DE102019201047A1 - Unlocking mechanism for a cover of a trunk of a motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Ein Entriegelungsmechanismus für eine Abdeckung eines Kofferraums eines Kraftfahrzeugs, mit einem Eingriffselement, das eine Verriegelungsposition und eine Entriegelungsposition einnehmen kann, und das durch ein Betätigen des Entriegelungsmechanismus aus der Verriegelungsposition in die Entriegelungsposition verlagert werden kann, zeichnet sich dadurch aus, dass der Entriegelungsmechanismus einen Aktor aus einer Formgedächtnislegierung aufweist, der beim Betätigen des Entriegelungsmechanismus eine Längenänderung durchführt und dadurch eine Verlagerung des Eingriffselements in die Entriegelungsposition bewirkt.A release mechanism for a cover of a trunk of a motor vehicle, with an engagement element which can assume a locking position and an unlocking position and which can be shifted from the locking position into the unlocking position by actuating the unlocking mechanism, is characterized in that the unlocking mechanism is an actuator from a shape memory alloy, which performs a change in length when the unlocking mechanism is actuated and thereby causes a displacement of the engagement element into the unlocking position.
Description
Die Erfindung betrifft einen Entriegelungsmechanismus für eine Abdeckung eines Kofferraums eines Kraftfahrzeugs, mit einem Eingriffselement, das eine Verriegelungsposition und eine Entriegelungsposition einnehmen kann, und dass durch ein Betätigen des Entriegelungsmechanismus aus der Verriegelungsposition in die Entriegelungsposition verlagert werden kann. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Entriegelungsmechanismus.The invention relates to an unlocking mechanism for a cover of a trunk of a motor vehicle, with an engagement element which can assume a locking position and an unlocking position, and which can be shifted from the locking position into the unlocking position by actuating the unlocking mechanism. The invention further relates to a motor vehicle with such an unlocking mechanism.
Entsprechende Entriegelungsmechanismen sind aus dem Stand der Technik bekannt und werden üblicherweise im Zusammenhang mit einer Abdeckung des Kofferraums von Personenkraftwagen, insbesondere von Kombinationskraftwagen, eingesetzt. Das Eingriffselement rastet dabei in der Verriegelungsposition üblicherweise in eine korrespondierende Aufnahme an der Abdeckung bzw. an einem mit der Abdeckung verbundenen Bauteil ein. Die Abdeckung ist oftmals als Rollo oder Abdeckplane oder Abdecknetz ausgestaltet. Sie kann einen automatischen Aufrollmechanismus aufweisen, der die Abdeckung aufrollt, sobald der Entriegelungsmechanismus betätigt wird. Die Abdeckung steht entsprechend in der den Kofferraum abdeckenden Position unter Vorspannung. Wird das Eingriffselement nun aus der Aufnahme entfernt, so wird die Abdeckung freigesetzt und rollt sich automatisch auf, so dass der Kofferraum frei zugänglich wird und beladen oder entladen werden kann. Es können dabei auch Mechanismen vorgesehen sein, die das Aufrollen der Abdeckung in einer ersten Stufe beispielsweise automatisch beenden, sobald ein bestimmter Teil des Kofferraums freigegeben wurde.Corresponding unlocking mechanisms are known from the prior art and are usually used in connection with a cover for the trunk of passenger cars, in particular combination cars. In the locking position, the engagement element usually snaps into a corresponding receptacle on the cover or on a component connected to the cover. The cover is often designed as a roller blind or tarpaulin or cover net. It can have an automatic roll-up mechanism that rolls up the cover as soon as the unlocking mechanism is actuated. The cover is accordingly pretensioned in the position covering the trunk. If the engagement element is now removed from the receptacle, the cover is released and automatically rolls up, so that the trunk is freely accessible and can be loaded or unloaded. Mechanisms can also be provided which automatically end the rolling of the cover in a first stage, for example, as soon as a certain part of the trunk has been released.
Ein solcher Entriegelungsmechanismus kann manuell oder über einen Schalter aus dem Innenraum des Fahrzeugs heraus betätigt werden. Das Eingriffselement wird dabei oftmals von einem Elektromotor oder über einen Seilzug bewegt. Eine solche Ausgestaltung benötigt relativ viele Einzelbauteile und/oder viel Bauraum. Um Produktionskosten und ggf. Gewicht und/oder Bauraum zu sparen wäre es wünschenswert, eine Alternative zu haben, die konstruktiv einfacher und idealerweise platzsparend ausgestaltet werden kann. Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen gattungsgemäßen Entriegelungsmechanismus bereitzustellen, der konstruktiv einfach ausgestaltet ist, gleichzeitig mit hoher Zuverlässigkeit betrieben werden kann, einen geringen Platzbedarf aufweist und kostengünstig herstellbar ist.Such an unlocking mechanism can be operated manually or via a switch from inside the vehicle. The engagement element is often moved by an electric motor or by a cable. Such a configuration requires a relatively large number of individual components and / or a large amount of installation space. In order to save production costs and possibly weight and / or installation space, it would be desirable to have an alternative that can be designed in a structurally simpler and ideally space-saving manner. It is therefore an object of the present invention to provide a generic unlocking mechanism which is simple in design, can be operated with high reliability at the same time, requires little space and is inexpensive to produce.
Die Aufgabe wird gelöst durch einen Entriegelungsmechanismus der eingangs beschriebenen Art, bei dem der Entriegelungsmechanismus einen Aktor aus einer Formgedächtnislegierung aufweist, der beim Betätigen des Entriegelungsmechanismus eine Längenänderung durchführt und dadurch eine Verlagerung des Eingriffselements in die Entriegelungsposition bewirkt. Die Aufgabe wird weiterhin gelöst durch ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Entriegelungsmechanismus.The object is achieved by an unlocking mechanism of the type described at the outset, in which the unlocking mechanism has an actuator made of a shape memory alloy, which performs a change in length when the unlocking mechanism is actuated and thereby causes the engagement element to be displaced into the unlocking position. The object is further achieved by a motor vehicle with such an unlocking mechanism.
Unter einer Formgedächtnislegierung wird dabei insbesondere eine Legierung verstanden, die abhängig von ihrer Temperatur hinsichtlich ihrer Kristallstruktur zwischen zwei unterschiedlichen Phasen, in der Regel Austenit und Martensit, wechseln kann. Dabei kommt es zu Veränderungen der Form und insbesondere der Ausdehnung des aus der Formgedächtnislegierung bestehenden Bauteils. Der Entriegelungsmechanismus kann bei Einsatz einer solchen Formgedächtnislegierung quasi lautlos ausgestaltet werden, da kein Elektromotor vorgesehen werden muss. Es kann so auch Dämmmaterial eingespart werden, was zu einer Kostenreduzierung und einem geringeren benötigten Bauraum führt. Ebenfalls kann auf alternative Auslösemechanismen wie Seilzüge oder ähnliches verzichtet werden. Es ist lediglich notwendig, eine elektrische Leitung vom Ort der Auslösung, beispielsweise einem Schalter oder einer Steuereinheit, zu dem eigentlichen Entriegelungsmechanismus vorzusehen. Dies ist heutzutage kein Problem, da bereits vorhandene elektrische Leitungen oder Verlegewege genutzt werden können.A shape memory alloy is understood to mean, in particular, an alloy which, depending on its temperature, can change between two different phases with respect to its crystal structure, generally austenite and martensite. This leads to changes in the shape and in particular the expansion of the component consisting of the shape memory alloy. When using such a shape memory alloy, the unlocking mechanism can be designed virtually silently, since no electric motor has to be provided. Insulation material can also be saved in this way, which leads to a reduction in costs and less space required. Alternative trigger mechanisms such as cable pulls or the like can also be dispensed with. It is only necessary to provide an electrical line from the point of triggering, for example a switch or a control unit, to the actual unlocking mechanism. This is not a problem these days, since existing electrical lines or routing routes can be used.
Ein typisches Beispiel für solch eine Formgedächtnislegierung ist Nitinol, eine Nickel-TitanLegierung. Das Bauteil aus Formgedächtnislegierung, mit anderen Worten also der Aktor, kann beispielsweise in Form eines Drahtes vorliegen. Dabei lässt sich über die Länge des Drahtes der Hub des Aktors variieren, wohingegen der Querschnitt des Drahtes die Kraft, die bei einem Phasenwechsel in Richtung der Ausdehnung oder der Längenverkürzung wirkt, beeinflusst werden kann.A typical example of such a shape memory alloy is Nitinol, a nickel-titanium alloy. The shape memory alloy component, in other words the actuator, can be in the form of a wire, for example. The stroke of the actuator can be varied over the length of the wire, whereas the cross-section of the wire can influence the force that acts in the direction of the expansion or the reduction in length during a phase change.
Insbesondere kann der Aktor während seiner Längenänderung eine Kraft auf das Eingriffselement ausüben. Er kann so eine lineare Verlagerung oder eine Verschwenkung des Eingriffselements bewirken. In der Folge wird dann das Eingriffselement in die Entriegelungsposition bewegt. Dabei kann eine Verrastung bzw. ein Kontakt zwischen dem Eingriffselement und einem Aufnahmeelement aufgelöst bzw. beendet werden. Das Eingriffselement fixiert dann nicht mehr die Abdeckung des Kofferraums, so dass diese frei beweglich ist und ggf. durch andere Mechanismen, beispielsweise durch eine Vorspannfeder, bewegt werden kann.In particular, the actuator can exert a force on the engagement element during its change in length. It can thus cause a linear displacement or pivoting of the engagement element. As a result, the engaging element is then moved into the unlocking position. In this case, a latching or a contact between the engaging element and a receiving element can be released or ended. The engaging element then no longer fixes the cover of the trunk, so that it can move freely and, if necessary, can be moved by other mechanisms, for example by a biasing spring.
Eine zweckmäßige Ausgestaltung sieht vor, dass der Aktor erwärmt und so dazu veranlasst werden kann, eine Längenänderung auszuführen. Typischerweise können Bauteile aus Formgedächtnislegierungen derart konstruiert werden, dass sich ihre Länge bei einer Erwärmung verkürzt. Sie können dann mittelbar oder unmittelbar eine Zugkraft auf das Eingriffselement ausüben.An expedient embodiment provides that the actuator can be heated and thus caused to change the length. Typically, components made of shape memory alloys can be constructed in such a way that their length is shortened when heated. You can then directly or indirectly exert a tensile force on the engagement element.
Eine gängige Methode zum Erwärmen des Aktors kann implementiert werden, indem eine Vorrichtung zum Beaufschlagen des Aktors mit einem elektrischen Heizstrom integriert wird. Der Aktor kann zu diesem Zweck an die Bordelektrik angeschlossen sein. Über einen Schaltimpuls wird dann ein Strompuls ausgelöst und durch den Aktor geleitet, der eine Erwärmung des Aktors bewirkt, die ausreichend zum Auslösen des Phasenübergangs und somit zur Formänderung des Aktors ist.A common method for heating the actuator can be implemented by integrating a device for applying an electrical heating current to the actuator. For this purpose, the actuator can be connected to the on-board electrical system. A current pulse is then triggered via a switching pulse and passed through the actuator, which causes the actuator to heat up, which is sufficient to trigger the phase transition and thus to change the shape of the actuator.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung bewirkt eine Längenänderung des Aktors eine Linearbewegung eines Schubelements, wobei das Schubelement über einen Fortsatz und ein Führungsprofil derart mit dem Eingriffselement zusammenwirkt, dass dieses eine Schwenkbewegung um eine Schwenkachse ausführt. Das Schubelement dient dabei als Verbindungselement zwischen dem Aktor und dem Eingriffselement bzw. einem Bauteil, an dem das Eingriffselement angeordnet ist. Dieses Bauteil kann beispielsweise ein schwenkbares Hebelelement sein.According to a preferred embodiment, a change in the length of the actuator causes a linear movement of a thrust element, the thrust element interacting with the engagement element via an extension and a guide profile in such a way that it performs a pivoting movement about a pivot axis. The thrust element serves as a connecting element between the actuator and the engagement element or a component on which the engagement element is arranged. This component can be a pivotable lever element, for example.
Der Aktor kann dabei das Schubelement während des Entriegelungsvorgangs beispielsweise in Fahrtrichtung nach vorne ziehen. Das Schubelement wiederum kann in einer schienenartigen Aufnahme, die beispielsweise horizontal verlaufen kann, geführt werden. Das Schubelement kann ein Kunststoffteil sein und als Verbindungselement zwischen dem Aktor und dem Eingriffselement dienen. Alternativ kann sich der Aktor mit seiner Längsachse vertikal erstrecken und während des Entriegelungsvorgangs das Eingriffselement nach unten ziehen oder drücken.The actuator can pull the thrust element for example in the direction of travel during the unlocking process. The push element in turn can be guided in a rail-like receptacle, which can for example run horizontally. The thrust element can be a plastic part and serve as a connecting element between the actuator and the engagement element. Alternatively, the actuator can extend vertically with its longitudinal axis and pull or push the engaging element down during the unlocking process.
Der Fortsatz kann an dem Schubelement angeordnet sein, und das Führungsprofil kann als Ausnehmung an dem Eingriffselement angeordnet sein. Prinzipiell ist aber auch ein inverser Aufbau möglich. Während des Entriegelungsvorgangs läuft der Fortsatz dann in dem Führungsprofil. Über unterschiedliche Steigungen des Führungsprofils kann so erreicht werden, dass sich die effektiv auf das Eingriffselement wirkende Kraftrichtung von der Längsrichtung des Aktors und somit von der Richtung der Längenänderung unterscheidet. Ebenfalls kann erreicht werden, dass ein Drehmoment auf das Eingriffselement wirkt. Es wird so möglich, dass das Eingriffselement während des Entriegelungsvorgangs eine Schwenkbewegung ausführt.The extension can be arranged on the thrust element and the guide profile can be arranged as a recess on the engagement element. In principle, an inverse structure is also possible. The extension then runs in the guide profile during the unlocking process. By means of different slopes of the guide profile it can be achieved that the direction of force effectively acting on the engagement element differs from the longitudinal direction of the actuator and thus from the direction of the change in length. It can also be achieved that a torque acts on the engagement element. It thus becomes possible for the engaging element to perform a pivoting movement during the unlocking process.
Der Fortsatz kann stiftartig oder bolzenartig ausgestaltet sein. Im Prinzip hat der Fortsatz somit die Form eines Achsstummels, der in seinem Querschnitt an das Führungsprofil angepasst ist, so dass der Fortsatz in dem Führungsprofil beweglich ist.The extension can be designed pin-like or bolt-like. In principle, the extension thus has the shape of an axle stub, the cross section of which is adapted to the guide profile, so that the extension is movable in the guide profile.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung zeichnet sich aus durch eine Feder, die ein der Schwenkbewegung entgegenwirkendes Drehmoment auf das Eingriffselement ausübt. Eine solche Feder kann beispielsweise eine Blattfeder sein. Die Blattfeder sichert dabei das Eingriffselement in der Verriegelungsposition und verhindert ein unbeabsichtigtes Entriegeln des Entriegelungsmechanismus. Da durch Aktoren aus Formgedächtnislegierungen relativ große Kräfte erzeugt werden können ist es unproblematisch, den Aktor so auszugestalten, dass das durch seine Längenänderung erzeugte, auf das Eingriffselement wirkende Drehmoment größer ist, als das durch die Feder erzeugte, entgegengesetzte Drehmoment, so dass die Schwenkbewegung ausgeführt wird.A preferred embodiment of the invention is characterized by a spring which exerts a torque counteracting the pivoting movement on the engagement element. Such a spring can be a leaf spring, for example. The leaf spring secures the engaging element in the locking position and prevents inadvertent unlocking of the unlocking mechanism. Since relatively large forces can be generated by actuators made of shape memory alloys, it is unproblematic to design the actuator in such a way that the torque generated by its change in length and acting on the engaging element is greater than the opposite torque generated by the spring, so that the pivoting movement is carried out becomes.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass eine Linearfeder derart mit dem Schubelement und/oder dem Aktor wechselwirkt, dass bei einer Längenänderung des Aktors eine der durch die Längenänderung des Aktors verursachten Kraft auf das Eingriffselement entgegen gesetzte Rückstellkraft auf das Eingriffselement aufgebaut wird. Der Aktor wird so nach dem Entriegelungsvorgang darin unterstützt, seine dem verriegelten Zustand des Eingriffselements entsprechende Form wieder einzunehmen. Die Feder kann beispielsweise eine Zugfeder oder eine Druckfeder sein.A further development of the invention provides that a linear spring interacts with the thrust element and / or the actuator in such a way that when the length of the actuator changes, a restoring force that is opposite to the force on the engagement element caused by the change in length of the actuator is built up on the engagement element. After the unlocking process, the actuator is thus supported in resuming its shape corresponding to the locked state of the engaging element. The spring can be, for example, a tension spring or a compression spring.
Insbesondere wenn sich die Längsrichtung des Aktors in einer horizontalen Richtung erstreckt, kann es vorteilhaft sein, wenn das Schubelement während eines Betätigungsvorgangs des Entriegelungsmechanismus seine Position in horizontaler Richtung verändert, die Position in vertikaler Richtung aber im Wesentlichen unverändert bleibt. Mit anderen Worten bewegt sich das Schubelement dann in einer im Wesentlichen horizontalen Richtung. Diese Richtung kann mit der Richtung der Längsachse des Aktors übereinstimmen.In particular, if the longitudinal direction of the actuator extends in a horizontal direction, it can be advantageous if the thrust element changes its position in the horizontal direction during an actuation process of the unlocking mechanism, but the position in the vertical direction remains essentially unchanged. In other words, the thrust element then moves in a substantially horizontal direction. This direction can coincide with the direction of the longitudinal axis of the actuator.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist das Führungsprofil eine Oberfläche auf, entlang derer der Fortsatz während einer Verlagerung des Eingriffselements geführt wird, und die einen Winkel von 20 bis 70° mit der Horizontalen einschließt. Hierdurch wird eine Änderung der z-Position bzw. der Position in vertikaler Richtung des Fortsatzes bewirkt. Auf diese Weise kann erreicht werden, dass ein Drehmoment auf das Eingriffselement ausgeübt wird und dieses eine Schwenkbewegung ausführt.According to an advantageous development of the invention, the guide profile has a surface along which the extension is guided during a displacement of the engagement element and which includes an angle of 20 to 70 ° with the horizontal. This causes a change in the z position or the position in the vertical direction of the extension. In this way it can be achieved that a torque is exerted on the engaging element and this carries out a pivoting movement.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnungen und der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
-
1 : ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Entriegelungsmechanismus in einer Seitenansicht in einer Verriegelungsposition, -
2 : das erste Ausführungsbeispiel in einer Entriegelungsposition sowie eine Detaildarstellung der kraftübertragenden Komponenten, und -
3 : eine Übersicht über einzelne Komponenten eines erfindungsgemäßen Entriegelungsmechanismus.
-
1 a first embodiment of an unlocking mechanism according to the invention in a side view in a locking position, -
2nd : the first embodiment in an unlocking position and a detailed representation of the power transmission components, and -
3rd : an overview of individual components of an unlocking mechanism according to the invention.
Im rechten Bereich der Figur ist das Hebelelement
Im linken Bereich der Figur ist das Gehäuse
An einem weiteren Angriffspunkt
In
In der in
Gemeinsam mit der Schubstange
In der Verriegelungsposition ist die Druckfeder
Im unteren Bereich der
Weiterhin ist das Gehäuse
BezugszeichenlisteReference list
- 22nd
- EntriegelungsmechanismusRelease mechanism
- 44th
- GrundelementBasic element
- 66
- HebelelementLever element
- 88th
- DrehgelenkSwivel
- 1010th
- EingriffselementEngaging element
- 1212th
- FührungsschieneGuide rail
- 1414
- SchubstangePush rod
- 1616
- unterer Bereich der Schubstangelower area of the push rod
- 1818th
- geführter Bereich der Schubstangeguided area of the push rod
- 2020
- Gehäusecasing
- 2222
- AktorActuator
- 2424th
- Angriffspunkt am GehäusePoint of attack on the housing
- 2525th
- Angriffspunkt an der SchubstangePoint of attack on the push rod
- 2626
- Angriffspunkt an der FederPoint of attack on the spring
- 2828
- Federfeather
- 3030th
- DetaildarstellungDetail display
- 3232
- AbdeckrolloCover roller blind
- 3434
- BlattfederLeaf spring
- 3636
- FortsatzProcess
- 3838
- FührungsprofilLeadership profile
Claims (10)
Priority Applications (2)
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DE102019201047.4A DE102019201047A1 (en) | 2019-01-28 | 2019-01-28 | Unlocking mechanism for a cover of a trunk of a motor vehicle |
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