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Die
Erfindung betrifft ein Scharnier für eine Fahrzeugklappe nach
dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Verfahren zum Öffnen eines Scharniers
für eine
Fahrzeugklappe nach dem Oberbegriff des Anspruch 32, umfassend ein
an einem von Fahrzeugrahmen und Fahrzeugklappe befestigbares erstes
Scharnierteil, ein an dem anderen von Fahrzeugrahmen und Fahrzeugklappe
befestigbares zweites Scharnierteil, und ein das erste Scharnierteil und
das zweite Scharnierteil schwenkbar koppelndes Viergelenk mit einem
ersten Lenker und einem zweiten Lenker, die beide jeweils schwenkbar
an dem ersten Scharnierteil und schwenkbar an dem zweiten Scharnierteil
angelenkt sind.
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DE 197 12 382 C1 zeigt
ein Scharnier für eine
Fahrzeugklappe, bei dem ein erstes Scharnierteil an einem Fahrzeugrahmen
und ein zweites Scharnierteil an einer Fahrzeugklappe angeordnet ist,
wobei das erste Scharnierteil und das zweite Scharnierteil mittels
eines Viergelenks schwenkbar miteinander verbunden sind. Das Viergelenk
weist einen ersten und einen zweiten Lenker auf, wobei jeder der
beiden Lenker jeweils schwenkbar an dem ersten Scharnierteil und
dem zweiten Scharnierteil angeordnet sind. An dem zweiten Scharnierteil
ist ein erster Hebel mit einem ersten Gelenk schwenkbar verbunden,
wobei der Hebel ein zweites Gelenk aufweist, an dem eine Gasfeder
angelenkt ist, die mit einem zweiten Ende an dem ersten Scharnierteil
festgelegt ist. Der Hebel weist eine Abstützung mit dem ersten Lenker
des Viergelenks auf. Nachteilig bei dieser Art von Scharnieren ist
die Tatsache, dass die zu Beginn der Schwenkbewegung durch die Gasfeder
lediglich ein geringe Kraft zur Öffnung
des Scharniers gegeben ist, wobei aufgrund der Geometrie des Viergelenks eine
entgegen der Öffnungsrichtung
Kraft gegeben ist. Dieses sogenannte Abtauchen zu Beginn der Schwenkbewegung
der Fahrzeugklappe hindert die Fahrzeugklappe in einem ersten Öffnungswinkelbereich
in Öffnungsrichtung
zu verschwenken, so dass der Benutzer zusätzlichen Kraftaufwand benötigt, um die
Fahrzeugklappe zu öffnen.
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DE 198 46 600 A1 zeigt
ein Scharnier für eine
Fahrzeugklappe, bei dem ein erstes Scharnierteil an dem Fahrzeugrahmen
und ein zweites Scharnierteil an der Fahrzeugklappe angeordnet ist,
wobei das erste Scharnierteil und das zweite Scharnierteil mittels
eines Viergelenks, das einen ersten Lenker und einen zweiten Lenker
umfasst, schwenkbar miteinander verbunden sind. Der erste Lenker
und der zweite Lenker sind jeweils an dem ersten Scharnierteil und
dem zweiten Scharnierteil schwenkbar angeordnet. Eine Gasdruckfeder
ist mit einem ersten Ende an dem ersten Scharnierteil und mit einem zweiten
Ende an dem zweiten Scharnierteil angeordnet. An dem an dem Fahrzeugrahmen
angeordneten Scharnierteil ist eine V-förmige Blattfeder vorgesehen,
die mit einer an dem zweiten Scharnierteil angeordneten Rolle in
Eingriff steht. In einer geschlossenen Position des Scharniers ist
die V-förmige
Blattfeder vollständig
von der Rolle zusammengedrückt. Beim Öffnen der
Fahrzeugklappe erzeugt die Blattfeder auf die Rolle eine aufwärts gerichtete
Kraft und bewirkt somit, dass die Fahrzeugklappe geöffnet wird,
wobei die Rolle über
die Blattfeder zu einem freien Ende rollt und die aufwärts gerichtete
Kraft während
der Öffnung
der Fahrzeugklappe vermindert wird. Bei einem bestimmten Öffnungswinkel
der Fahrzeugklappe, in dem die Kraft der V-förmigen Blattfeder zu gering
ist, um die Öffnungsbewegung zu
unterstützten, übernimmt
die Gasdruckfeder die Unterstützung
der Öffnungsbewegung
der Klappe.
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US 5,788,312 A zeigt
ein Scharnier für
eine Fahrzeugklappe, bei dem ein erstens Scharnierteil an einer
Fahrzeugklappe und ein zweites Scharnierteil an einem Fahrzeugrahmen
angeordnet sind. Das erste Scharnierteil und das zweite Scharnierteil
sind mittels eines Scharnierstifts schwenkbar miteinander verbunden.
An dem ersten Scharnierteil ist ein Federelement angeordnet das
mit einem weiteren Ende an dem Fahrzeugrahmen befestigt ist, so
dass das erste Scharnierteil und das zweite Scharnierteil mittels
des Federelements gekoppelt sind.
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DE 201 189 61 U1 zeigt
ein Scharnier für eine
Fahrzeugklappe, bei dem ein erstes Scharnierteil an einer Fahrzeugklappe
und ein zweites Scharnierteil an einem Fahrzeugrahmen angeordnet
sind. Das erste Scharnierteil und das zweite Scharnierteil sind
mittels eines Scharnierstifts schwenkbar miteinander verbunden.
Das erste Scharnierteil weist eine U''förmige Bauform
auf, wobei an einem ersten Schenkel des U die Fahrzeugklappe und
an einem zweiten Schenkel des U das zweite Scharnierteil schwenkbar
angeordnet ist. An dem Bogen des U-förmigen, ersten Scharnierteils
ist ein Federelement angeordnet, das mit einem zweiten Ende mit
einer Kraftquelle verbunden ist. Beim Öffnen der Fahrzeugklappe springt
diese unter Beaufschlagung durch das Federelementes auf und die
Fahrzeugklappe öffnet
sich je nach Auslegung des Federelements. In der ganz geöffneten
Stellung der Fahrzeugklappe wird das Federelement mittels der Kraftquelle entlastet,
so dass zum Schließen
der Fahrzeugklappe eine geringe, nicht gegen das Federelement gerichtete
Kraft notwendig ist.
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DE 101 179 35 A1 zeigt
ein Scharnier für eine
Fahrzeugklappe, wobei ein erstes Scharnierteil an eine Fahrzeugklappe
angeordnet ist, das über
einen Scharnierstift mit einem an einem Fahrzeugrahmen angeordneten
zweiten Scharnierteil schwenkbar verbunden ist. An dem zweiten Scharnierteil
ist über einen
U-förmigen
Fortsatz eine Öffnungseinheit
angeordnet, die eine über
einen Elektromotor angetriebene Spindel aufweist, die in einer Spindelmutter
angeordnet ist.
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Es
ist die Aufgabe der Erfindung, ein Scharnier für eine Fahrzeugklappe nach
dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Verfahren zum Öffnen eines Scharniers
für einer
Fahrzeugklappe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 32 anzugeben,
das ein sicheres Öffnen
der Fahrzeugklappe ermöglicht.
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Diese
Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Scharnier für eine Fahrzeugklappe
erfindungsgemäß mit den
kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass
einer von dem ersten Lenker und dem zweiten Lenker mit einem bezüglich des
einen von dem ersten Lenker und dem zweiten Lenker beweglichen Teil
mittels einer Kopplungseinrichtung gekoppelt ist.
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Diese
Aufgabe wird ferner bei dem eingangs genannten Verfahren zum Öffnen eines
Scharniers für
eine Fahrzeugklappe erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen
des Anspruchs 31 dadurch gelöst,
dass in einem ersten Öffnungswinkelbereich
die Schwenkbewegung mittels einer einen von dem ersten Lenker und
dem zweiten Lenker mit einem bezüglich
des einen von dem ersten Lenker und dem zweiten Lenker beweglichen
Teil koppelnden Kopplungseinrichtung unterstützt ist.
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Bei
Scharnieren für
Fahrzeugklappen, wobei das erste Scharnierteil und das zweite Scharnierteil mittels
eines Viergelenks schwenkbar miteinander verbunden sind, kommt es
zu Beginn der Öffnungsbewegung
in einem ersten Öffnungswinkelbereich
zu einem sogenannten Abtauchen einer Ecke der Fahrzeugklappe, wobei
das Abtauchen der Fahrzeugklappe eine Schwenkbewegung des Scharniers
entgegen der Öffnungsrichtung
darstellt. Durch das Abtauchen ist einer der beiden Lenker des Viergelenks kinematisch
nicht beweglich, sondern entgegen der Schwenkbewegung zum Öffnen des
Scharniers blockiert. Durch das erfindungsgemäße Vorsehen einer Kopplungseinheit
an dem einen Lenker, die den einen Lenker mit einem bezüglich des
einen Lenkers beweglichen Teils koppelt, wird der eine Lenker in dem
ersten Öffnungswinkelbereich
mit einem Antriebsmoment beaufschlagt, das der durch das Abtauchen
gegebenen Blockierung des einen Lenkers entgegen gerichtet ist,
so dass die Blockierung des einen Lenkers aufgehoben ist und der
eine Lenker in Öffnungsrichtung
des Scharniers beweglich ist. Die Kopplungseinrichtung beaufschlagt
den einen Lenker mit dem Antriebsmoment in Öffnungsrichtung des Scharniers.
Hierdurch wird in dem ersten Öffnungswinkelbereich
des Scharniers sicher gestellt, dass das eine Scharnierteil mittels
des Viergelenks gegenüber
dem anderen Scharnier verschwenkbar ist, so dass ein sicheres und
zuverlässiges Öffnen der
Fahrzeugklappe ermöglicht
ist.
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Nach Überwinden
der Blockierung des einen Lenkers in dem ersten Öffnungswinkelbereich ist die Schwenkbewegung
vorteilhaft von der Kopplungseinrichtung entkoppelt, so dass das
durch die Kopplungseinrichtung auf den einen Lenker übertragende Moment
einer Schließbewegung
der Fahrzeugklappe nicht entgegen gerichtet ist.
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In
einer vorteilhaften Ausgestaltung umfaßt die Kopplungseinrichtung
eine Abstützung
für den
einen Lenker, wodurch das durch die Kopplungseinrichtung gegebene
Antriebsmoment weiter entgegen der durch das Abtauchen gegebenen
Blockierung gerichtet ist. Durch die Abstützung wird ferner erreicht,
dass das Antriebsmoment sicher in eine Schwenkbewegung in Öffnungsrichtung
des einen Lenkers übertragen
wird.
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In
einer bevorzugten Ausgestaltung weist die Kopplungseinheit ein erstes
und ein zweites Zahnrad auf, wobei das erste Zahnrad und das zweite
Zahnrad zweckmäßig miteinander
gekoppelt sind. Hierdurch wird erreicht, dass das Antriebsmoment
zuverlässig
auf den einen Lenker übertragen
wird, so dass die Schwenkbewegung des einen Lenkers entgegen der
Blockierung in dem ersten Öffnungswinkelbereich
weiter sichergestellt ist.
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Das
erste Zahnrad ist zweckmäßig an dem einen
Lenker schwenkbar angeordnet, zum Beispiel mittels einer Bohrung
und eines darin angeordneten Stiftes, wobei der Stift zum Beispiel
fest an dem einen Lenker und das erste Zahnrad drehbar auf dem Stift vorgesehen
sind. Es versteht sich, dass auch das erste Zahnrad fest auf dem
Stift und der Stift drehbar in der Bohrung vorgesehen sein können.
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Das
zweite Zahnrad ist zweckmäßig unverdrehbar
an dem bezüglich
des einen Lenkers beweglichen Teils vorgesehen, wobei durch das
zweite Zahnrad die Abstützung
für das
mit dem Antriebsmoment beaufschlagte erste Zahnrad gegeben ist.
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Das
durch die Kopplungseinrichtung gegebene Antriebsmoment ist hierbei
zwischen der Bohrung und dem Stift der Anlenkung des ersten Zahnrads
an dem einen Lenker gegeben, so dass das erste Zahnrad eine dem
Antriebsmoment entsprechende Rotation aufweist. Durch die Kopplung
des ersten Zahnrads mit dem unverdrehbar angeordneten zweiten Zahnrad
ist durch die Verdrehung des ersten Zahnrads und der Unverdrehbarkeit
des zweiten Zahnrads ein Widerstandsmoment für das erste Zahnrad gegeben.
Das erste Zahnrad stützt
sich an dem zweiten Zahnrad ab, so dass die auf das erste Zahnrad
durch das Widerstandsmoment wirkende Reaktionskraft den einen Lenker
zu einer Schwenkbewegung zwingt, so dass das Abtauchen in dem ersten Öffnungswinkelbereich
der Öffnungsbewegung
der Fahrzeugklappe überwunden
ist.
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Es
versteht sich, dass auch das erste Zahnrad an dem einen Lenker unverdrehbar
und das zweite Zahnrad an dem bezüglich des einen Lenkers beweglichen
Teils drehbar vorgesehen sein können,
so dass durch das erste Zahnrad die Abstützung für das mit dem Antriebsmoment
beaufschlagte zweite Zahnrad gegeben ist. Die Kopplungseinrichtung
beaufschlagt hierbei das zweite Zahnrad mit einem Antriebsmoment
und das erste Zahnrad bildet die das Widerstandsmoment erzeugende
Abstützung.
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Das
erste Zahnrad ist vorteilhaft an einem von dem ersten Lenker und
dem zweiten Lenker angeordnet, wobei das zweite Zahnrad an einem
von dem ersten Scharnierteil und dem zweiten Scharnierteil angeordnet
ist. Hierdurch wird erreicht, dass in dem ersten Öffnungswinkelbereich
der Fahrzeugklappe das zum Überwinden
des Abtauchens notwendige Antriebsmoment direkt durch die Klappenbewegung
auf den einen Lenker sicher übertragen wird.
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Alternativ
kann auch vorgesehen sein, dass das erste Zahnrad an einem von dem
ersten Lenker und dem zweiten Lenker und das zweite Zahnrad an dem
anderen von dem ersten Lenker und dem zweiten Lenker angeordnet
ist.
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Um
den Montageaufwand für
die Kopplungseinheit zu reduzieren, ist eines von dem ersten Zahnrad
und dem zweiten Zahnrad auf der gelenkigen Anlenkung des einen Lenkers
an dem einen Scharnierteil angeordnet, wobei es zweckmäßig ist,
dass das eine Zahnrad unverdrehbar an der Anlenkung angeordnet ist.
Hierdurch wird der Montageaufwand für die Kopplungseinrichtung
weiter reduziert.
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Es
versteht sich, dass das eine Zahnrad auch drehbar an der Anlenkung
angeordnet sein kann.
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Zweckmäßig sind
das erste Zahnrad und das zweite Zahnrad mittels wenigstens eines
weiteren Zahnrads miteinander gekoppelt, wodurch ein Übesetzungsverhältnis zwischen
dem ersten Zahnrad und dem zweiten Zahnrad gegeben ist. Das eine
mit dem Antriebsmoment beaufschlagte Zahnrad stützt sich hierbei über das
wenigstens eine weitere Zahnrad an dem anderen unverdrehbar angeordneten Zahnrad
ab, so dass durch das Widerstandsmoment eine entsprechend der durch
Zahnräder
gegebenen Übersetzung
gegebene Reaktionskraft auf den einen Lenker übertragen wird und diesen zu
einer entgegen der Abtauchrichtung gerichteten Schwenkbewegung in Öffnungsrichtung
veranlasst.
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Das
Abtauchen der Fahrzeugklappe ist unter anderem auch von dem Eigengewicht
der Fahrzeugklappe abhängig.
Durch die vorteilhafte Übersetzung der
Zahnräder
ist es möglich,
die Kopplungseinrichtung an das Eigengewicht der Fahrzeugklappe
anzupassen, wobei die Größe des dem
Abtauchen entgegen gerichteten Antriebsmoment durch das Übersetzungsverhältnis bestimmbar
ist, so dass ein zuverlässiges Öffnen der
Fahrzeugklappe in dem ersten Öffnungswinkelbereich
weiter sicher gestellt ist.
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Es
versteht sich, dass die Anpassung an das Eigengewicht der Fahrzeugklappe
auch durch das erste Zahnrad und das zweite Zahnrad zumindest teilweise
möglich
ist, wobei hier die Radien der beiden Zahnräder ein entsprechendes Verhältnis zueinander
aufweisen, um ein Übersetzungsverhältnis zwischen
den beiden Zahnrädern
zu ermöglichen. Die
Größe der Radien
ist durch den Bauraum für
das Scharnier in dem Fahrzeug begrenzt, so dass das Vorsehen von
wenigstens einem weiteren Zahnrad vorteilhaft ist.
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In
einer zweiten bevorzugten Ausgestaltung weist die Kopplungseinrichtung
einen ersten Hebel und einen zweiten Hebel auf, wobei der erste
Hebel und der zweite Hebel vorteilhaft gelenkig miteinander gekoppelt
sind.
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Der
erste Hebel ist vorteilhaft an dem einen Lenker gelenkig angeordnet
ist, wobei die gelenkige Verbindung zum Beispiel mittels eines in
einer Bohrung angeordneten Stiftes gegeben ist. Der zweite Hebel
ist unverschwenkbar an dem bezüglich
des einen Lenkers beweglichen Teils angeordnet, zum Beispiel mittels
eines in einer Bohrung angeordneten weiteren Stiftes, wobei durch
den zweiten Hebel eine Abstützung
für den
mit dem Antriebsmoment beaufschlagten ersten Hebel gegeben ist.
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Das
durch die Kopplungseinrichtung gegebene Antriebsmoment ist hierbei
zwischen der Bohrung und dem Stift der Anlenkung des ersten Hebels an
dem einen Lenker gegeben, so dass der erste Hebel eine dem Antriebsmoment
entsprechende Rotation aufweist. Durch die Kopplung des ersten Hebels mit
dem unverschwenkbar angeordneten zweiten Hebels ist durch die Verschwenkung
des ersten Hebels und der Unverschwenkbarkeit des zweiten Hebels
ein Widerstandsmoment für
den ersten Hebel gegeben. Der erste Hebel stützt sich an dem zweiten Hebel
ab, so dass die auf dem ersten Hebel durch das Widerstandsmoment
wirkende Reaktionskraft den einen Lenker zu einer Schwenkbewegung zwingt,
so dass das Abtauchen in dem ersten Öffnungswinkelbereich der Öffnungsbewegung
der Fahrzeugklappe überwunden
ist.
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Es
versteht sich, dass auch der erste Hebel an dem einen Lenker unverdrehbar
und der zweite Hebel an dem bezüglich
des einen Lenkers beweglichen Teils drehbar vorgesehen sein können, so
dass durch den ersten Hebel die Abstützung für den mit dem Antriebsmoment
beaufschlagten zweiten Hebel gegeben ist. Die Kopplungseinrichtung
beaufschlagt hierbei den zweiten Hebel mit einem Antriebsmoment
und der erste Hebel bildet die das Widerstandsmoment erzeugende
Abstützung.
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Zweckmäßigerweise
ist der erste Hebel als ein langer Hebel und der zweite Hebel als
ein kurzer Hebel ausgebildet, wodurch die Kopplungseinheit eine
variable Ausgestaltung aufweist, so dass die Kopplungseinheit an
jeder Art von Scharniertyp, die durch die Geometrie der Fahrzeugklappe
und des Fahrzeugrahmen gegeben ist, angepaßt werden kann. Überdies
wird durch die unterschiedlich langen ausgebildeten Hebel ein Übersetzungsverhältnis für die Kopplungseinrichtung
ermöglicht,
wodurch die Kopplungseinrichtung an das das Abtauchen bestimmende
Eigengewicht der Fahrzeugklappe angepasst werden kann, wobei die
Größe des dem
Abtauchen entgegen gerichtete Antriebsmoment durch das Übersetzungsverhältnis bestimmbar
ist, so dass ein zuverlässiges Öffnen der
Fahrzeugklappe in dem ersten Öffnungswinkelbereich
weiter gesichert ist.
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Um
den Bauraum für
die Kopplungseinheit weiter zu reduzieren, ist einer von dem ersten
Hebel und dem zweiten Hebel als ein Hebel als Kniehebel ausgebildet.
Ferner wird hierdurch erreicht, dass der eine Hebel an die durch
die Fahrzeugklappe und den Fahrzeugrahmen gegebenen Geometrie angepasst werden
kann und somit bei jeder Art von Fahrzeug einbaubar ist. Überdies
wird durch die vorteilhafte Ausgestaltung des einen Hebels als ein
Kniehebel ein dem beiden Armen des Kniehebels entsprechendes Übersetzungsverhältnis erzielt,
wodurch die Kopplungseinrichtung an das Eigengewicht der Fahrzeugklappe
weiter angepasst werden kann, so dass ein zuverlässiges Öffnen der Fahrzeugklappe in
dem ersten Öffnungswinkelbereich
weiter gesichert ist.
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Zweckmäßig sind
der erste Hebel und der zweite Hebel mittels wenigstens eines weiteren
Hebels miteinander gekoppelt, wodurch ein Übesetzungsverhältnis zwischen
dem ersten Hebel und dem zweiten Hebel gegeben ist. Der eine mit
dem Antriebsmoment beaufschlagte Hebel stützt sich hierbei über den
wenigstens einen weiteren Hebel an dem anderen unverdrehbar angeordneten
Hebel ab, so dass durch das Widerstandsmoment eine entsprechend
der durch die Hebel gegebenen Übersetzung
gegebene Reaktionskraft auf den einen Lenker übertragen wird und diesen zu
einer entgegen der Abtauchrichtung gerichteten Schwenkbewegung in Öffnungsrichtung
veranlasst.
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Durch
die vorteilhafte Übersetzung
der Hebel ist es möglich,
die Kopplungseinrichtung weiter an das Eigengewicht der Fahrzeugklappe
anzupassen, wobei die Größe des dem
Abtauchen entgegen gerichtete Antriebsmoment durch das Übersetzungsverhältnis bestimmbar
ist, so dass ein zuverlässiges Öffnen der
Fahrzeugklappe in dem ersten Öffnungswinkelbereich
weiter sicher gestellt ist.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung weist die Kopplungseinrichtung
wenigstens eine Rolle auf, wobei die Rolle vorteilhaft an einem
von dem ersten Lenker und dem zweiten Lenker drehbar angeordnet
ist und sich in einer an dem anderen von dem ersten Lenker und dem
zweiten Lenker angeordneten Abstützung
abstützt.
Die Rolle ist zum Beispiel mittels einer an dem einen Lenker angeordneten
Bohrung und eines darin unverdrehbar angeordneten Stiftes, wobei
die Rolle auf dem Stift drehbar vorgesehen ist, verbunden, wobei
zwischen der Bohrung und dem Stift ein Widerstandsmoment gegeben ist.
Die Abstützung
ist fest an dem anderen Lenker angeordnet. Durch die über das
eine Scharnierteil und den einen Lenker eingeleitete Antriebskraft
bzw. durch das Antriebsmoment und die davon ausgehende Kontaktkraft
zwischen der Rolle und der Abstützung
wird der erste Lenker in dem ersten Öffnungswinkelbereich entgegen
der Abtauchrichtung bewegt, wobei die Abstützung an dem anderen Lenker
hierbei das aktive Antriebselement darstellt.
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Es
versteht sich, dass auch durch die Rolle das aktive Antriebsmoment
gegeben sein kann. Die Abstützung
bzw. eine der Abstützung
zugeordnete Führung
stellt eine sogenannte Hüllungslinie
dar, die durch die Kinematik zwischen der Fahrzeugklappe und dem
Fahrzeugrahmen gegeben ist.
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Um
die Öffnungsbewegung
der Fahrzeugklappe in dem zweiten Öffnungswinkelbereich zu unterstützen, ist
das erste Scharnierteil und das zweite Scharnierteil vorteilhaft
mit einem Federelement gekoppelt, wodurch eine in Öffnungsrichtung
gerichtete Kraft auf das mit der Fahrzeugklappe verbundene Scharnierteil
gegeben ist.
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Zweckmäßig ist
der erste Lenker als ein kurzer Lenker und der zweite Lenker als
ein langer Lenker ausgebildet, wodurch die Schwenkbewegung der Fahrzeugklappe,
die durch die Geometrie des das erste Scharnierteil und das zweite
Scharnierteil schwenkbar verbindende Viergelenks gegeben ist, entsprechend
der Länge
der beiden Lenker an jeden beliebigen Fahrzeugtyp individuell anpassbar
ist.
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Es
versteht sich, dass auch der erste Lenker als ein langer Lenker
und der zweite Lenker als ein kurzer Lenker ausgebildet sein können.
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Einer
von dem ersten Lenker und dem zweiten Lenker des Viergelenks weist
vorteilhaft einen bogenförmiger
Verlauf auf, wodurch der für
das Scharnier notwendige Bauraum reduziert ist. Ferner ist durch
den bogenförmigen
Verlauf die Schwenkkurve der Fahrzeugklappe gegeben, so dass durch
verschiedene bogenförmigen
Verläufe
für den
einen Lenker die Schwenkkurve der Fahrzeugklappe bestimmbar ist,
wodurch das Scharnier somit an den jeweiligen Fahrzeugtyp angepasst
werden kann.
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Zweckmäßig ist
einer von dem ersten Lenker und dem zweiten Lenker als ein Kniehebel
vorgesehen, wodurch zum einem ein den beiden Armen entsprechendes
Hebelverhältnis
zwischen dem ersten Scharnierteil und derm zweiten Scharnierteil
erreicht ist, wodurch die zum Öffnen
der Fahrzeugklappe notwendige Kraft für einen Benutzer weiter reduziert
ist und ein zuverlässiges Öffnen der
Fahrzeugklappe in deren gesamten Schwenkbereich weiter sicher gestellt
ist. Zum anderen wird hierdurch eine Reduzierung des für das Scharnier
notwendigen Bauraum erreicht.
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Die
Kopplungseinrichtung umfaßt
vorteilhaft einen Kraftspeicher, der das entgegen die Abtauchrichtung
gerichtete Antriebsmoment unterstützt, so dass ein komplizierter
Aufbau der Kopplungseinrichtung vermieden ist.
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Der
Kraftspeicher umfaßt
zweckmäßig ein Federelement
oder alternativ einen Motor, so dass mittels der Federkraft bzw.
des Motors das entgegen die Abtauchrichtung gerichtete Antriebsmoment
einstellbar ist, wodurch die Kopplungseinheit an jegliche Art von
Scharniertypen anpassbar und einsetzbar ist.
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Weitere
Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung sowie aus den abhängigen
Ansprüchen.
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Die
Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die anliegenden
Zeichnungen anhand von mehreren bevorzugten Ausführungsbeispielen näher erläutert.
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1 zeigt
ein erstes Ausführungsbeispiel eines
erfindungsgemäßen Scharniers.
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2 zeigt
ein zweites Ausführungsbeispiel eines
erfindungsgemäßen Scharniers.
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3 zeigt
ein drittes Ausführungsbeispiel eines
erfindungsgemäßen Scharniers.
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4 zeigt
ein viertes Ausführungsbeispiel eines
erfindungsgemäßen Scharniers.
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5 zeigt
ein fünftes
Ausführungsbeispiel eines
erfindungsgemäßen Scharniers.
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6 zeigt
in vergrößerter Darstellung
die Kopplungseinheit des Ausführungsbeispiels
aus 5.
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7 zeigt
eine vergrößerte Darstellung
der Kopplungseinheit eines sechsten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Scharniers.
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In 1 ist
ein erstes Ausführungsbeispiel eines
erfindungsgemäßen Scharniers 1 gezeigt,
bei dem ein erstes Scharnierteil 2 einem Fahrzeugrahmen
und ein zweites Scharnierteil 3 einer Fahrzeugklappe zugeordnet
ist. Das erste Scharnierteil und das zweite Scharnierteil sind mittels
eines Viergelenks 4 schwenkbar miteinander verbunden, wobei das
Viergelenk 4 einen ersten Lenker 5 und einen zweiten
Lenker 6 umfaßt.
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Das
erste Scharnierteil 2 und das zweite Scharnierteil 3 sind
mittels eines Federelementes 7 miteinander gekoppelt, wobei
das Federelement 7 mit einem ersten Ende schwenkbar in
einer Anlenkung 7a an dem ersten Scharnierteil 2 und
mit einem zweiten Ende in einer Anlenkung 7b an dem zweiten Scharnierteil 3 schwenkbar
vorgesehen ist. Das Federelement 7 umfaßt eine hydraulisch ausgebildete Druckfeder 8.
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Der
erste Lenker 5 des Viergelenks 4 weist eine lineare
Erstreckung auf, wobei der Lenker 5 mit einem ersten Ende
schwenkbar in einer Anlenkung 5a an dem ersten Scharnierteil 2 und
mit einem zweiten Ende 5b schwenkbar mit dem zweiten Scharnierteil 2 angeordnet
ist.
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Der
zweite Lenker 6 weist einen ersten Arm 9 und einen
zweiten Arm 10 auf, wobei der erste Arm 9 kürzer ausgebildet
ist als der zweite Arm 10. Der erste Arm 9 und
der zweite Arm 10 sind starr miteinander verbunden und
weisen einen Winkel von ungefähr
135° zueinander
auf.
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Der
zweite Lenker 6 ist mit dem ersten Arm 9 in einer
Anlenkung 6a schwenkbar an dem ersten Scharnierteil 2 und
mit dem zweiten Arm 10 in einer Anlenkung 6b schwenkbar
an dem zweiten Scharnierteil 3 angeordnet.
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Der
zweite Lenker 6 und das zweite Scharnierteil 3 sind
mittels einer Kopplungseinrichtung 11 miteinander gekoppelt.
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Die
Kopplungseinrichtung 11 umfaßt ein erstes Zahnrad 12 und
ein zweites Zahnrad 13, wobei das erste Zahnrad 12 an
dem zweiten Lenker 6 und das zweite Zahnrad 13 an
dem zweiten Scharnierteil 3 angeordnet ist. Das erste Zahnrad 12 weist
eine Umfangsverzahnung 14 auf, die mit einer Umfangsverzahnung 15 des
zweiten Zahnrads 13 in Eingriff steht.
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Es
versteht sich, dass die beiden Zahnräder 12 und 13 ebenso
eine Reibungsummantelung aufweisen können, um in Eingriff miteinander
zu stehen.
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Der
zweite Arm 10 des Lenkers 6 weist eine Bohrung 16 auf,
in der ein Stift 17 unverdrehbar angeordnet ist. Auf dem
Stift 17 ist das erste Zahnrad 12 drehbar angeordnet,
wobei zwischen der Bohrung 16 und dem Stift 17 ein
Widerstandsmoment gegeben ist.
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Das
zweite Zahnrad 13 ist an der Anlenkung 6b des
zweiten Lenkers 6 mit dem zweiten Scharnierteil 3 unverdrehbar
angeordnet.
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Es
versteht sich, dass auch das erste Zahnrad 12 unverdrehbar
an dem zweiten Lenker 6 und das zweite Zahnrad 13 drehbar
in der Anlenkung 6b an dem zweiten Scharnierteil 3 angeordnet
sein kann.
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Zu
Beginn der Öffnungsbewegung
in einem ersten Öffnugnswinkelbereich
der Fahrzeugklappe, wobei das zweite Scharnierteil 3 bezüglich des
ersten Scharnierteils 2 verschwenkt wird, wird durch die Kopplungseinrichtung 11 von
dem zweiten Scharnierteil 3 auf den zweiten Lenker 6 ein
entgegen der Abtauchrichtung der Fahrzeugklappe orientiertes Antriebsmoment übertragen.
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Das
durch die Kopplungseinrichtung 11 gegebene Antriebsmoment
ist in dem ersten Öffnungswinkelbereich
zwischen der Bohrung 16 und dem Stift 17 des ersten
Zahnrads 12 an dem zweiten Lenker 13 gegeben,
so dass das erste Zahnrad 12 eine dem Antriebsmoment entsprechende
Rotation aufweist. Durch die Kopplung des ersten Zahnrads 12 mit
dem an der Anlenkung 6b unverdrehbar angeordneten zweiten
Zahnrad 13 ist durch das Verdrehen des ersten Zahnrads 12 und
der Unverdrehbarkeit des zweiten Zahnrads 13 ein Widerstandsmoment für das erste
Zahnrad 12 gegeben. Das erste Zahnrad 12 stützt sich
somit an dem zweiten Zahnrad 13 ab, so dass die auf das
erste Zahnrad 12 durch das Widerstandsmoment wirkende Reaktionskraft
den zweiten Lenker 6 zu einer Schwenkbewegung zwingt, so
dass das Abtauchen in dem ersten Öffnungswinkelbereich der Öffnungsbewegung
der Fahrzeugklappe überwunden
ist.
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In
dem zweiten Öffnungswinkelbereich
ist die Schwenkbewegung von der Kopplungseinrichtung 11 entkoppelt,
wobei das erste Zahnrad 12 und das zweite Zahnrad 13 außer Eingriff
sind. Die Öffnungsbewegung
in dem zweiten Öffnungswinkelbereich
ist durch das hydraulisch ausgebildete Federelement 7 dadurch
unterstützt,
dass das Federelement 7 eine Druckkraft in Öffnungsrichtung
auf das zweite Scharnierteil 3 ausübt.
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In 2 ist
ein zweites Ausführungsbeispiel eines
erfindungsgemäßen Scharniers 1' für eine Fahrzeugklappe
gezeigt, wobei identischen oder funktionsgleichen Bauteilen dieselben
Bezugszeichen zugeordnet sind. Im weiteren wird im wesentlichen
auf die Unterschiede gegenüber
dem ersten Ausführungsbeispiel
eingegangen.
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Das
zweite Scharnierteil 3' und
der zweite Lenker 6' sind
mittels einer Kopplungseinheit 11' gekoppelt, wobei die Kopplungseinheit 11' einen ersten Hebel 21 und
einen zweiten Hebel 22 umfaßt, wobei der erste Hebel 21 und
der zweite Hebel 22 in einem Gelenk 23 gelenkig
miteinander verbunden sind.
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Der
erste Hebel 21 ist als ein langer Hebel und der zweite
Hebel 22 als ein kurzer Hebel ausgebildet.
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Der
erste Hebel 21 ist mit einem ersten Ende gelenkig an dem
in der Bohrung 16' angeordneten Stift 17' des ersten
Lenkers 6' angeordnet,
wobei ein Widerstandsmoment zwischen der Bohrung 16' und dem Stift 17' gegeben ist.
An dem zweiten Ende des ersten Hebels 21 ist das Gelenk 23 angeordnet,
mit dem der erste Hebel 21 gelenkig mit dem zweiten Hebel 22 verbunden
ist.
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Der
zweite Hebel 22 ist mit dem dem Gelenk 23 abgewandten
Ende an dem zweiten Scharnierteil 3' an einem Befestigungspunkt 22a unverschwenkbar
angeordnet.
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Der
erste Hebel 21 und der zweite Hebel 22 sind derart
zueinander orientiert, dass das Gelenk 23 unterhalb einer
Verbindungslinie zwischen der Anlenkung 6a' und der Anlenkung 6b' des zweiten
Lenkers des Viergelenks 4 vorgesehen ist.
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Das
durch die Kopplungseinrichtung 11' gegebene Antriebsmoment in dem
ersten Öffnungswinkelbereich
ist hierbei zwischen der Bohrung 16' und dem Stift 17' der Anlenkung
des ersten Hebels 21 an dem zweiten Lenker 6' gegeben, so
dass der erste Hebel 21 eine dem Antriebsmoment entsprechende Rotation
aufweist. Durch die schwenkbare Kopplung des ersten Hebels 21 mit
dem an dem zweiten Scharnierteil 3' unverschwenkbar angeordneten zweiten Hebels 22 ist
durch die Verschwenkung des ersten Hebels 21 und der Unverschwenkbarkeit
des zweiten Hebels 22 ein Widerstandsmoment für den ersten Hebel 21 gegeben.
Der erste Hebel 21 stützt
sich an dem zweiten Hebel 22 ab, so dass die auf dem ersten Hebel 21 durch
das Widerstandsmoment wirkende Reaktionskraft den zweiten Lenker 6' zu einer Schwenkbewegung
in Öffnungsrichtung
des zweiten Scharnierteils 3' zwingt,
so dass das Abtauchen in dem ersten Öffnungswinkelbereich der Öffnungsbewegung
der Fahrzeugklappe überwunden
ist.
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In
dem zweiten Öffnungswinkelbereich
ist die Schwenkbewegung von der Kopplungseinrichtung 11' entkoppelt,
wobei der zweite Hebel 22 den ersten Hebel 21 nicht
mehr mit einem Widerstandsmoment beaufschlagt. Die Öffnungsbewegung
in dem zweiten Öffnungswinkelbereich
ist durch das hydraulisch ausgebildete Federelement 7' dadurch unterstützt, dass
das Federelement 7' eine
Druckkraft in Öffnungsrichtung
auf das zweite Scharnierteil 3' ausübt.
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In 3 ist
ein drittes Ausführungsbeispiel eines
erfindungsgemäßen Scharniers 1'' für eine Fahrzeugklappe gezeigt,
wobei identischen oder funktionsgleichen Bauteilen dieselben Bezugszeichen
zugeordnet sind. Im weiteren wird im wesentlichen auf die Unterschiede
gegenüber
des zweiten Ausführungsbeispiels
nach 2 eingegangen.
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Die
den zweiten Lenker 6'' und das zweite Scharnierteil 3'' verbindende Kopplungseinheit 11'' weist einen ersten Hebel 21'' und einen zweiten Hebel 22'' auf, wobei der erste Hebel 21'' als ein kurzer Hebel und der zweite
Hebel 22'' als ein langer
Hebel ausgebildet ist.
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Der
erste Hebel 21'' und der zweite
Hebel 22'' sind derart
zueinander orientiert, dass das den ersten Hebel 21'' und den zweiten Hebel 22'' gelenkig verbindende Gelenk 23'' oberhalb der Verbindungslinie
der Anlenkung 6a'' an dem ersten
Scharnierteil 2'' und der Anlenkung 6b'' an dem zweiten Scharnierteil 3'' des zweiten Lenkers 6'' angeordnet ist.
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Die
Funktionsweise des mit der Kopplungseinrichtung 11'' vorgesehene Scharnier 1'' ist mit der aus dem vorherigen
Ausführungsbeispiel
identisch.
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In 4 ist
ein viertes Ausführungsbeispiel eines
erfindungsgemäßen Scharniers 1''' für eine Fahrzeugklappe
gezeigt, wobei identischen oder funktionsgleichen Bauteilen dieselben
Bezugszeichen zugeordnet sind. Im weiteren wird im wesentlichen
auf die Unterschiede gegenüber
den vorherigen Ausführungsbeispielen
eingegangen.
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Im
Gegensatz zu den vorherigen Ausführungsbeispielen
koppelt die Kopplungseinrichtung 11''' den ersten
Lenker 5''' und den zweiten Lenker 6''' des
Viergelenks 4''', wobei die Kopplungseinheit 11''' einen
ersten Hebel 21''' und einen zweiten Hebel 22''' umfaßt.
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Der
erste Hebel 21''' ist mit einem ersten Ende gelenkig
an dem zweiten Lenker 6''' an dem in der Bohrung 16''' angeordneten
Stift 17''' angeordnet und weist an dem anderen
Ende das Gelenk 23''' auf, an dem der zweite Hebel 22''' gelenkig
angeordnet ist. Mit dem dem Gelenk 23''' abgewandten
Ende ist der zweite Hebel 22''' unschwenkbar an dem ersten Lenker 5''' angeordnet.
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Es
versteht sich, dass der erste Hebel 21''' auch unverschwenkbar
an dem zweiten Lenker 6''' vorgesehen sein kann, wobei der
zweite Hebel 22''' gelenkig an dem ersten Lenker 5''' angeordnet
ist.
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Das
den ersten Hebel 21''' und den zweiten Hebel 22''' gelenkig
verbindende Gelenk 23''' ist hierbei unterhalb der Verbindungslinie
der Anlenkung 6a''' an dem ersten Scharnierteil 2''' und
der Anlenkung 6b''' an dem zweiten Scharnierteil 3''' des
Lenkers 6''' angeordnet.
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Das
durch die Kopplungseinrichtung 11''' gegebene Antriebsmoment
in dem ersten Öffnungswinkelbereich
ist hierbei zwischen der Bohrung 16''' und dem Stift 17''' der
Anlenkung des ersten Hebels 21''' an dem zweiten
Lenker 6''' gegeben, so dass der erste Hebel 21''' eine
dem Antriebsmoment entsprechende Rotation aufweist. Durch die schwenkbare Kopplung
des ersten Hebels 21''' mit dem an dem ersten Lenker 5''' unverschwenkbar
angeordneten zweiten Hebels 22''' ist durch die
Verschwenkung des ersten Hebels 21''' und die Unverschwenkbarkeit des
zweiten Hebels 22''' ein Widerstandsmoment für den ersten
Hebel 21''' gegeben. Der erste Hebel 21''' stützt sich
an dem zweiten Hebel 22''' ab, so dass die auf dem ersten
Hebel 21''' durch das Widerstandsmoment wirkende
Reaktionskraft den zweiten Lenker 6''' zu einer Schwenkbewegung
in Öffnungsrichtung des
zweiten Scharnierteils 3''' zwingt, so dass das Abtauchen
in dem ersten Öffnungswinkelbereich
der Öffnungsbewegung
der Fahrzeugklappe überwunden
ist.
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In
dem zweiten Öffnungswinkelbereich
ist die Schwenkbewegung von der Kopplungseinrichtung 11''' entkoppelt,
wobei der zweite Hebel 22''' den ersten Hebel 21''' nicht
mehr mit einem Widerstandsmoment beaufschlagt. Die Öffnungsbewegung
in dem zweiten Öffnungswinkelbereich
ist durch das hydraulisch ausgebildete Federelement 7''' dadurch
unterstützt,
dass das Federelement 7''' eine Druckkraft in Öffnungsrichtung
auf das zweite Scharnierteil 3''' ausübt.
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In 5 und 6 ist
ein fünftes
Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Scharniers 1'''' gezeigt, wobei
identischen oder funktionsgleichen Bauteilen dieselben Bezugszeichen
zugeordnet sind. Im weiteren wird im wesentlichen auf die Unterschiede
zu den vorherigen Ausführungsbeispielen eingegangen.
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Die
Kopplungseinheit 11'''' koppelt
den ersten Lenker 5'''' und
den zweiten Lenker 6'''' des
Viergelenks 4'''',
wobei die Kopplungseinheit eine Rolle 31 und eine Abstützung 32 umfaßt.
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Der
Lenker 6'''' weist
eine Bohrung 16'''' auf, in
der ein Stift 17'''' unverdrehbar
angeordnet ist, wobei die Rolle 31 drehbar an dem Stift 17'''' angeordnet
ist.
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An
dem ersten Lenker 5'''' ist
die Abstützung 32 angeordnet,
wobei die Abstützung 32 eine
die Rolle 31 führende
Führung 33 aufweist.
Die Führung 33 ist
als ein Winkelelement ausgebildet, wobei eine erste gradlinige Seite 34 ungefähr parallel
zu der Erstreckung des ersten Lenkers 5'''' und eine zweite gradlinige Seite 35 ungefähr einen
Winkel von 80° mit
der ersten Seite 34 aufweist. Die durch das Winkelelement
gegebene Öffnung
ist in Richtung des ersten Scharnierteils 2'''' orientiert.
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Zu
Beginn der Öffnungsbewegung
in dem ersten Öffnungswinkelbereich
stützt
sich die Rolle 31 derart in der Führung 33 ab, dass
durch das über
das zweite Scharnierteil 3'''' und
den zweiten Lenker 6'''' eingeleitete
Antriebsmoment und die Kontaktkraft zwischen der Rolle 31 und
der Führung 33 der
erste Lenker 5'''' entgegen
der Abtauchrichtung verschenkt wird, wobei die Führung 33 hierbei ein
aktives Antriebselement darstellt.
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In
dem zweiten Öffnungswinkelbereich
ist die Schwenkbewegung von der Kopplungseinrichtung 11'''' entkoppelt,
wobei die Rolle 31 nicht mehr in der Führung 33 anliegt.
Die Öffnungsbewegung
in dem zweiten Öffnungswinkelbereich
ist durch das hydraulisch ausgebildete Federelement 7'''' dadurch unterstützt, dass
das Federelement 7'''' eine
Druckkraft in Öffnungsrichtung
auf das zweite Scharnierteil 3'''' ausübt.
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In 7 ist
ein sechstes Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Scharniers 1''''' für eine Fahrzeugklappe gezeigt,
wobei identischen oder baugleichen Bauteilen die selben Bezugszeichen
zugeordnet sind. Im weiteren wird im wesentlichen auf die Unterschiede
gegenüber
dem fünften Ausführungsbeispiel
eingegangen.
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Die
Kopplungseinheit 11''''' weist eine
Rolle 31''''' und eine Abstützung 32''''' auf, wobei die Rolle 31'''' drehbar an
einem in einer Bohrung 16''''' angeordneten
Stift 17''''' an dem ersten
Lenker 5''''' und die Abstützung 32''''' an dem zweiten Lenker 6''''' angeordnet ist.
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Die
Führung 33''''' der Abstützung 32''''' ist fest an dem zweiten Lenker 6''''' angeordnet, wobei die Führung 33''''' als ein Winkelelement ausgebildet ist,
wobei eine erste gradlinige Seite 34''''' ungefähr in Erstreckungsrichtung
des zweiten Lenkers 6''''' und eine zweite
gekrümmte
ausgebildete Seite 35''''' ungefähr einen
Winkel von 80° mit
der ersten Seite 34''''' aufweist. Die
durch das Winkelelement gegebene Öffnung ist in Richtung des
zweiten Scharnierteils 3'''' orientiert.
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Zu
Beginn der Öffnungsbewegung
in dem ersten Öffnungswinkelbereich
stützt
sich die Rolle 31''''' derart in der
Führung 33''''' ab, dass durch das über das zweite
Scharnierteil 3 und den zweiten Lenker 6''''' eingeleitete Antriebsmoment und
die Kontaktkraft zwischen der Rolle 31'''' und der Führung 33''''' der erste Lenker 5''''' entgegen der Abtauchrichtung verschenkt
wird, wobei die Rolle 31''''' hierbei ein
aktives Antriebselement darstellt.
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In
dem zweiten Öffnungswinkelbereich
ist die Schwenkbewegung von der Kopplungseinrichtung 11''' entkoppelt,
wobei die Rolle 31''''' nicht mehr
in der Führung 33''''' anliegt. Die Öffnungsbewegung in dem zweiten Öffnungswinkelbereich
ist durch das hydraulisch ausgebildete Federelement 7''''' dadurch unterstützt, dass
das Federelement 7''''' eine Druckkraft
in Öffnungsrichtung
auf das zweite Scharnierteil 3''''' ausübt.