Scharniers 20 geöffnet und geschlossen wird.
  • Damit die Schwenkvorrichtung 10 einen vergleichsweise geringen Bauraum einnimmt, besonders robust ist und ihr Antrieb energiesparend und leicht anzusteuern ist, ist das Federelement 16 ein permanent vorgespanntes Federelement, dessen Federvorspannung der Gewichtslast der Heckklappe 12 entgegenwirkt, so dass vom Elektromotor 14 nurmehr die Differenzlast zwischen Federvorspannung und aufzubringender Schwenklast erzeugt werden muss.
  • Das Federelement 16 ist insbesondere als Spiralfeder gestaltet, welche nur einen vergleichsweise geringen Bauraum erfordert. Gegenüber bekannten Zug-/Druckfedern können mit einer solchen Spiralfeder Drehmomente vergleichsweise einfach aufgenommen werden. Diese Momentenaufnahme ist für das angestrebte Stützen der Heckklappe 12 als schwenkbares Karosseriebauteil besonders vorteilhaft.
  • Das als Spiralfeder gestaltete Federelement 16 ist unmittelbar am Abtrieb des Elektromotors 14 angeordnet, wobei die Drehachsen (Bezugszeichen 22) von Elektromotor 14 und Federelement 16 koaxial angeordnet sind.
  • Das Federelement 16 ist permanent vorgespannt, wobei die Vorspannungskraft bei geschlossener Heckklappe 12 größer ist, als bei geöffneter Heckklappe 12.
  • Das Getriebe 18 ist als Hebelgetriebe gestaltet, von dem ein erster Hebel 24 vom Elektromotor 14 geschwenkt wird. An dem Hebel 24 wirkt ferner die Fe dervorspannung des Federelements 16. Am ersten Hebel 24 ist an dessen von der Drehachse 22 abgewandten Ende ein zweiter Hebel 26 angelenkt, mittels dem das Scharnier 20 bewegt wird. Der zweite Hebel 26 ist an einem Hebelarm 28 des Scharnier 20 an jenem Ende angelenkt, das von einem Drehpunkt 30 des Scharniers 20 abgewandt ist.
  • Das Scharnier 20 ist als so genanntes Bügelscharnier bzw. Eingelenkscharnier gestaltet, bei dem, ein am Hebelarm 28 drehfest angeordneter Bügel 32 das Gewicht der Heckklappe 12 trägt.
  • An der Heckklappe 12 sind insgesamt zwei Schwenkvorrichtungen 10 angeordnet, bei denen die zum Öffnen und Schließen der Heckklappe 12 aufzubringende Schwenklast durch die Summe des vom Elektromotor 14 erzeugten Antriebsmoments und dem vom Federelement 16 erzeugten Federmoment bereitgestellt wird.
  • Im Vergleich zu bekannten Schwenkvorrichtungen zum Bewegen von Karosseriebauteilen, bei denen hydraulische Antriebe und Dämpfer vorgesehen sind, ist der erfindungsgemäße Elektromotor nahezu unabhängig von Temperatureinflüssen. An der Schwenkvorrichtung 10 sind ferner keine Dämpferelemente erforderlich.
  • Mit dem erfindungsgemäß als Hebelgetriebe gestalteten Getriebe 18 und seinem ersten Hebel 24 sowie zweiten Hebel 26, sowie dem Hebelarm 28 des Scharniers 20 ist insgesamt eine Hebelanordnung geschaffen, an der das als Spiralfeder gestaltete Federelement 16 vergleichsweise klein dimensioniert sein kann. Darüber hinaus kann durch entsprechende Gestaltung des Getriebes 18 der Verlauf der resultierenden Differenzlast zum Öffnen und Schließen der Heckklappe 12 vergleichsweise variabel gestaltet und damit an die am zugehörigen Fahrzeug bestehenden Rahmenbedingungen gut angepasst werden. Die erfindungsgemäße Schwenkvorrichtung 10 hat ferner den Vorteil, dass an der zugehörigen Heckklappe 12 ein eingeklemmtes Teil vergleichsweise gut erkannt werden kann. Die Erkennung kann auf einer Auswertung des Antriebsmoments des Elektromotors 14 basieren, wobei ein eingeklemmtes Teil anhand einer Zunahme des Motormoments bei sich stärker spannendem Federelement 16 erkannt werden kann.
    • 10
    Schwenkvorrichtung
    12
    Heckklappe
    14
    Elektromotor
    16
    Federelement
    18
    Getriebe
    20
    Scharnier
    22
    Drehachse
    24
    erster Hebel
    26
    zweiter Hebel
    28
    Hebelarm
    30
    Drehpunkt des Scharniers
    32
    Bügel

Claims (8)

  1. Schwenkvorrichtung (10) zum Bewegen eines schwenkbaren Karosseriebauteils, insbesondere einer Klappe (12) oder Haube eines Fahrzeugs, mit einem Scharnier (20) zum schwenkbaren Befestigen des Karosseriebauteils an der restlichen Karosserie des Fahrzeugs und einem Antrieb zum Schwenken des Karosseriebauteils, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb mit einem permanent vorgespannten Federelement (16) und einem die Differenzlast zwischen Federvorspannung und aufzubringender Schwenklast erzeugenden Elektromotor (14) gestaltet ist.
  2. Schwenkvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (16) als Spiralfeder gestaltet ist.
  3. Schwenkvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Spiralfeder integriert in einem Gehäuse des Elektromotorabtriebs angeordnet ist.
  4. Schwenkvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (16) als drehbare Feder, insbesondere als Spiralfeder, gestaltet ist und die Achsen (22) des Elektromotorabtriebs sowie des Federelements im Wesentlichen koaxial angeordnet sind.
  5. Schwenkvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Scharnier (20) als Bügelscharnier gestaltet ist.
  6. Schwenkvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb mit einem das Karosseriebauteil bewegenden, insbesondere am Scharnier (20) angreifenden Getriebe (18) gestaltet ist.
  7. Schwenkvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (18) als Hebelgetriebe gestaltet ist.
  8. Karosserie eines Fahrzeugs mit einem schwenkbaren Karosseriebauteil und einer Schwenkvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7.
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