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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Klappfach für ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1, wobei der Deckel des Klappfaches im Falle eines unfallbedingten Überschlags oder Aufpralls mit Hilfe einer Verschlusskinematik arretiert wird.
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Ein gattungsgemäßes Klappfach ist Gegenstand der
DE 41 30 847 C2 , in der eine Verschlussklappe zum Verschließen eines Ablagefaches im Innenraum eines Kraftfahrzeuges beschrieben wird, die im normalen Betrieb leicht zu öffnen ist, jedoch in der Unfallsituation sicher verschlossen bleibt. Dies wird dadurch erreicht, dass beim Auftreten einer etwa dem 10-fachen Wert der Erdbeschleunigung entsprechenden Beschleunigung die im Bereich des Klappfachs angeordneten Verriegelungsmechanismen in Gang gesetzt werden, die die Verschlussklappe arretieren.
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In der
DE 10 2004 055 654 B4 wird eine Staufachvorrichtung beschrieben, wobei sich das Staufach bei einem unfallbedingten Aufprall gegen einen äußeren Rahmen verschiebt und dabei sicher verschlossen wird und somit die Fahrzeuginsassen vor möglicherweise im Staufach vorhandenen Gegenständen, die im Falle eines Unfalls herausgeschleudert werden könnten, geschützt sind.
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Die
DE 10 2005 043 593 A1 beschreibt ein Staufach für ein Kraftfahrzeug, das einen Verriegelungsmechanismus besitzt, der verhindert, dass sich das Staufach im Falle eines Unfalls oder eines Crashes selbsttätig öffnet. Das Staufach besitzt ein Verriegelungselement, welches schwenkbar gelagert ist, so dass es aufgrund seiner Massenträgheit beim Aufprall des Kraftfahrzeuges in eine Verriegelungsposition zur Arretierung eines Schwenkhebels gebracht wird, der mit dem Deckel des Staufaches verbunden ist.
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Darüber hinaus sind zahlreiche weitere Veröffentlichungen bekannt, die ähnliche Staufächer beschreiben. Allen Staufächern nach dem Stande der Technik ist gemein, dass sie einen relativ aufwändigen und präzisen Mechanismus benötigen, damit ein sicheres Verschließen des Faches im Falle eines Unfalls gewährleistet ist. Dazu wird als Verschließeinheit in der Regel eine Kombination von mehreren Bauteilen eingesetzt. Diese Bauteile werden meist in relativ geringen Stückzahlen gefertigt und sind dementsprechend teuer. Erschwerend kommt hinzu, dass Staufächer für den Innenraum von Kraftfahrzeugen üblicherweise beidseitig eingesetzt werden, d. h. dass die entsprechende Verschlussklappe in unterschiedliche Richtungen aufklappbar sein muss, so dass je nachdem für welche Seite des Fahrzeuginnenraums das Staufach eingesetzt wird, unterschiedliche Bauteile oder Bauelemente eingesetzt werden müssen, wodurch sich die Kosten für die Einrichtung von Staufächern weiter erhöhen.
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Es bestand somit die Aufgabe, ein Klappfach für den Innenraum von Kraftfahrzeugen zur Verfügung zu stellen, das die Nachteile des Standes der Technik nicht aufweist.
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Gelöst wird die Aufgabe durch ein Klappfach mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Klappfaches sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Mit der vorliegenden Erfindung wird ein Klappfach für ein Kraftfahrzeug zur Verfügung gestellt, dass einen klappbaren Deckel aufweist, der an einer Zahnradachse befestigt ist. Gleichzeitig ist am Zahnrad der Zahnradachse eine Schenkelfeder angeordnet, die mit ihrem ersten Ende (Schenkel) am Zahnrad der Zahnradachse befestigt ist und mit ihrem zweiten Ende (Schenkel) an einer ortsfesten Achse befestigt ist, die wiederum innerhalb der Karosse des Fahrzeugs fixiert ist. Dabei übt die Schenkelfeder eine Schließkraft auf den Deckel des Klappfaches aus. Daneben steht die Zahnradachse mit einem Zahnrad in Wirkverbindung, das wiederum mit einem Dämpferelement kombiniert ist. Unterhalb des Dämpferelementes ist ein schwenkbarer Massependel an einer ortsfesten Achse so angeordnet, dass das Massependel bei einer Beschleunigung in Richtung des Zahnrads des Dämpferelementes aufgrund seiner Masseträgheit in das Zahnrad eingreift, dieses blockiert und damit den Deckel des Klappfaches arretiert. Eine derartige Beschleunigung in Richtung des Zahnrads tritt beispielsweise beim Überschlagen des Kraftfahrzeugs auf.
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Das Wesen der Erfindung besteht nun darin, dass sämtliche oben aufgeführten Bauelemente für den Verschlussmechanismus des Klappfaches, nämlich die Zahnradachse, die Schenkelfeder, das Dämpferelement, das Massependel, sowie die ortsfesten Achsen für rechts- und linksseitig öffnende Deckelklappen einsetzbar sind. Auf diese Weise können quasi sämtliche im Kraftfahrzeug vorgesehene Klappfächer mit der gleichen Schließkinematik ausgerüstet werden, was bedeutet, dass einerseits die Kosten für das Klappfach deutlich gesenkt werden und andererseits die Montage des Klappfaches erleichtert wird, da nun keine Gefahr mehr eines seitenverkehrten Einbaus besteht, der immer außerordentliche zusätzliche Kosten verursacht.
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Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass das zweite Ende der Schenkelfeder bzw. der zweite Schenkel und das Massependel gemeinsam an einer ortsfesten Achse angeordnet sind, die wiederum in der Karosse des Fahrzeugs fixiert ist.
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Aus Platzgründen weist die Zahnradachse vorzugsweise lediglich einen Kreisausschnitt eines Zahnkranzes auf, der als Hebel für die Öffnungskinematik wirkt. Dieser Teilzahnkranz weist zwei achsensymmetrisch zur Winkelhalbierenden des Kreisausschnittes angeordnete Befestigungsvorrichtungen zur Befestigung der Schenkelfeder bzw. des ersten Endes der Schenkelfeder auf. Von den beiden Befestigungsvorrichtungen wird in Abhängigkeit von der Fahrzeugseite, an der das Klappfach vorgesehen ist bzw. zu welcher Seite sich der Deckel öffnen soll, dann jeweils nur eine Befestigungsvorrichtung für die Befestigung der Schenkelfeder genutzt.
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Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Zahnradachse sieht im Bereich der Achse eine Codierung vor, um die Positionierung in einer entsprechenden Halterung im Bereich der Fahrzeugkarosserie zu erleichtern.
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Die Schenkelfeder ist gleichschenklig ausgeführt und besitzt an ihren Enden zur Befestigung an der ortsfesten Achse bzw. der jeweiligen Befestigungsvorrichtung an der Zahnradachse Ausbildungen in Form eines Sprengrings. Quasi als Gegenstück dazu sind an der ortsfesten Achse sowie an den Befestigungsvorrichtungen an der Zahnradachse nutförmige Einschnürungen zur Aufnahme dieser sprengringförmigen Enden der Schenkelfeder vorgesehen. Aufgrund der symmetrischen und gleichschenkligen Ausbildung sowie des gleichartigen Befestigungskonzepts sowohl für die ortsfeste Achse als auch für die Befestigungsvorrichtung der Zahnradachse kann die Schenkelfeder problemlos rechts- als auch linksseitig eingesetzt werden.
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Das mit dem Zahnrad der Zahnradachse bzw. mit dem Teilzahnkranz über ein Zahnrad in Wirkverbindung stehende Dämpferelement ist vorzugsweise ein Silikondämpferelement, das die Bewegungen des als Hebel für die Öffnungskinematik wirkenden Ausschnittes des Zahnrades der Zahnradachse dämpft.
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Das für die Arretierung vorgesehene Massependel ist vorzugsweise symmetrisch zu seiner Längsachse aufgebaut, wobei es über einen Befestigungsring verfügt, der auf eine ortsfeste Achse aufgesteckt wird, und eine Pendelmasse, die an dem zum Befestigungsring gegenüberliegenden Ende des Pendelstabes vorteilhaft als beidseitig symmetrischer Zahnbart ausgebildet ist, der dafür geeignet ist, in das Zahnrad des Silikondämpferelements einzugreifen. Da das Zahnrad für den Silikondämpfer gleichzeitig mit dem Zahnkranz der Zahnradachse verbunden ist, wird durch diesen Eingriff der Klappdeckel arretiert. Ähnlich wie die Zahnradachse besitzt der Befestigungsring für das Massependel ebenfalls eine Codierung, die die Positionierung des Massependels auf der ortsfesten Achse erleichtert. Das Massependel kann sowohl für einen rechts- als auch linksseitigen Einbau eingesetzt werden.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Massependels ist vorgesehen, das Massependel mit einem zusätzlichen Sperrmechanismus zu versehen, wozu das Massependel im Bereich der Pendelmasse mit zwei Haltezähnen ausgestattet ist, die in die Zahnkränze der Silikonbremse und der Zahnradachse eingreifen und so das Gesamtsystem zuverlässig blockieren. Da es für die rechts- und linksseitige Verwendung des Massependels nicht erforderlich ist, dass auch die Pendelmasse symmetrisch aufgebaut ist, kann in diesem Fall vorteilhaft eine einseitig ausgerichtete, hakenförmige Form für die Pendelmasse gewählt werden, wobei die beiden Haltezähne am Hakenende ausgebildet sind. Auch in diesem Fall bewegt sich die Pendelmasse aufgrund des Trägheitsmoments in Richtung der Silikonbremse, bis der erste Haltezahn (Steuerzahn) in den Zahnkranz der Silikonbremse eingreift, wodurch das Massependel mit dem zweiten Haltezahn in den Zahnkranz der Zahnradachse gezogen wird, wobei sich beide Haltezähne in den Zahnkränzen verkeilen und das Gesamtsystem zuverlässig blockieren.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass die ortsfeste Achse zur Befestigung des Massependels sowie des zweiten Schenkels der Schenkelfeder in Längsrichtung jeweils einen Steg als Codierung zur Positionierung der Achse mittels einer Nut in einer Halterung für die ortsfeste Achse sowie eine weitere Codierung zur Positionierung des Massependels auf der ortsfesten Achse mittels einer Aussparung im Befestigungsring aufweist.
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Das erfindungsgemäße Klappfach ist besonders geeignet, um in eine Armauflage einer Türverkleidung eingesetzt zu werden. Aufgrund des erfindungsgemäßen Konzeptes kann die Öffnungskinematik des Klappfaches auf beiden Türseiten mit den gleichen Bauelementen realisiert werden. So wird erreicht, dass die dafür benötigten kleinen und komplizierten Bauteile, die in der Fertigung relativ teuer sind, da sie üblicherweise nur in geringen Stückzahlen eingesetzt werden, in größeren Mengen benötigt werden, wodurch sich der Preis pro Bauteil (Klappfach) deutlich reduziert. Als zusätzlicher Vorteil kommt eine Reduzierung der Lager- und Handlingskosten hinzu.
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Ein weiterer ganz wesentlicher Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht auch darin, dass nun keine Gefahr mehr besteht, dass Bauteile seitenverkehrt eingebaut werden. Diese Gefahr ist besonders groß bei Verwendung von seitenspezifischen Bauteilen, die einander sehr ähnlich sind und daher leicht verwechselt werden. Derartige Verwechslungen führen zu Produktionsfehlern, die nur mit aufwändiger teurer Nacharbeit wieder ausgeglichen werden können. Diese Gefahr wird mit dem erfindungsgemäßen Konzept vollkommen ausgeschlossen. Hinzu kommt, dass die Zahnradachse selbst sowie die ortsfeste Achse zur Aufnahme des Massependels und des zweiten Schenkels der Schenkelfeder mit einfachen Codierungen ausgerüstet sind, die die richtige Positionierung der Bauteile vorgeben, so dass es auch hier nicht zu Einbaufehlern kommen kann.
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Somit gelingt es Dank der vorliegenden Erfindung nicht nur, die Kosten für die einzelnen Bauteile für die Schließkinematik eines Klappfaches für den Innenraum eines Kraftfahrzeuges zu reduzieren, sondern es können auf diese Weise auch die Fertigungskosten aufgrund der mit dem Konzept verbundenen Arbeitserleichterungen spürbar gesenkt werden.
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Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung in einer bevorzugten Ausführungsform anhand von Zeichnungen ausführlich erläutert.
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Dabei zeigen:
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1 eine schematische Darstellung der Öffnungskinematik,
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2 einen Ausschnitt mit Zahnradachse und Klappdeckel,
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3 eine perspektivische Darstellung der Schenkelfeder,
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4 eine perspektivische Darstellung der ortsfesten Achse,
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5 eine perspektivische Darstellung eines Massependels,
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6 eine schematische Darstellung der Wechselwirkung zwischen Massependel und Zahnrad des Dämpferelements als Schnitt in der Draufsicht,
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7a eine Seitenansicht einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung eines Massependels,
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7b eine Draufsicht auf das Massependel aus 7a und
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8 eine Darstellung der Funktionsweise des durch das Massependel aus 7 bewirkten Sperrmechanismus
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In der 1 ist die Öffnungskinematik für den Deckel des Klappfaches schematisch dargestellt, wobei auf die Darstellung des Deckels 13 bewusst verzichtet wurde, um das Zusammenwirken der Einzelelemente der Öffnungskinematik deutlicher herauszustellen. Es ist jedoch hilfreich, die in 1 dargestellte Kinematik im Zusammenhang mit der 2 zu betrachten, in der die Anordnung zwischen Deckel 13 des Klappfaches und Zahnradachse 1 der Öffnungskinematik wiedergegeben ist. Die in 1 dargestellte Öffnungskinematik ist auf der Rückseite der in 2 gezeigten Zahnradachse 1 angeordnet.
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Die wesentlichen Bauteile der Öffnungskinematik sind die Zahnradachse 1, an der, wie aus 2 deutlich wird, der Deckel 13 des Klappfaches befestigt ist, die Schenkelfeder 4, die eine Verbindung zwischen der ortsfesten Achse 6 und der Zahnradachse 1 herstellt, sowie das Dämpferelement 10, das über ein Zahnrad 11 mit dem Zahnrad 2 der Zahnradachse 1 in Wirkverbindung steht.
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Die Schenkelfeder 4 ist an ihren Enden in Form eines Sprengrings 5 ausgebildet, der in nutförmige Einschnürungen 16 sowohl an der entsprechenden Befestigungsvorrichtung 3 am Zahnrad 2 der Zahnradachse 1 sowie in einer entsprechenden Nut 16 der ortsfesten Achse 6 eingreift und damit die Verbindung zwischen Zahnradachse 1 und ortsfester Achse 6 herstellt. Das Massependel 7 ist unterhalb des Zahnrads 11 des Dämpfelements 10 angeordnet und über den Befestigungsring 8 ebenfalls mit der ortsfesten Achse 6 verbunden. Das Massependel 7 besitzt als Pendelmasse 9 einen Zahnbart, dessen Zahnung mit der Zahnung des Zahnrads 11 des Dämpfelements 10 korrespondiert, so dass der Zahnbart des Massependels 7 im Falle eines Unfalls, bei dem das Massependel 7 aufgrund der Schwerkraft in Richtung des Dämpfelements 10 beschleunigt wird, in das Zahnrad 11 des Dämpfelements 10 eingreift und damit die Zahnradachse 1, die mit dem Zahnrad 11 des Dämpfelementes 10 in Wirkverbindung steht, blockiert und den Deckel 13 aus 2, der wiederum auf der Zahnradachse 1 sitzt, in der geschlossenen Position fixiert.
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2 zeigt die Rückseite der Zahnradachse 1 aus 1. Auf der Zahnradachse 1 ist der Deckel 13 mit Hilfe eines Befestigungsrings 19 befestigt, wobei die exakte Positionierung des Deckels 13 auf der Zahnradachse 1 durch die Codierung 12 an der Zahnradachse 1 gewährleistet wird, wodurch die Montage der Öffnungskinematik am Deckel 13 vereinfacht wird.
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Die 3 zeigt die symmetrisch aufgebaute Schenkelfeder 4, die an ihren gleichschenkligen Enden in Form eines Sprengrings 5 ausgebildet ist. Über diese Sprengring 5 stellt die Schenkelfeder 4 die Verbindung zwischen der Zahnradachse 1 und der ortsfesten Achse 6 her, wobei der Sprengring 5 in nutförmige Einschnürungen 16, sowohl an der Befestigungsvorrichtung 3 an der Zahnradachse 1 als auch an der ortsfesten Achse 6 eingreift.
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Eine perspektivische Darstellung der ortsfesten Achse 6 ist in der 4 zu sehen. Bei dieser Darstellung sind die Codierungen 14, 15 zu erkennen, die als Stege in Längsrichtung der ortsfesten Achse 6 angeordnet sind. Dabei dient die Codierung 14 zur Positionierung der ortsfesten Achse 6 in einer entsprechenden Befestigungsöffnung in der Karosserie des Fahrzeugs, während die Codierung 15 dafür sorgt, dass sich das Massependel 7 in der richtigen Position befindet. Des Weiteren ist in der 4 die nutförmige Einschnürung 16 zu erkennen, in die die sprengringförmigen Enden 5 der Schenkelfeder 4 bei der Montage eingreifen.
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Die 5 ist eine perspektivische Darstellung des Massependels 7 mit dem Haltering 8 zur Befestigung des Massependels 7 auf der ortsfesten Achse 6 und dem Zahnbart, der als Pendelmasse 9 dient. An dem Befestigungsring 8 ist eine als Aussparung ausgebildete Codierung 17 zu erkennen, die mit der Codierung 15 des Massependels 7 zusammenwirkt.
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Der Wirkmechanismus des Massependels 7 wird aus der 6 deutlich, in der das Massependel 7 in Korrespondenz zum Zahnrad 11 des Dämpferelements 10 gezeigt wird. Die zeigt die Position des Massependels 7 im Normalzustand, in dem das Massependel 7 aufgrund seiner Schwerkraft nach unten hängt und somit den Deckel 13 des Klappfachs freigibt. Bei dieser Darstellung eines Schnittes durch die Längsachse des Massependels 7 wird die Position des Massependels 7 verdeutlicht, die durch die Codierungen 15 und 17, die miteinander korrespondieren, vorgegeben ist. Im Falle eines Überschlags bewegt sich das Massependel 7 aufgrund seiner Schwerkraft in Richtung des Richtungspfeils 18 bis hin zum Zahnrad 11 des Dämpferelements 10 und greift mit der Zahnung des Zahnbarts in die Zahnung des Zahnrads 11 ein und blockiert damit das Zahnrad 11 und arretiert damit gleichzeitig den Deckel 13 des Klappfachs.
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Die 7a zeigt in einer Seitenansicht eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Massependels 7, das nun mit einem zusätzlichen Sperrmechanismus versehen ist, wozu im Bereich der Pendelmasse 9 zwei Haltezähne 20, 21 vorgesehen sind, die dafür vorgesehen sind, in die Zahnkränze der Silikonbremse und der Zahnradachse einzugreifen. Für die rechts- und linksseitige Verwendung des Massependels 7 ist es nicht erforderlich, dass die Pendelmasse 9 symmetrisch aufgebaut ist, sondern es genügt, dass das Massependel 7 entlang seiner Längsachse eine Symmetrieebene 22 aufweist, die senkrecht zur Seitenansicht angeordnet ist und das Massependel 7 teilt, was in der 7b verdeutlicht wird, die eine Draufsicht auf das Pendel aus 7a zeigt.
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In der 8 ist die Wirkweise des Sperrmechanismus dargestellt. In dieser Darstellung ist zu erkennen, dass das Massependel 7 nun so ausgebildet ist, dass es mit seiner Pendelmasse 9 das Zahnrad 11 der Silikonbremse 10 umfassen kann. Auch in diesem Fall bewegt sich die Pendelmasse 9 aufgrund des Trägheitsmoments in Richtung der Silikonbremse 10 bis der erste Haltezahn 20 als Steuerzahn in das Zahnrad 11 der Silikonbremse 10 eingreift. Dabei wird das Massependel 7 mit dem zweiten Haltezahn 21 in das Zahnrad 2 der Zahnradachse 1 gezogen, wobei die beiden Haltezähne 20, 21 in den Zahnrädern 11, 2 verkeilen und das Gesamtsystem, das nun zweifach fixiert ist, zuverlässig blockieren.
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Im Zusammenhang mit 8 soll ergänzt werden, dass eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung vorsieht, dass das Massependel lediglich einen Haltezahn aufweist. Da letztendlich die Blockierung der Zahnradachse 1 entscheidend ist, reicht es aus, wenn lediglich der Haltezahn 21 vorhanden ist, der in das Zahnrad 2 der Zahnradachse 1 eingreift.
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Zu den 1 bis 8 ist anzumerken, dass sie lediglich beispielhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung zeigen, ohne dass darin eine Einschränkung zu sehen ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Zahnradachse
- 2
- Zahnrad
- 3
- Befestigungsvorrichtung
- 4
- Schenkelfeder
- 5
- Federring
- 6
- Ortsfeste Achse
- 7
- Massependel
- 8
- Befestigungsring
- 9
- Pendelmasse
- 10
- Dämpferelement
- 11
- Zahnrad
- 12
- Codierung
- 13
- Deckel
- 14
- Codierung
- 15
- Codierung
- 16
- Nutförmige Einschnürung
- 17
- Codierung
- 18
- Richtungspfeil
- 19
- Befestigungshülse
- 20
- Haltezahn (Steuerzahn)
- 21
- Haltezahn
- 22
- Symmetrieebene
