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Die Erfindung betrifft eine Betätigungsvorrichtung für eine an einem Bauteil zwischen einer geschlossenen Stellung und einer geöffneten Stellung beweglich gelagerte Klappe, insbesondere für eine an einer Mulde eines Automobils beweglich gelagerte Klappe.
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Es ist bekannt, beispielsweise Tankklappen von Automobilen mittels so genannter Push-Push-Vorrichtungen zu betätigen. Eine entsprechende Betätigungsvorrichtung ist in
DE 10 2008 057 933 A1 beschrieben. Die Betätigungsvorrichtung wird an einer Tankmulde befestigt, wobei sie ein im eingebauten Zustand aus der Mulde hervorstehendes Betätigungsende aufweist. Die bekannte Betätigungsvorrichtung besitzt einen axial beweglich gelagerten Stößel, an dessen Außenumfang eine Steuerkurve zur Realisierung der Push-Push-Kinematik vorgesehen ist. Im Betrieb wirkt die Tankklappe mit dem aus der Mulde hervorstehenden Betätigungsende der Betätigungsvorrichtung zusammen. Insbesondere liegt die Tankklappe im geschlossenen Zustand mit ihrer Innenseite auf dem Betätigungsende auf. Aufgrund der Push-Push-Kinematik kann die Betätigungsvorrichtung durch Eindrücken der Tankklappe in Richtung der Automobilkarosserie in eine Entriegelungsstellung gebracht werden, in der das Betätigungsende weiter aus der Tankmulde hervorsteht und die Tankklappe geringfügig von der Karosserieoberfläche anhebt. Die Tankklappe kann dann manuell ergriffen und vollständig aufgeschwenkt werden. Bei einem nachfolgenden Schließen der Klappe und einer hierbei auf das Betätigungsende der Betätigungsvorrichtung ausgeübten Kraft wird dieser wieder in eine Verriegelungsstellung gebracht.
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Damit die Tankklappe in der Verriegelungsstellung nicht unbeabsichtigt aufschwenken kann, wird sie von einer Feder in die geschlossene Stellung vorgespannt. Im Betrieb des Fahrzeugs, aber auch bereits bei der Montage wirken Kräfte auf die Tankklappe. Beispielhaft genannt sei eine Schwenkmontage bzw. Überkopfmontage des Fahrzeugs, bei dem auf die Tankklappe die Schwerkraft in Öffnungsrichtung der Klappe wirkt. Außerdem seien beispielhaft Waschanlagen genannt, wo es insbesondere im Rahmen der Trocknung ebenfalls zu einer Kraftausübung in Öffnungsrichtung der Klappe kommen kann. In diesen Fällen muss ein unbeabsichtigtes Öffnen der Tankklappe sicher vermieden werden. Daher muss die die Tankklappe in die geschlossene Stellung vorspannende Feder eine vergleichsweise hohe Federkraft ausüben. Diese Federkraft muss von einem Benutzer beim Öffnen der Klappe überwunden werden. Dies kann den Komfort verringern. Darüber hinaus kann es bei den vergleichsweise hohen Federkräften bei der Betätigung zu unerwünschter Geräuschentwicklung kommen.
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Gemäß der älteren, nicht vorveröffentlichten deutschen Patentanmeldung der Anmelderin mit dem Aktenzeichen
10 2011 101 838.0 wird ein erstes Betätigungsteil einer Betätigungsvorrichtung an der Klappe befestigt, so dass sich dieses bei einer Bewegung der Klappe gemeinsam mit dieser bewegt, und ein zweites Betätigungsteil an dem beispielsweise in oder an einem Automobil fest angeordneten Bauteil befestigt. Diese Trennung der Betätigungsteile macht eine Federkraft zum Halten der Klappe in der geschlossenen Stellung überflüssig. Vielmehr wird die Klappe durch das an dieser vorgesehene erste Betätigungsteil an dem zweiten Betätigungsteil und damit an dem mit der Klappe versehenen Bauteil arretiert. Die Betätigungsvorrichtung nutzt eine Push-Push-Kinematik, so dass die Klappe in an sich bekannter Weise aus der Arretierstellung gelöst werden kann, indem die Klappe manuell nach innen gedrückt wird, so dass diese sich anschließend in eine zumindest teilweise aufgeschwenkte Stellung bewegt.
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Anstelle einer manuellen Öffnung der Klappe durch Eindrücken mittels einer Push-Push-Kinematik besteht manchmal der Wunsch, beispielsweise eine Tankklappe eines Automobils fernbetätigt zu entriegeln. Bekannte fernentriegelbare Betätigungsvorrichtungen für Tankklappen von Automobilen bringen allerdings einen hohen konstruktiven und baulichen Aufwand mit sich.
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Ausgehend von dem erläuterten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Betätigungsvorrichtung der eingangs genannten Art bereitzustellen, mit der eine an einem Bauteil beweglich gelagerte Klappe fernentriegelt werden kann, wobei die Betätigungsvorrichtung einen einfachen und kompakten Aufbau hat.
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Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand von Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den Figuren.
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Die Erfindung löst die Aufgabe durch eine Betätigungsvorrichtung für eine an einem Bauteil zwischen einer geschlossenen Stellung und einer geöffneten Stellung beweglich gelagerte Klappe, insbesondere für eine an einer Mulde eines Automobils beweglich gelagerte Klappe, umfassend: ein erstes Betätigungsteil und ein zweites Betätigungsteil, wobei das erste Betätigungsteil an der Klappe zu befestigen ist und bei einer Bewegung der Klappe zwischen der geschlossenen Stellung und der geöffneten Stellung mit der Klappe bewegt wird, und wobei das zweite Betätigungsteil an dem Bauteil zu befestigen ist, Verriegelungsmittel mit einer an dem ersten oder zweiten Betätigungsteil vorgesehenen Verriegelungsausnehmung und einem an dem anderen von erstem oder zweitem Betätigungsteil vorgesehenen Verriegelungselement, wobei das Verriegelungselement bei einer Bewegung des ersten Betätigungsteils mit der Klappe aus ihrer geöffneten Stellung in ihre geschlossene Stellung in die Verriegelungsausnehmung eingreift, wodurch das Verriegelungselement das erste Betätigungsteil gegen eine Federvorspannung in einer Verriegelungsstellung an dem zweiten Betätigungsteil hält, und eine Fernentriegelungseinrichtung, wobei die Fernentriegelungseinrichtung Antriebsmittel umfasst, die von einem von den Betätigungsteilen entfernten Ort derart betätigbar sind, dass das Verriegelungselement aus der Verriegelungsausnehmung zurückgezogen wird, wodurch sich das erste Betätigungsteil angetrieben durch die Federvorspannung von dem zweiten Betätigungsteil löst und sich gemeinsam mit der Klappe zumindest teilweise in ihre geöffnete Stellung bewegt.
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Die Klappe kann eine Klappe in oder an einem Automobil sein. Beispielsweise kann es sich um eine Tank- oder Ladeklappe eines Automobils handeln, die an einer Tank- oder Lademulde des Automobils beweglich, beispielsweise schwenkbar, gelagert ist. In der geöffneten Stellung der Tank- bzw. Ladeklappe kann ein Kraftstofftank des Automobils mit Kraftstoff betankt bzw. können elektrische Antriebskomponenten des Automobils elektrisch geladen werden. Es sind aber auch andere Anwendungen denkbar, sowohl im Automobilbereich als auch außerhalb des Automobilbereichs.
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Erfindungsgemäß ist das erste Betätigungsteil an der Klappe befestigt und bewegt sich bei einer Bewegung der Klappe mit dieser gemeinsam. Das zweite Betätigungsteil ist an dem üblicherweise fest an oder in dem Automobil angeordneten Bauteil befestigt und bewegt sich bei einer Bewegung der Klappe entsprechend nicht. Bei einer Bewegung der Klappe wird das erste Betätigungsteil dabei zumindest in axialer Richtung bewegt. Das erste Betätigungsteil kann zusätzlich auch in anderen Richtungen bewegt werden, beispielsweise bei einem Verschwenken der Klappe vollführt auch das erste Betätigungsteil eine Schwenkbewegung. Seine Bewegung hat aber auch eine axiale Komponente, so dass das erste Betätigungsteil in axialer Richtung in Eingriff mit dem zweiten Betätigungsteil gebracht werden kann.
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Das erste und das zweite Betätigungsteil sind erfindungsgemäß voneinander getrennt. Die Betätigungsteile können durch ein Schließen der Klappe in eine Verriegelungsstellung gebracht werden. Dies kann manuell durch Drücken der Klappe in die geschlossene Stellung erfolgen. In der Verriegelungsstellung ist auch die mit dem ersten Betätigungsteil fest verbundene Klappe an dem Bauteil verriegelt. Dabei stellt die erfindungsgemäße Betätigungsvorrichtung eine Federvorspannung bereit, die danach trachtet, das erste Betätigungsteil aus der mit dem zweiten Betätigungsteil verriegelten Stellung wieder von dem zweiten Betätigungsteil zu lösen, so dass die Klappe mit dem ersten Betätigungsteil zumindest teilweise geöffnet wird. Das Verriegelungselement hält das erste Betätigungsteil erfindungsgemäß allerdings gegen diese Federvorspannung in der verriegelten Stellung, indem es in die Verriegelungsausnehmung eingreift. Dabei können die Abmessungen von Verriegelungselement und Verriegelungsausnehmung so sein, dass in der Verriegelungsstellung im Wesentlichen keine axiale Bewegung zwischen erstem und zweitem Betätigungsteil möglich ist. In der Verriegelungsstellung kann das erste Betätigungsteil also nicht von dem zweiten Betätigungsteil gelöst werden. Die mit dem ersten Betätigungsteil verbundene Klappe kann entsprechend nicht beispielsweise manuell geöffnet werden. Dazu muss zuerst die Verriegelungsstellung aufgelöst werden, indem mittels der erfindungsgemäßen Fernentriegelungseinrichtung das Verriegelungselement durch die Antriebsmittel außer Eingriff mit der Verriegelungsausnehmung gebracht wird. Die Antriebsmittel können mit der erfindungsgemäßen Fernentriegelungseinrichtung von einem insbesondere von dem Bauteil mit der Klappe entfernten Ort betätigt werden. Nach dem Lösen der Verriegelung durch die fernbetätigten Antriebsmittel bewegt die Federvorspannung der Betätigungsvorrichtung nun das erste Betätigungsteil zusammen mit der Klappe von dem zweiten Betätigungsteil weg, wobei sich die Klappe in eine zumindest teilweise geöffnete Stellung bewegt. Die Federvorspannung zum Öffnen der Klappe wirkt dabei unmittelbar, so dass sich die Klappe selbsttätig zumindest teilweise öffnet. Insbesondere ist kein manuelles Eindrücken der Klappe im Sinne einer Push-Push-Funktion für diese zumindest teilweise Öffnung der Klappe erforderlich. Die Entriegelung und teilweise Öffnung der Klappe erfolgt vielmehr vollständig fernausgelöst. Anschließend kann die teilweise geöffnete Klappe dann von Hand ergriffen und vollständig geöffnet werden. Es ist aber auch denkbar, dass die Klappe sich selbsttätig vollständig in ihre geöffnete Stellung bewegt, angetrieben beispielsweise durch eine geeignete Federkraft.
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Wie bereits erläutert, werden die Antriebsmittel fernbetätigt, so dass beispielsweise ein Fahrer des mit der erfindungsgemäßen Betätigungsvorrichtung ausgerüsteten Automobils beispielsweise eine Tankklappe aus dem Innenraum des Automobils heraus fernentriegeln und so in eine zumindest teilweise geöffnete Stellung bringen kann. Eine solche Fernentriegelung kann auch durch eine Funkfernbedienung für das Automobil ausgelöst werden. Hierdurch wird ein hoher Komfort erreicht.
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In der Verriegelungsstellung wird ein unbeabsichtigtes Öffnen der Klappe, beispielsweise einer Tankklappe, in einer Waschanlage oder bei einer Schwenk- bzw. Überkopfmontage eines Automobils sicher vermieden. Es muss keine hohe Federkraft aufgebracht werden, die die Klappe in der geschlossenen Stellung hält, wie dies beim Stand der Technik erforderlich ist. Hierdurch wird der Komfort bei der Benutzung der Klappe erhöht. Außerdem werden durch solche hohen Federkräfte im Betrieb erzeugte und von einem Benutzer als unangenehm empfundene Geräusche vermieden. Aus Komfortgründen kann auch bei der Erfindung vorgesehen sein, dass die Klappe durch Federkraft in die geschlossene Stellung vorgespannt ist. Die entsprechende Federkraft ist jedoch weitgehend frei wählbar und kann insbesondere erheblich geringer sein als beim Stand der Technik. In ebenfalls an sich bekannter Weise kann die Federkraft einen Umkehrpunkt besitzen, so dass die Klappe, wie bereits erläutert, ab einem bestimmten Öffnungsgrad in die vollständig geöffnete Stellung vorgespannt wird.
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Erfindungsgemäß erfolgt somit eine besonders sichere Verriegelung. Gleichzeitig wird eine hohe Dichtheit gegen Einbringen von Feuchtigkeit oder Schmutz in der geschlossenen und der geöffneten Stellung der Klappe erreicht. Hierzu können entsprechende Dichtlippen vorgesehen sein. Dabei zeichnet sich die erfindungsgemäße Betätigungsvorrichtung durch Robustheit und einen einfachen Aufbau mit einer besonders geringen Anzahl an Bauteilen aus. Durch die kleine Baugröße der erfindungsgemäßen Betätigungsvorrichtung ist auch ein Einsatz in kleinen Tank- bzw. Lademulden von Automobilen möglich. Wie bereits erwähnt, benötigt die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Ver- und Entriegelung nur das Verriegelungselement und Verriegelungsausnehmung einschließlich der Federvorspannung. Es muss erfindungsgemäß insbesondere keine Push-Push-Kinematik für die Ver- und Entriegelung vorgesehen sein. Dies macht die erfindungsgemäße Vorrichtung besonders einfach im Aufbau.
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Darüber hinaus ist die erfindungsgemäße Betätigungsvorrichtung modular aufgebaut und somit weitgehend flexibel nach den jeweiligen Kundenanforderungen ausrichtbar und an bestehende Systeme anpassbar. Die wesentlichen Bestandteile der Betätigungsvorrichtung, insbesondere der Betätigungsteile, können aus einem Kunststoff bestehen. In einfacher Weise kann die erfindungsgemäße Verriegelung dabei mit einer Zentralverriegelung eines Automobils kombiniert werden.
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Die Federvorspannung kann durch Federmittel bereitgestellt werden, die von dem ersten Betätigungsteil im Zuge seiner Verriegelung an dem zweiten Betätigungsteil vorgespannt werden. Die Federmittel können insbesondere eine Feder umfassen, die bei dem Verriegeln des ersten Betätigungsteils an dem zweiten Betätigungsteil durch das erste Betätigungsteil komprimiert wird. Hierdurch wird ein besonders einfacher Aufbau erreicht.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass eines der Betätigungsteile einen Stößel umfasst, an dessen Außenumfang die Verriegelungsausnehmung ausgebildet ist und, dass das andere der Betätigungsteile ein Gehäuse umfasst, in dem das Verriegelungselement bewegbar gelagert ist, wobei bei einer Bewegung der Klappe aus ihrer geöffneten Stellung in ihre geschlossene Stellung der Stößel durch eine Eintrittsöffnung in das Gehäuse eintritt, wobei das Verriegelungselement in Eingriff mit der Verriegelungsausnehmung gelangt. Hierdurch wird ein besonders robuster und kompakter sowie gleichzeitig konstruktiv einfacher Aufbau erreicht. Der Stößel kann eine zylindrische Grundform besitzen und taucht im Zuge der Verriegelung der Betätigungsteile in axialer Richtung in das Gehäuse ein. Es kann sowohl vorgesehen sein, dass das erste Betätigungsteil den Stößel aufweist und das zweite Betätigungsteil das Gehäuse mit dem Verriegelungselement aufweist, als auch, dass das erste Bestätigungsteil das Gehäuse und das Verriegelungselement aufweist und das zweite Betätigungsteil den Stößel aufweist.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass das das Gehäuse aufweisende Betätigungsteil weiterhin einen in dem Gehäuse axial beweglich gelagerten Bolzen umfasst, der von den Federmitteln in Richtung der Eintrittsöffnung des Gehäuses vorgespannt ist, wobei der Stößel den Bolzen bei der Verriegelung der Betätigungsteile gegen die Federmittel drückt und diese dabei vorspannt. Die Federmittel können auf der dem Stößel abgewandten Seite des Gehäuses unmittelbar mit dem Bolzen in Kontakt stehen. Der Stößel kommt also beim Eintreten in das Gehäuse in Kontakt mit dem Bolzen und drückt diesen gegen die Federkraft der Federmittel weiter in das Gehäuse ein. Im entriegelten Zustand der Betätigungsteile kann das Verriegelungselement an der Außenseite des Bolzens anliegen.
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Für eine besonders einfache Verriegelung kann die Verriegelungsausnehmung eine über den Außenumfang des Stößels umlaufende Verriegelungsnut sein. Die Drehorientierung des Stößels ist dann für die Verriegelung unerheblich. An seinem Umfang kann der Stößel von einer Dichtung umgeben sein, insbesondere von einem Faltenbalg. Die Dichtung kann elastisch sein. Die Dichtung bzw. der Faltenbalg kann den Umfang des Stößels insbesondere vollständig umgeben. Sie dichtet den Stößel gegen Schmutz und Feuchtigkeit ab. Die Dichtung führt damit automatisch auch zum Schutz des Gehäuses vor Schmutz und Feuchtigkeit, wenn der Stößel in das Gehäuse eintritt. An dem freien Ende des Stößels kann die Dichtung bzw. der Faltenbalg an dem Stößel dichtend anliegen. Dasselbe gilt für das dem freien Ende gegenüberliegende Ende des Stößels. Der Stößel kann in axialer Richtung federnd an der Dichtung gelagert sein. So kann die Dichtung beispielsweise einen Flansch des Stößels aufnehmen. Die federnde Lagerung kann dann durch die federnd elastische Ausgestaltung der Dichtung bewirkt werden. Hierdurch wird ein Toleranzausgleich gewährleistet.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass das Verriegelungselement ein durch die Antriebsmittel in Bezug auf die Bewegungsrichtung des Stößels in radialer Richtung zwischen einer aus der Verriegelungsausnehmung zurückgezogenen Entriegelungsposition und einer in die Verriegelungsausnehmung eingeschobenen Verriegelungsposition bewegbarer Verriegelungsriegel ist. Der Verriegelungsriegel kann durch Riegelfedermittel in seine Verriegelungsposition vorgespannt sein. Der Verriegelungsriegel kann zum Beispiel gabelförmig sein und mit seinem freien Ende in die Verriegelungsausnehmung, beispielsweise eine Verriegelungsnut, eingreifen. Die Riegelfedermittel können zum Beispiel eine auf ein Ende des Verriegelungsriegels wirkende Feder umfassen, die bei einer Bewegung des Verriegelungsriegels aus der Verriegelungsausnehmung heraus komprimiert wird.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung kann der Stößel zwischen der Verriegelungsausnehmung und seinem freien Ende einen sich in Richtung des freien Endes verjüngenden Abschnitt aufweisen. Über einen solchen sich zum Beispiel konisch verjüngenden Abschnitt kann das Verriegelungselement bei einem Eintreten des Stößels in das Gehäuse zum Verriegeln der Betätigungsteile wieder in die sich ausgehend von dem freien Ende hinter dem verjüngten Abschnitt liegende Verriegelungsausnehmung geführt werden. Dies ist insbesondere dann wichtig, wenn das Verriegelungselement durch Federmittel in die Verriegelungsstellung vorgespannt ist. Es gleitet dann beim Einführen des Stößels an der Außenseite des Stößels und insbesondere des sich verjüngenden Abschnitts entlang bis es in der Verriegelungsausnehmung einrastet.
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Nach einer besonders praxisgemäßen Ausgestaltung können die Antriebsmittel einen elektrischen Motor umfassen. Eine Drehachse des elektrischen Motors kann parallel zur Bewegungsrichtung des ersten Betätigungsteils zur Verriegelung mit dem zweiten Betätigungsteil, insbesondere einer axialen Bewegungsrichtung eines Stößels, angeordnet sein. Hierdurch wird ein besonders kompakter Aufbau erreicht. Nach einer weiteren Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die Antriebsmittel ein durch den elektrischen Motor drehend angetriebenes Schneckenrad mit einer spiralförmigen Führungsnut umfassen, in die ein Führungsvorsprung des Verriegelungsriegels eingreift, wobei der Führungsvorsprung durch eine mittels des elektrischen Motors bewirkte Drehung des Schneckenrads derart durch die spiralförmige Führungsnut geführt wird, dass der Verriegelungsriegel gegen die durch die Riegelfedermittel erzeugte Vorspannung in seine Entriegelungsposition bewegbar ist bzw. bewegt wird. Der Motor kann zum Beispiel über ein Zahnrad mit Außenverzahnung mit einer geeigneten Innenverzahnung des Schneckenrads in Eingriff stehen. Das Schneckenrad kann zum Beispiel an seiner Oberseite oder seiner Unterseite die spiralförmige Führungsnut besitzen, Der Verriegelungsriegel kann dann zum Beispiel an seiner Unterseite oder seiner Oberseite einen mit der Führungsnut in Eingriff stehenden Führungsvorsprung besitzen. Wird das Schneckenrad durch den elektrischen Motor gedreht, wird der Führungsvorsprung entlang der spiralförmigen Führungsnut zum Zentrum des Schneckenrads hin bewegt. Damit wiederum wird der Verriegelungsriegel in radialer Richtung von dem Stößel mit seiner Verriegelungsausnehmung weg bewegt, so dass der Verriegelungsriegel außer Eingriff mit der Verriegelungsausnehmung gelangt. Diese Bewegung des Verriegelungsriegels erfolgt gegen die durch die Riegelfedermittel bereitgestellte Vorspannung.
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Es kann dann weiterhin vorgesehen sein, dass ein radial außen liegender Anfang und ein radial innen liegendes Ende der Führungsnut miteinander durch einen in radialer Richtung verlaufenden Verbindungsabschnitt verbunden sind. Bei dieser Ausgestaltung kann der Führungsvorsprung des Verriegelungsriegels, angetrieben durch die Riegelfedermittel, durch den in radialer Richtung verlaufenden Verbindungsabschnitt ausgehend von dem radial innen liegenden Ende der spiralförmigen Führungsnut wieder radial nach außen bewegen, so dass der Verriegelungsriegel zum Erneuten Verriegeln wieder in die Verriegelungsausnehmung eingreifen kann. Eine Drehung des Schneckenrads ist hierzu in einfacher Weise nicht erforderlich. Das Schneckenrad kann zwischen der Verriegelungsposition und der Entriegelungsposition des Verriegelungsriegels insbesondere um etwa 360° gedreht werden.
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Die Führungsnut des Schneckenrads kann weiterhin an ihrem radial innen liegenden Ende einen Anschlag aufweisen, gegen den der Führungsvorsprung des Verriegelungsriegels bei Erreichen der Entriegelungsposition anschlägt. Der Anschlag stellt einen definierten Endpunkt für die Drehbewegung des Schneckenrads dar. Damit muss der elektrische Motor nicht notwendig auf eine bestimmte Endposition gefahren werden, sondern kann in einfacher Weise bis zum Erreichen des Anschlags angetrieben werden. Derartige Motoren fahren sehr schnell, so dass eine genaue Steuerung auf einen Endpunkt aufwendig wäre.
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Alternativ oder zusätzlich zu den oben erläuterten elektrischen Antriebsmitteln können die Antriebsmittel auch einen manuell zu bedienenden Betätigungszug umfassen. Dies kann zum einen für eine Notentriegelung zum Beispiel bei entladener Batterie eines Automobils erforderlich sein. Der mechanische Zug kann dann beispielsweise unmittelbar auf das Schneckenrad wirken und dieses durch Ausüben einer geeigneten Zugkraft anstelle des elektrischen Motors zum Bewegen des Verriegelungsriegels in seine Entriegelungsposition drehen. Der Zug kann einen Draht oder Bowden-Zug umfassen, der zum Beispiel exzentrisch an dem Schneckenrad angreift. Es ist natürlich auch denkbar, dass ein solcher mechanischer Zug direkt an dem Verriegelungselement angreift, so dass dieses durch Ausüben eines geeigneten Zuges unmittelbar aus der Verriegelungsausnehmung gezogen werden kann. Dabei ist es auch denkbar, dass der mechanische Zug die einzige Fernentriegelungseinrichtung ist. Der Zug kann dann zum Beispiel aus dem Innenraum eines Automobils manuell betätigbar sein.
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Die erfindungsgemäße Betätigungsvorrichtung kann weiterhin mindestens eine Sensoreinrichtung umfassen, die eine Verriegelung zwischen den Betätigungsteilen detektiert. Die Sensoreinrichtung kann einen Hall-Sensor umfassen. Mit einer solchen Sensoreinrichtung kann sicher detektiert werden, ob die Klappe ordnungsgemäß verriegelt ist. Bei der Verwendung eines Hall-Sensors kann beispielsweise an einem in dem Gehäuse axial beweglich gelagerten Bolzen und/oder an dem Verriegelungselement ein geeigneter Magnet angeordnet sein, der von einem oder mehreren Hall-Sensoren zur Überwachung der Verriegelungsstellung detektiert wird.
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Für eine besonders einfache Befestigung kann vorgesehen sein, dass das erste Betätigungsteil mittels einer Rastverbindung oder einer Bajonettverbindung an der Klappe befestigbar ist und/oder, dass das zweite Betätigungsteil mittels einer Rastverbindung oder einer Bajonettverbindung an dem Bauteil befestigbar ist.
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Die Erfindung betrifft auch ein Bauteil mit einer an diesem zwischen einer geschlossenen Stellung und einer geöffneten Stellung beweglich gelagerten Klappe, insbesondere eine Mulde eines Automobils mit einer an dieser beweglich gelagerten Klappe, umfassend eine erfindungsgemäße Betätigungsvorrichtung, wobei das erste Betätigungsteil an der Klappe befestigt ist und das zweite Betätigungsteil an dem Bauteil befestigt ist. Die Klappe kann wiederum eine Klappe in oder an einem Automobil oder außerhalb eines Automobils sein, wie dies eingangs zu Anspruch 1 erläutert wurde, beispielsweise eine Tank- oder Ladeklappe.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand von Figuren näher erläutert. Es zeigen schematisch:
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1 eine erfindungsgemäße Betätigungsvorrichtung in einer perspektivischen Ansicht,
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2 ein Teil der Betätigungsvorrichtung aus 1 in einer Explosionsdarstellung,
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3a eine Darstellung eines Teils der Vorrichtung aus 1 in einer Draufsicht in einer ersten Betriebsstellung,
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3b einen anderen Teil der Vorrichtung aus 1 in einer perspektivischen Ansicht in der ersten Betriebsstellung,
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4a eine Darstellung eines Teils der Vorrichtung aus 1 in einer Draufsicht in einer zweiten Betriebsstellung,
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4b einen anderen Teil der Vorrichtung aus 1 in einer perspektivischen Ansicht in der zweiten Betriebsstellung,
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5a eine Darstellung eines Teils der Vorrichtung aus 1 in einer Draufsicht in einer dritten Betriebsstellung,
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5b einen anderen Teil der Vorrichtung aus 1 in einer perspektivischen Ansicht in der dritten Betriebsstellung,
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6a eine Darstellung eines Teils der Vorrichtung aus 1 in einer Draufsicht in einer vierten Betriebsstellung,
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6b einen anderen Teil der Vorrichtung aus 1 in einer perspektivischen Ansicht in der vierten Betriebsstellung,
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7a eine Darstellung eines Teils der Vorrichtung aus 1 in einer Draufsicht in einer fünften Betriebsstellung,
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7b einen anderen Teil der Vorrichtung aus 1 in einer perspektivischen Ansicht in der fünften Betriebsstellung,
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8a eine Darstellung eines Teils der Vorrichtung aus 1 in einer Draufsicht in einer sechsten Betriebsstellung, und
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8b einen anderen Teil der Vorrichtung aus 1 in einer perspektivischen Ansicht in der sechsten Betriebsstellung.
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Soweit nichts anderes angegeben ist, bezeichnen in den Figuren gleiche Bezugszeichen gleiche Gegenstände. In 1 ist eine erfindungsgemäße Betätigungsvorrichtung 10 für eine an einem Bauteil, vorliegend eine Tankmulde eines Automobils, zwischen einer geschlossenen Stellung und einer geöffneten Stellung beweglich gelagerten Klappe, vorliegend einer Tankklappe, gezeigt. Das Bauteil und die Klappe sind dabei nicht gezeigt. Die Betätigungsvorrichtung 10 umfasst ein erstes Betätigungsteil mit einem Stößel 12, von dem in 1 nur der Kopf 14 zu erkennen ist. Der Stößel 12 ist verdeckt von einer den Umfang des Stößels 12 umgebenden Dichtung, vorliegend einem elastischen Faltenbalg 16. An dem Kopf 14 des Stößels 12 befinden sich Vorsprünge 18, über die der Stößel 12 nach Art einer Bajonettverbindung an der Klappe befestigt werden kann. Die Betätigungsvorrichtung 10 besitzt darüber hinaus ein zweites Betätigungsteil mit einem Gehäuse 20. Wie insbesondere in 2 zu erkennen, besteht das Gehäuse 20 im Wesentlichen aus einem Gehäusegrundkörper 22 und einem Gehäusedeckel 24. In 2 ist das erste Betätigungsteil der Betätigungsvorrichtung 10 nicht dargestellt. Der Grundkörper 22 des Gehäuses 20 besitzt eine im Wesentlichen zylindrische Aufnahmeöffnung 26, in der eine Feder 28 und ein Bolzen 30 aufgenommen sind. Der Gehäusedeckel 24 besitzt eine Eintrittsöffnung 32 für den Stößel 12, wobei die Unterseite der Eintrittsöffnung 32 eine Anschlagfläche für den Bolzen 30 bildet, so dass dieser in der zylindrischen Aufnahmeöffnung 26 von der Feder 28 gegen den Gehäusedeckel 24 vorgespannt wird und in Axialrichtung gegen die Federvorspannung 28 bewegt werden kann. Eine Gehäuseklammer 34 wird über in Vorsprünge 36 am Gehäusegrundkörper 22 eingreifende Ausnehmungen 38 schnappend an dem Gehäusegrundkörper 22 befestigt. Im Betrieb wird die Klammer 38 von einer Abdeckung 40 verschlossen.
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Über eine Kontaktieröffnung 44 des Gehäusegrundkörpers 22 kann eine elektrische Versorgung 46 angeschlossen werden (s. 1). Die elektrische Versorgung dient unter anderem zum Betrieb eines in dem Gehäusegrundkörper 22 aufgenommenen Elektromotors 48. Der Elektromotor 48 besitzt an seiner Oberseite ein Zahnrad 50 mit einer Außenverzahnung. Auf einer Lagerung 52 wird ein Schneckenrad 54 drehbar gelagert, wobei das Schneckenrad 54 an seiner Unterseite eine Innenverzahnung aufweist, die im montierten Zustand mit dem Zahnrad 50 des Elektromotors 48 kämmt. Darüber hinaus ist in 2 bei dem Bezugszeichen 56 ein Verriegelungselement in Form eines Verriegelungsriegels 56 gezeigt, der im eingebauten Zustand über eine Feder 58 in radialer Richtung in die Aufnahmeöffnung 26 hinein vorgespannt wird. Mit dem Verriegelungsriegel 56 ist darüber hinaus ein Drahtzug 60 für eine manuelle Notentriegelung verbunden. Darüber hinaus ist ein Hall-Sensor 62 vorgesehen, der die radiale Position des Verriegelungsriegels 56 detektiert. Hierzu ist an dem Verriegelungsriegel 56 ein Magnet 63 vorgesehen. Wie in 1 gezeigt, kann mit dem Drahtzug 60 beispielsweise ein manuell zu betätigender Griff 65 verbunden sein.
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Die Funktion der erfindungsgemäßen Betätigungsvorrichtung 10 soll anhand der 3a und 3b bis 8a und 8b erläutert werden. In diesen Figuren sind sechs verschiedene Betriebszustände der Betätigungsvorrichtung 10 für ein Verriegeln der ersten und zweiten Betätigungsteile bzw. ein Entriegeln der ersten und zweiten Betätigungsteile gezeigt, wobei in den gleich nummerierten Teilfiguren a und b jeweils der gleiche Betriebszustand gezeigt ist. In den mit a bezeichneten Teilfiguren ist aus Gründen der Übersichtlichkeit jeweils das erste Betätigungsteil nicht dargestellt. Ebenfalls nicht dargestellt ist der Gehäusedeckel 24. In den mit b bezeichneten Teilfiguren ist dagegen der überwiegende Teil des zweiten Betätigungsteils nicht dargestellt. Dafür ist der Stößel 12 des ersten Betätigungsteils, allerdings ohne seine Dichtung 16 gezeigt.
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Insbesondere in den 3a bis 8a ist zu erkennen, dass das Schneckenrad 54 auf seiner Oberseite eine spiralförmig verlaufende Führungsnut 64 aufweist, deren radial inneres Ende durch eine Anschlagfläche 66 gebildet ist. Der Verriegelungsriegel 56 besitzt an seiner Unterseite einen insbesondere in den 3b bis 8b zu erkennenden Führungsvorsprung 68, der in die Führungsnut 64 eingreift. In den 3a und 3b ist der geschlossene Zustand der Klappe gezeigt, in dem der Stößel 12 des ersten Betätigungsteils in dem Gehäuse 20 des zweiten Betätigungsteils verriegelt ist. In diesem Zustand befindet sich der Verriegelungsriegel 56, angetrieben durch die Feder 58, in seiner Verriegelungsposition, in der er mit seinem freien Ende radial in die zylindrische Öffnung 26 hineinragt und, wie insbesondere in 3b zu erkennen, in eine an dem Außenumfang des Stößels 12 vorgesehene Verriegelungsausnehmung 70 in Form einer umlaufenden Verriegelungsnut 70 eingreift. Der Stößel 12 und mit ihm die Klappe können somit nicht von dem zweiten Betätigungsteil gelöst werden. Die Klappe ist entsprechend in ihrer geschlossenen Stellung verriegelt.
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Um diese Verriegelung zu lösen, wird durch den elektrischen Motor 48 das Schneckenrad 54 drehend angetrieben. Dabei ist in 4a eine Zwischenposition gezeigt, in der das Schneckenrad 54 ausgehend von der in 3a gezeigten Stellung um 180° im Uhrzeigersinn gedreht wurde. Aufgrund der spiralförmigen Ausgestaltung der Führungsnut 64 wird der Verriegelungsriegel 56 dabei in radialer Richtung aus der zylindrischen Aufnahmeöffnung 26 herausgezogen bis zum Erreichen der Anschlagfläche 66 nach einer weiteren Drehung des Schneckenrads um 180° im Uhrzeigersinn, wie in 5a gezeigt. Dabei ist es in einfacher Weise möglich, den Antriebsmotor 48 bis zum Erreichen dieser Anschlagfläche 66 anzutreiben, ohne dass dieser auf einen definierten Endpunkt gesteuert werden muss. Die durch den elektrischen Motor 48 angetriebene Bewegung des Verriegelungsriegels 56 in radialer Richtung nach außen erfolgt gegen die von der Feder 58 bereitgestellte Vorspannung. Sobald der Verriegelungsriegel 56 aus der Verriegelungsnut 70 gezogen ist, drückt der Bolzen 30, angetrieben durch die Feder 28, den Stößel 12 nach oben, wie in 4b zu erkennen. In 5b befindet sich der Bolzen 30 in seiner maximal ausgefahrenen Position, in der er mit seiner Oberseite an der Unterseite des Gehäusedeckels 24 anschlägt. Der Verriegelungsriegel 56 liegt in der Entriegelungsposition dann an der Außenfläche des Bolzens 30 an. Der Stößel 12 hat sich gegenüber seiner Position in 3b um eine definierte Strecke nach oben bewegt und mit ihm die Klappe, die sich nunmehr in einer zumindest teilweise geöffneten Stellung befindet. Die Klappe kann nun beispielsweise gemeinsam mit dem Stößel 12 manuell vollständig aufgeschwenkt werden. Es ist jedoch auch denkbar, dass die Klappe 12 angetrieben durch eine geeignete Federkraft selbsttätig in die vollständig geöffnete Stellung aufschwenkt.
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Anhand der 6a bis 8a bzw. 6b und 8b soll nun ein anschließendes Verriegeln des Stößels 12 des ersten Betätigungsteils an dem Gehäuse 20 des zweiten Betätigungsteils erläutert werden. Zum Verriegeln wird der Stößel 12 aus der in 6b gezeigten Stellung gegen den Bolzen 30 und die durch die Feder 28 bereitgestellte Vorspannung in 6b nach unten gedrückt, beispielsweise manuell. Sobald der Verriegelungsriegel 56 dabei die obere Kante des Bolzens 30 erreicht, wird er angetrieben durch die Feder 58 radial nach innen geschoben bis zum Erreichen einer oberen Kontaktfläche 72 des Bolzens 30, mit der das freie Ende des Stößels 12 in Kontakt steht. Das Schneckenrad 54 muss dazu nicht zurückgedreht werden. Vielmehr sind der radial außen liegende Anfang und das radial innen liegende Ende der Führungsnut 64 über einen radialen Verbindungsabschnitt 65 miteinander verbunden. Aufgrund dieser Verbindung zwischen dem Beginn und dem Ende der Führungsnut 64 kann der Verriegelungsriegel 56 über seinen Führungsvorsprung 68 in die in den 7a und 7b gezeigte radial innere Stellung bewegt werden, ohne dass das Schneckenrad 54 gedreht werden muss. Es ist weiter zu erkennen, dass der Stößel 12 im Bereich seines freien Endes eine konische Verjüngung 74 aufweist. Über diese konische Verjüngung 74 der Außenkontur des Stößels 12 wird der Verriegelungsriegel 56 bei einem weiteren Eindrücken des Stößels 12, ausgehend von dem in 7b gezeigten Zustand, zunächst wieder radial nach außen geführt, bis der Stößel 12 angetrieben durch die Feder 58 erneut in der Verriegelungsnut 70 verriegelt, wie in 8b zu erkennen. In diesem Zustand sind die Betätigungsteile wieder miteinander verriegelt, so dass die Klappe sich nicht aus ihrer geschlossenen Stellung in die geöffnete Stellung in die geöffnete Stellung bewegen kann.
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Die Betätigung des elektrischen Motors 48 erfolgt dabei mittels einer Fernbetätigung. In dem gezeigten Beispiel befindet sich in dem Innenraum des mit der Tankklappe ausgestatteten Automobils ein Betätigungsschalter. Wird dieser von einem Benutzer des Automobils betätigt, so wird über eine geeignete durch das Automobil verlegte Steuerleitung der elektrische Antriebsmotor 48 zum Entriegeln der Betätigungsvorrichtung angesteuert. Es erfolgt somit in komfortabler Weise eine Fernentriegelung der Tankklappe. Gleichzeitig zeichnet sich die erfindungsgemäße Betätigungsvorrichtung durch einen besonders kompakten und einfachen Aufbau aus und stellt in der Verriegelungsstellung eine große Sicherheit gegen ein unbeabsichtigtes Öffnen zur Verfügung.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008057933 A1 [0002]
- DE 102011101838 [0004]
