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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft eine Betätigungsvorrichtung zum Öffnen und/oder Schließen einer Fahrzeug-Heckklappe und/oder einer Fahrzeug-Frontklappe und/oder einer Fahrzeug-Türklappe als Teil einer Fahrzeugkarosserie mit einem Antrieb nach dem Anspruch 1.
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Stand der Technik
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Derartige Betätigungsvorrichtungen in Form eines Klappenscharniers sind bereits in vielfältiger Form und Ausgestaltung bekannt und gebräuchlich. So wird beispielsweise in der
DE 10 2014 217 484 A1 eine Lagerstelle für einen Heckklappen- oder Frontklappenbügel offenbart, welcher beispielsweise im Bereich Kofferraumdeckel oder Motorhaube von Kraftfahrzeugen, bei dem sich die Heckklappe um einen Drehpunkt bewegt. Dabei handelt es sich um ein Eingelenk- oder Rohrscharnier.
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In einem anderen bekannten Scharnier sind beispielsweise durch verbundene Lenker in Form von Vier- oder Mehrgelenken die Bewegung der Fahrzeug-Heckklappe beziehungsweise einer Fahrzeug-Frontklappe beziehungsweise einer Fahrzeug-Türklappe vorgegeben. Ein solches Scharnier ist beispielsweise in der
DE 10 2008 060 990 A1 offenbart.
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Nachteilhaft an einem Eingelenkscharnier ist, dass die Drehachse des Scharniers innerhalb des Fahrzeuginnenraumes liegen muß und dieser Bauraum daher die Designfreiheiten der Fahrzeuggestaltung begrenzt.
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Ein weiterer Nachteil des Eingelenkscharniers ist, dass beispielsweise im Bereich der Scharnieranbindung eine gewisse Steifigkeit in der Karosserie erforderlich ist. Daher wird der Bereich unter der Hutablage, beispielsweise als Verbindung zwischen den C-Säulen einer Limousine in der Regel verstärkt.
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An einem Eingelenkscharnier ist weiter nachteilig, dass durch den erforderlichen Rohrverlauf zu der Drehachse die Durchladebreite für den Transport von Gegenständen begrenzt wird. Zusätzlich nachteilig an einem solchen Eingelenkscharnier ist, dass durch den erforderlichen Verlauf des Bügels zu der Drehachse hin, das Kofferraumvolumen verkleinert wird.
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Ein Eingelenkscharnier hat weiter den Nachteil, dass aufgrund der Konstruktion nur eine rotatorische Bewegung um die Achse möglich ist. Andere gewünschte Bewegungen wie z.B. lineare Bewegungen lassen sich nicht realisieren.
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Ein weiterer Nachteil des Eingelenkscharniers ist, dass der Schwenkwinkel z.B. der Heckklappe durch Störkonturen begrenzt wird, wie beispielsweise einer Heckscheibe und auf diese Weise die erforderliche Kopffreiheit nicht zu erreichen ist.
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Vor diesem Hintergrund sind ferner folgende Druckschriften anzuführen:
- In der DE 10 2008 045 904 B3 Klappe offenbart, wobei die von einer Geschlossenstellung gegen die Schwerkraft in eine Offenstellung verbringbar ist, wobei mit der Klappe eine Zahnstange gekoppelt ist und ein Motor bereitgestellt ist, der mit einem Zahnrad gekoppelt ist, das mit der Zahnstange kämmt, wobei die Zahnstange in zumindest einer Stellung relativ zum Zahnrad auf zumindest zwei Arten verschwenkbar ist.
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In der
DE 10 2008 045 900 A1 wird eine weitere Klappe offenbart, wobei ein Motor bereitgestellt ist, um diese Klappe zu bewegen, wobei der Motor mit einem Rad gekoppelt ist und an der Klappe ein Körper befestigt ist, der dem Rad so zugeordnet ist, dass ein Reibkontakt zwischen Körper und Rad hergestellt ist und bei Drehung des Rads der Körper mit der Klappe bewegt wird.
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In der
US 2005/ 0 017 539 A1 wird ein weiteres Heckklappensystem mit einer direkt angetriebenen Zahnstange offenbart.
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Schließlich ist noch die
DE 11 2006 001 959 T5 anzuführen, welche ein Scharniermodul mit Gleit- und Drehbewegung offenbart.
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Aufgabe der Erfindung
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Nachteile aus dem Stand der Technik zu überwinden. Insbesondere soll eine Betätigungsvorrichtung bereitgestellt werden, die dem Nutzer eine möglichst einfache Handhabung und dem Fahrzeughersteller eine möglichst einfache Konstruktion zur Verfügung stellt, die eine möglichst große Flexibilität gewährleistet und prozesssicher ist.
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Lösung der Aufgabe
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Zur Lösung der Aufgabe führen die Merkmale nach dem Anspruch 1.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
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Die Erfindung betrifft eine Betätigungsvorrichtung zum Öffnen und/oder Schließen einer Fahrzeug-Heckklappe und/oder einer Fahrzeug-Frontklappe und/oder einer Fahrzeug-Türklappe als Teil einer Fahrzeugkarosserie mit einem Antrieb und einer Krafteinleitung, wobei der Antrieb die Krafteinleitung umfasst, wobei der Antrieb immobil an der Fahrzeugkarosserie angeordnet ist und der Antrieb die Krafteinleitung mobilisiert und führt, wobei die Krafteinleitung mit der Fahrzeug-Heckklappe und/oder einer Fahrzeug-Frontklappe und/oder einer Fahrzeug-Türklappe verbunden ist, wobei der Antrieb eine Führungsrolle aufweist, wobei die Krafteinleitung ein Betätigungsprofil ist, welches eine Biegung und ein Linearprofil aufweist und wobei das Betätigungsprofil mit dem Antrieb oder der Fahrzeugkarosserie über eine Rückstellfeder wirkverbunden ist, wobei der Antrieb in eine erste Richtung wirkt und die Rückstellfeder in eine entgegengesetzte zweite Richtung wirkt.
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Für die weiteren Ausführungen werden die Fahrzeug-Heckklappe, die Fahrzeug-Frontklappe und die Fahrzeug-Türklappe zusammenfassend als Klappe bezeichnet.
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Vorteilhaft an der hier beschriebenen Erfindung ist, dass die Bewegung der Klappe sich freier definieren lässt und dabei nicht an eine Achse gebunden ist.
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Falls eine Drehbewegung integriert ist, muss diese nicht wie bisher die Drehachse des Scharniers innerhalb des Fahrzeug-Innenraums angeordnet sein.
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Dies wiederum führt vorteilhaft dazu, dass die Designfreiheiten der Fahrzeuggestaltung in diesem Bereich vielfältiger werden.
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Vorteilhafte Nebeneffekte sind bei der hier für die Fahrzeug-Heckklappe beschriebenen Betätigungsvorrichtung beispielsweise, dass eine verstärkte Hutablage nicht mehr benötigt wird, wodurch wiederum eine Gewichtsersparnis erreicht wird.
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Zusätzlich vergrößert sich die Durchladebreite für den Transport von Gegenständen beispielsweise im Kofferraum. Bei umgeklappter Rückbank ist im Vergleich zum Eingelenk- oder Rohrbügelscharnier auch mehr Laderaum vorhanden.
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Mit der erfindungsgemäßen Betätigungsvorrichtung lassen sich lineare oder geschwungene Bewegungen realisieren. Bei geschickter Auslegung lässt sich eine Verriegelung der Klappe an mehreren Punkten denken. Evtl. besteht die Möglichkeit, dann das Klappenschloß vollständig entfallen lassen zu können.
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Die Endlage der Klappe wird nicht durch die Begrenzung des Schwenkwinkels oder durch eine Störkontur, wie eine Heckscheibe begrenzt.
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Weitere Anwendungsbereiche in einem Fahrzeug für die beschriebene Betätigungsvorrichtung wären:
- - Fahrzeug-Heckklappe oder Heckdeckel
- - Fahrzeug-Frontklappe oder Motorhaube
- - Serviceklappen
- - Tankverschlüsse
- - Fahrzeug-Türklappe
- - Kofferraumabdeckungen
- - Handschuhfach-Deckel
- - Armlehnen- und andere Staufächer
- - Ausfahrbare Spoiler, wie Heckflügel oder sonstige Aerodynamikbauteile
- - Ausfahrbahre Trittstufen oder Griffe an Kraftfahrzeugen, Bussen und Bahnen
- - Klapptische im Fahrzeug
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Die Betätigungsvorrichtung soll die üblichen Scharniere im Fahrzeug ersetzen. Es soll eine Art Kulissenführung eingesetzt werden, in Form des Betätigungsprofils. Das Betätigungsprofil kann dabei ein irgendwie offenes Profil, wie beispielsweise T-Profil, ein Doppel-T-Profil, oder ein U-Profil sein. Es kann sich aber auch um ein geschlossenes Profil, wie ein Rechteck-Profil oder ein Rohrprofil handeln.
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An diesem Betätigungsprofil befindet sich die Anbindung für die zu bewegende Klappe, wie beispielsweise eine Heckklappenanbindung.
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Die Form der Führungsrolle ermöglicht lineare, rotatorische oder frei gestaltbare Bewegungen der Klappe. Die Bewegung kann durch Federn unterstützt oder angetrieben werden. Dabei kann es sich um Zug- oder Druckfedern, Spiralfedern, Drehfedern, Konstantkraft-, Elastomer- oder Gasfedern handeln. Grundsätzlich kann auch eine rein manuelle Nutzung vorgesehen werden.
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Durch den Einsatz des motorischen Antriebs kann die zu bewegende Klappe geöffnet oder geschlossen werden. In einem offenen Betätigungsprofil kann vorgesehen werden, Elektrokabel oder Waschwasserleitungen zu verlegen und mittels eines passenden Deckels zu verschließen.
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Der Antrieb mobilisiert und führt die Krafteinleitung. Dabei ist die Krafteinleitung ein Betätigungsprofil. Das Betätigungsprofil kann dabei eine Biegung und ein Linearprofil aufweisen. Dabei ist es durch das Zusammenspiel des Linearprofils und der Biegung eine reversible kraft- und/oder formschlüssige Schließverbindung zwischen der Klappe und der Fahrzeugkarosserie eingehbar zu gestalten. Durch das Wechselspiel des Linearprofils und der Biegung ist es grundsätzlich möglich, dass beispielsweise an der Klappe Haken vorhanden sind, die in Öffnungen der Fahrzeugkarosserie hinein und hinausfahrbar sind. Dadurch wiederum, kann die kraft- und/oder formschlüssige Schließverbindung erreicht werden. Dies ist auch reversibel, also als Öffnungsbewegung in umgekehrter Reihenfolge denkbar. In diesem Ausführungsbeispiel könnte auch unter Umständen ein Klappenschloss vollständig entfallen, weil beispielsweise die Haken der Klappe in den Öffnungen der Karosserie durch die entsprechende Ausgestaltung des Betätigungsprofils verkeilt werden könnten.
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In einem Ausführungsbeispiel kommt nur eine einzige Führungsrolle in Kombination mit einer Gegenlagerrolle zum Einsatz, wobei das Betätigungsprofil zwischen der einen Führungsrolle und der Gegenlagerrolle geführt mobilisierbar ist.
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In einem anderen Ausführungsbeispiel weist der Antrieb genau zwei Führungsrollen auf, wobei das Betätigungsprofil zwischen den beiden Führungsrollen geführt mobilisierbar ist.
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In einem weiteren Ausführungsbeispiel weist der Antrieb drei Führungsrollen auf, wobei das Betätigungsprofil durch den gemeinsamen Mittelpunkt der drei Führungsrollen geführt mobilisierbar ist. Dies hat eine besondere Stabilität zur Folge. Die Führungsrolle wirkt friktiv zu dem Betätigungsprofil. Beispielsweise durch eine Verzahnung, eine Reibrolle oder ein Zugseil.
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Weiter kann zumindest eine der Führungsrollen oder die Gegenlagerrolle federnd an dem Betätigungsprofil gelagert sein. Dies ermöglicht, dass die Führungsrollen auch antreibend um Konturen wie Biegungen herum laufen können.
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Weiter ist das Betätigungsprofil mit dem Antrieb oder der Fahrzeugkarosserie über eine Rückstellfeder wirkverbunden, wobei der Antrieb in eine erste Richtung wirkt und die Rückstellfeder in eine entgegengesetzt zweite Richtung wirkt. Die Rückstellfeder dient dazu, das Betätigungsprofil beispielsweise aus einer Endposition zur Ausgangsposition zurückzuführen. Dazu ist die Rückstellfeder einends mit dem Betätigungsprofil und andernends mit der Fahrzeugkarosserie verbunden.
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Alternativ kann auch der Antrieb eine Spiralfeder aufweisen, wobei die Spiralfeder antriebsunterstützend angeordnet ist. Dazu kann sie an einem Ihrer Enden mit dem Antrieb und an ihrem anderen Ende beispielsweise mit einer Führungsrolle oder einer Zusatzführungsrolle verbunden sein. Dabei wirkt sie in die jeweilige Antriebsrichtung des Antriebs federentspannend. Folglich wirkt die Spiralfeder beispielsweise mit einer Zusatz-Führungsrolle zusammen. Es ist aber auch denkbar, dass die Spiralfeder auch mit der Führungsrolle antriebsverbunden sein kann. Alternativ zur Spiralfeder kann auch eine Konstantkraftfeder antriebsunterstützend vorgesehen werden. Die Konstantkraftfeder hätte hier den Vorteil, dass der Antrieb gleichbleibend stark beim Öffnen belastet werden würde und beim Schließvorgang gleichbleibend stark zurücklaufen würde.
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Der Antrieb kann dabei ein Elektro-Antrieb und/oder ein Bandantrieb oder eine andere geeignete Art des Antriebs sein. Das Betätigungsprofil kann beispielsweise ein U-Profil, ein Rohrprofil, ein T-Profil oder ein Doppel-T-Profil sein.
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Figurenliste
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen; diese zeigen in:
- 1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Betätigungsvorrichtung;
- 2 Schematischer Ablauf der Öffnung einer Fahrzeug-Heckklappe mit einer erfindungsgemäßen Betätigungsvorrichtung;
- 3 eine Detailansicht der 1;
- 4 eine Detailansicht der 3;
- 5 eine Detailansicht der 4;
- 6 eine Ansicht für einen erfindungsgemäßen Bandantrieb;
- 7 eine Detailansicht der 2;
- 8 eine geschnittene Ansicht der 7.
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Ausführungsbeispiel
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In 1 ist zunächst eine Krafteinleitung 3 gezeigt. Die Krafteinleitung 3 ist in diesem Ausführungsbeispiel ein Betätigungsprofil 5 als U-Profil gezeigt, das aus einer Biegung 6 und einem Linearprofil 7 besteht. In dem U-Profil verlaufen beispielsweise stabilisierend und halternd zwei Führungsrollen 4, 4.1, die durch einen Antrieb 2 angetrieben werden. Dabei ist die Krafteinleitung 3 ein Betätigungsprofil 5.
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Einends weist das Betätigungsprofil 5 eine Heckklappenanbindung 16 aufweist. An die Heckklappenanbindung 16 ist eine in der 2 gezeigte Fahrzeug-Heckklappe 1 anbringbar. Andernends weist das Betätigungsprofil 5 einen Federanker 13 auf.
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An dem Federanker 13 ist eine Rückstellfeder 9 über eine Federhalterung 14 befestigt. Die Rückstellfeder 9 ist einends mir der Federhalterung 14 verbunden und bildet andernends eine Karosseriekopplung 15 aus. Die Karosseriekopplung 15 ist an einer definierten Position mit der Karosserie des Fahrzeugs verbunden, um die Wirkung der Rückstellfeder 9 zu ermöglichen.
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Außerdem ist ein Antrieb 2 gezeigt. Der Antrieb 2 ist in diesem Ausführungsbeispiel ein Elektro-Antrieb. In einem anderen Ausführungsbeispiel kann anstatt oder zusätzlich zu dem Elektro-Antrieb auch ein Bandantrieb vorgesehen werden.
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Der Antrieb 2 umfasst die Krafteinleitung 3, wobei der Antrieb 2 immobil an der Fahrzeugkarosserie angeordnet ist und die Krafteinleitung 3 von dem Antrieb 2 mobilisierbar ist. Diese Mobilisierung ist durch zwei Richtungspfeile 10, 11 angedeutet, womit die Heckklappenanbindung 16 durch den Antrieb 2 in der einen Richtung öffnend und in der entgegengesetzten Richtung schließend mobilisierbar ist. Dabei ist die Krafteinleitung 3 mit der Fahrzeug-Heckklappe 1 verbunden ist, wobei der Antrieb 2 die zwei Führungsrollen 4, 4.1 aufweist.
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Das Betätigungsprofil 5 ist mit dem Antrieb 2 und über die Rückstellfeder 9 mit der Fahrzeugkarosserie wirkverbunden. Der Antrieb 2 wirkt dabei in die erste Richtung 10, wobei die Rückstellfeder 9 in die entgegengesetzte zweite Richtung 11 wirkt. In einem anderen Ausführungsbeispiel könnte die zweite entgegengesetzte Richtung 11 auch alleine oder nur mit einer unterstützenden Wirkung der Rückholfeder 9 durch den Antrieb 2 angefahren werden.
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Der Antrieb 2 mobilisiert und führt die Krafteinleitung 3. Dies geschieht hier durch den Antrieb 2, der die beiden Führungsrollen 4, 4.1 antreibt, die wiederum in dem U-Profil der Krafteinleitung 3 sitzend die Krafteinleitung 3 mobilisiert und führt. Dabei ist der Antrieb 2 fest an der Fahrzeugkarosserie immobil angebracht und mobilisiert die Krafteinleitung 3 in der Weise, dass die Krafteinleitung 3 durch den Antrieb 2 in die erste Richtung 10 und ggf. in die zweite entgegengesetzte Richtung 11 verläuft.
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In der 2 ist ein schematischer Ablauf der Öffnung einer Fahrzeug-Heckklappe gezeigt. Der Antrieb 2 weist hier drei Führungsrollen 4, 4.1, 4.2 auf, wobei das Betätigungsprofil 5 durch einen gemeinsamen Mittelpunkt der drei Führungsrollen 4, 4.1, 4.2 geführt mobilisierbar ist.
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In 2a ist die Ausgangsposition gezeigt. Dabei ist der Kofferraumdeckel 1 geschlossen und der Antrieb 2, welcher hier durch die drei Führungsrollen 4, 4.1, 4.2 angedeutet sind. Außerdem ist ein Betätigungsprofil 5 in Form eines Rohrprofils gezeigt. Die Fahrzeug-Heckklappe 1 befindet sich in der Ausgangsposition bei den drei Führungsrollen 4, 4.1, 4.2. Die Bewegung der Fahrzeug-Heckklappe 1 beginnt dabei mit einem linearen Ausheben.
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In der 2b ist eine Mittelposition gezeigt. Dort ist der Kofferraumdeckel 1 teilweise aber nicht vollständig geöffnet. In der Mittelposition befindet sich der Kofferraumdeckel 1 etwas beabstandet zu den Führungsrollen 4, 4.1, 4.2, da der nicht gezeigte Antrieb 2 die drei Führungsrollen 4, 4.1, 4.2 rotierend aktiviert hat und das Betätigungsprofil 5 durch den gemeinsamen Mittelpunkt der drei Führungsrollen 4, 4.1, 4.2 geführt mobilisierbar hindurchläuft. Danach kann eine Schwenk- oder Drehbewegung stattfinden.
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In 2c ist die Endposition der Öffnung der Fahrzeug-Heckklappe 1 gezeigt. Dort ist das Betätigungsprofil 5 komplett durch die drei Führungsrollen 4, 4.1, 4.2 geführt mobilisierbar hindurchgelaufen, sodass sich die drei Führungsrollen 4, 4.1, 4.2 am Ende des Betätigungsprofils 5 befinden. Um die gewünschte Höhe der Fahrzeug-Heckklappe 1 zu erreichen kann nun wieder eine lineare Bewegung anschließen.
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Störkonturen können durch die abwechselnden linearen und schwenkenden Bewegungen besser vermieden werden als bei Schwenkbewegungen um einen festen Drehpunkt.
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In 3 ist ein vergrößerter Teil der 2 gezeigt. Auf die zur 1 gemachten Ausführungen wird an dieser Stelle verwiesen. Um Wiederholungen zu vermeiden gelten sie auch für die 3. Ergänzend ist in der 3 eine Spiralfeder 12 gezeigt. Der Antrieb 2 weist folglich eine Spiralfeder 12 auf, wobei die Spiralfeder 12 antriebsunterstützend angeordnet ist.
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In der 4 ist die Spiralfeder 12 ohne den Antrieb 2 nochmals gezeigt. Die Spiralfeder 12 steht in Wirkverbindung mit zwei Zusatz-Führungsrollen 19, 19.1, wobei die Spiralfeder 12 einends an dem Antrieb 2 eingehakt ist und andernends mit zumindest einer der Zusatz-Führungsrollen 19, 19.1. Die Zusatz-Führungsrollen 19, 19.1 sind innen im U-Profil des Betätigungsprofils 5 angeordnet. Sie weisen einen geringeren Umfang als die beiden Führungsrollen 4, 4.1 auf. Die Zusatz-Führungsrollen 19, 19.1 sind federbelastet, damit Biegungen durchfahren werden können.
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In der 5 ist die Ansicht der 4 ohne die Spiralfeder 12 gezeigt, sodass die beiden Zusatz-Führungsrollen 19, 19.1 besser zu erkennen sind.
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In 6 ist ein Antrieb 2 in Form eines Bandantriebs gezeigt. Der Bandantrieb besteht aus zwei vorgespannten spielfreien Antriebsbändern 17, 17.1 die geeignet sind die Zusatz-Führungsrollen 19, 19.1 und/oder die Führungsrollen 4, 4.1, 4.2 anzutreiben.
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7 zeigt wiederum ein anderes Ausführungsbeispiel den Antrieb 2, wobei in diesem Ausführungsbeispiel zwei Führungsrollen 4, 4.1 und eine Gegenlagerrolle 8 vorhanden ist, wobei das Betätigungsprofil 5 zwischen den beiden Führungsrollen 4, 4.1 und der Gegenlagerrolle 8 geführt mobilisierbar ist.
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Dabei kann zumindest eine der Führungsrollen 4, 4.1 und/oder die Gegenlagerrolle 8 federnd an dem Betätigungsprofil 5 gelagert sein.
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8 zeigt eine Schnittansicht der 7. Dort ist zu erkennen, dass die beiden Führungsrollen 4, 4.1 und die Gegenlagerrolle 8 das Betätigungsprofil 5 in Form eines Rohrprofils zumindest teilweise umschließen, um die Führung und Mobilisierung des Betätigungsprofils 5 ermöglicht. Dazu haben sie in Schnittansicht eine Sanduhr-Form.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fahrzeug-Heckklappe
- 2
- Antrieb
- 3
- Krafteinleitung
- 4, 4.1, 4.2
- Führungsrolle
- 5
- Betätigungsprofil
- 6
- Biegung
- 7
- Linearprofil
- 8
- Gegenlagerrolle
- 9
- Rückstellfeder
- 10
- Erste Richtung
- 11
- Zweite Richtung
- 12
- Spiralfeder
- 13
- Federanker
- 14
- Federhalterung
- 15
- Karosseriekopplung
- 16
- Heckklappenanbindung
- 17, 17.1
- Antriebsband
- 19, 19.1
- Zusatz-Führungsrolle
- 20
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