DE102021104132A1

DE102021104132A1 - Betätigungsvorrichtung für eine an einem bauteil beweglich gelagerte klappe sowie ein bauteil mit einer solchen betätigungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102021104132A1
Application number: DE102021104132.5A
Authority: DE
Inventors: Andreas Rudolf; Roland Och
Original assignee: Illinois Tool Works Inc
Current assignee: Illinois Tool Works Inc
Priority date: 2021-02-22
Filing date: 2021-02-22
Publication date: 2022-08-25
Also published as: US20220268077A1; CN114961458A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Betätigungsvorrichtung (1) für eine an einem Bauteil zwischen einer geschlossenen Stellung und einer geöffneten Stellung beweglich gelagerte Klappe, insbesondere für eine an einer Mulde eines Fahrzeugs beweglich gelagerte Klappe. Die Betätigungsvorrichtung (1) weist ein erstes Betätigungselement (3) auf, wobei das erste Betätigungselement (3) an der Klappe drehfest befestigbar ist und wobei das erste Betätigungselement (3) mit der Klappe beweglich ist, und ein zweites Betätigungselement (4) auf, wobei das zweite Betätigungselement (4) an dem Bauteil befestigbar ist und wobei das zweite Betätigungselement (4) relativ zu dem Bauteil um eine erste Drehachse drehbar ist, wobei das zweite Betätigungselement (4) ein erstes Ende (5) und ein dem ersten Ende (5) in Richtung der Drehachse gegenüberliegendes zweites Ende (6) aufweist, wobei das erste Ende (5) ausgebildet ist, mit einem Antriebsmittel zusammenzuwirken, wobei das zweite Ende (6) zumindest bereichsweise eine erste Verriegelungs- oder Freigabegeometrie (8) aufweist, wobei das erste Betätigungselement (3) zumindest bereichsweise eine zweite Verriegelungs- oder Freigabegeometrie (9) aufweist, wobei das zweite Betätigungselement (4) über das erste Ende (5), insbesondere die Verzahnung (7) am ersten Ende (5), zwischen einer ersten Ausrichtung und einer zweiten Ausrichtung reversibel drehbar ist, und wobei die erste und zweite Verriegelungs- oder Freigabegeometrie (8, 9) des ersten und zweiten Betätigungselements (3, 4) dazu ausgebildet sind, miteinander zusammenzuwirken, derart, dass in der ersten

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein 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 Fahrzeugs beweglich gelagerte Klappe, sowie ein Bauteil mit einer zwischen einer geschlossenen Stellung und einer geöffneten Stellung beweglich gelagerten Klappe, insbesondere Mulde eines Fahrzeugs mit einer an dieser beweglich gelagerten Klappe, und einer solchen Betätigungsvorrichtung.
Betätigungsvorrichtungen für zwischen einer geöffneten und einer geschlossenen Stellung beweglich gelagerte Klappen in oder an einem Fahrzeug sind grundsätzlich aus dem Stand der Technik bekannt. In diesem Zusammenhang sei beispielsweise auf die Druckschrift DE 10 2012 004 071 A1 verwiesen.
Bei der aus der Druckschrift DE 10 2012 004 071 A1 bekannten Betätigungsvorrichtung ist ein erstes Betätigungsteil an einer Klappe zu befestigen und wird bei einer Bewegung der Klappe zwischen einer geschlossenen Stellung und einer geöffneten Stellung mit der Klappe bewegt. Die Betätigungsvorrichtung umfasst ferner ein zweites Betätigungsteil, das an einem Bauteil zu befestigen ist. Die Betätigungsvorrichtung umfasst ferner Verriegelungsmittel mit einer an dem ersten oder zweiten Betätigungsteil vorgesehen Verriegelungsausnehmung und einem an dem anderen von dem ersten oder zweiten Betätigungsteil vorgesehen Verriegelungselement, wobei das Verriegelungselement bei einer Bewegung des ersten Betätigungsteils mit der Klappe aus ihrer geöffneten Stellung in ihrer geschlossenen Stellung in die Verriegelungsausnehmung eingreift, wodurch das Verriegelungselement das erste Betätigungsteil gegen eine Federvorspannung in einer Verriegelungsstellung an dem zweiten Betätigungsteil hält. Ferner ist eine Fernentriegelungseinrichtung vorgesehen, wobei die Fernentriegelungseinrichtung Antriebsmittel umfasst, die von einem von dem Betätigungsteil 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.
Die bekannte Betätigungsvorrichtung aus der Druckschrift DE 10 2012 004 071 A1 zeichnet sich dadurch aus, dass die Betätigungsvorrichtung einen einfachen und kompakten Aufbau hat und ferner fernentriegelt werden kann.
Im Stande der Technik besteht jedoch ein grundsätzlicher Bedarf nach Betätigungsvorrichtungen, bei denen mehrere Funktionen wählbar bzw. koordiniert geschaltet und betätigt werden können. Zu diesen Funktionen gehören insbesondere das herkömmliche Ver- und Entriegeln einer Klappe an einem Bauteil, das Öffnen und Schließen von Klappen gegen einen Widerstand, beispielsweise gegen eine Eisschicht oder eine Dichtung, sowie das Ver- und Entriegeln der Klappe im Notfall, beispielsweise einem Falle, in dem ein für den herkömmlichen Ver- und Entriegelungsvorgang verwendetes Antriebsmittel, nicht mehr betriebsfähig sein sollte bzw. ausgefallen ist.
Wenn überhaupt so lassen sich diese verschiedenen Funktionalitäten im Stand der Technik lediglich durch eine Betätigungsvorrichtung realisieren, die einen äußerst komplexen Aufbau aufweist und über zahlreiche Antriebsmittel, beispielsweise elektrische Antriebe, verfügt, wobei für jede zu realisierende Funktion jeweils mindestens ein solches separates Antriebsmittel vorgesehen sein muss. Durch eine solche Ausgestaltung ergibt sich jedoch ein relativ großer Bauraum, der von der Betätigungsvorrichtung eingenommen wird. Da im Stand der Technik jedoch grundsätzlich die Anforderung an einen einfachen und kompakten, aber robusten und zuverlässigen Aufbau besteht, um die Betätigungsvorrichtung beispielsweise in Lade- und/oder Tankmulden eines Fahrzeugs einbauen zu können, sind derartige komplexe und bauraumeinnehmende Lösungen in modernen Fahrzeugkonzepten nicht verwendbar.
Demnach liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine Betätigungsvorrichtung der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, dass diese einerseits einen relativ geringen Bauraum benötigt und wenige einfache Komponenten aufweist, wobei gleichzeitig mehrere der zuvor genannten Funktionen in zuverlässiger und koordinierter Weise ausführbar sein müssen ohne, dass verschiedene Antriebsmittel zur Realisierung dieser Funktion vorgesehen sein müssen. Darüber hinaus ist es angestrebt, trotz eines kompakten Aufbaus der Betätigungsvorrichtung die Herstellungskosten der Betätigungsvorrichtung zu reduzieren.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst, wobei vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung in den entsprechend abhängigen Patentansprüchen 2 bis 14 angegeben sind. Im Hinblick auf das Bauteil wird die dieser Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe durch den Gegenstand des nebengeordneten Patentanspruchs 15 gelöst.
Demgemäß betrifft die Erfindung insbesondere 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 Fahrzeugs beweglich gelagerte Klappe. Die Betätigungsvorrichtung weist ein erstes Betätigungselement auf, wobei das erste Betätigungselement an der Klappe drehfest befestigbar ist und wobei das erste Betätigungselement mit der Klappe beweglich ist. Die Betätigungsvorrichtung weist ferner ein zweites Betätigungselement auf, wobei das zweite Betätigungselement an dem Bauteil befestigbar ist und wobei das zweite Betätigungselement relativ zu dem Bauteil um eine erste Drehachse drehbar ist. Das zweite Betätigungselement weist ein erstes Ende und ein dem ersten Ende in Richtung der Drehachse gegenüberliegendes zweites Ende auf. Das erste Ende ist ausgebildet, mit einem Antriebsmittel zusammenzuwirken.
Beispielsweise kann das erste Ende zumindest bereichsweise eine Verzahnung aufweisen, die dazu ausgebildet ist, mit einer komplementären Verzahnung eines Antriebsmittels zusammenzuwirken.
Das zweite Ende weist zumindest bereichsweise eine erste Verriegelungs- oder Freigabegeometrie auf. Das erste Betätigungselement weist zumindest bereichsweise eine zweite Verriegelungs- oder Freigabegeometrie auf und das zweite Betätigungselement ist über das erste Ende, insbesondere die Verzahnung am ersten Ende, zwischen einer ersten Ausrichtung und einer zweiten Ausrichtung reversibel drehbar. Die erste und die zweite Verriegelungs- oder Freigabegeometrie des ersten und zweiten Betätigungselements sind dazu ausgebildet, miteinander zusammenzuwirken, derart, dass in der ersten Ausrichtung des zweiten Betätigungselements das erste Betätigungselement mit dem zweiten Betätigungselement verriegelt ist und in der zweiten Ausrichtung des zweiten Betätigungselements das erste Betätigungselement von dem zweiten Betätigungselement freigegeben ist.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass über lediglich eine durch ein einziges Antriebsmittel in die Betätigungsvorrichtung, insbesondere das zweite Betätigungselement, eingeleitete Bewegung bzw. Drehbewegung unterschiedliche Funktionen, wie das herkömmliche Ver- und Entriegeln einer Klappe, das Ver- und Entriegeln gegen einen Widerstand sowie das Ver- oder Entriegeln im Notfall realisiert werden können, indem das erste und zweite Betätigungselement über eine Geometrie verfügen, die bei der in das zweite Betätigungselement über ein Antriebsmittel eingeleitete Drehbewegung derart zusammenwirken, dass eine Klappe ver- und entriegelt werden kann und dieses entweder automatisch oder aber auch manuell erfolgen kann.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es vorgesehen, dass die erste Verriegelungs- oder Freigabegeometrie mindestens eine schraubenlinienförmige Nut, vorzugsweise zwei schraubenlinienförmige Nuten, oder mindestens einen Vorsprung, vorzugsweise zwei Vorsprünge, aufweist. Ferner weist die zweite Verriegelungs- oder Freigabegeometrie mindestens einen Vorsprung, vorzugsweise zwei Vorsprünge, oder mindestens eine schraubenlinienförmige Nut, vorzugsweise zwei schraubenlinienförmige Nuten, auf. Der mindestens eine Vorsprung ist dazu ausgebildet, mit der mindestens einen Nut zusammenzuwirken, insbesondere entlang der mindestens einen schraubenlinienförmigen Nut zu gleiten.
Bedingt dadurch, dass jeweils eines der ersten und zweiten Betätigungselemente den mindestens einen Vorsprung, vorzugsweise die zwei Vorsprünge, aufweist und das andere des ersten und zweiten Betätigungselements die mindestens eine schraubenlinienförmige Nut, vorzugsweise die zwei schraubenlinienförmigen Nuten, aufweist, kann eine Betätigungsvorrichtung angegeben werden bei der durch eine Drehung des zweiten Betätigungselements sich das erste Betätigungselement axial entlang der ersten Drehachse des zweiten Betätigungselements relativ zum zweiten Betätigungselement bewegt, in dem der mindestens eine Vorsprung in der mindestens einen schraubenlinienförmigen Nut entlanggleitet. Hierdurch kann das erste Betätigungselement in der ersten Ausrichtung des zweiten Betätigungselements mit dem zweiten Betätigungselement über die Wirkverbindung des mindestens einen Vorsprungs und der mindestens einen schraubenlinienförmigen Nut festgesetzt bzw. verriegelt werden und in der zweiten Ausrichtung von dem zweiten Betätigungselement freigegeben bzw. entriegelt sein.
Hierdurch ist es möglich auf einen sogenannten Push-Push-Mechanismus zu verzichten und somit das zweite Betätigungselement einer überlagerten Axial- und Drehbewegung zu unterwerfen. In einem Zustand in dem das erste Betätigungselement von dem zweiten Betätigungselement freigegeben bzw. entriegelt ist, wird das erste Betätigungselement, das mit einer Klappe, beispielsweise einer Lade- oder Tankklappe, verbunden ist, mit dieser Klappe weiterbewegt und löst sich vollständig von dem zweiten Betätigungselement, so dass eine Mulde, beispielsweise eine Lade- oder Tankmulde, eines Fahrzeugs geöffnet bzw. freigegeben wird. Die Klappe kann automatisch in dem Moment in dem das erste Betätigungselement von dem zweiten Betätigungselement freigegeben ist beispielsweise über eine Federkraft, über ein zusätzliches Antriebsmittel, beispielsweise einen elektrischen Antrieb, angetrieben, oder aber auch über eine manuelle Betätigung in die geöffnete Stellung verschwenkt werden.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Betätigungsvorrichtung ist es vorgesehen, dass die erste Ausrichtung des zweiten Betätigungselements punktsymmetrisch zu der zweiten Ausrichtung des zweiten Betätigungselements ausgeführt ist. In diesem Zusammenhang ist es beispielsweise denkbar, dass die erste Ausrichtung des zweiten Betätigungselements um einen Winkel von etwa 180° von der zweiten Ausrichtung des zweiten Betätigungselements verschieden ist.
Hierdurch kann die Verriegelung und Entriegelung des ersten Betätigungselements mit dem zweiten Betätigungselement über eine simple Drehung des zweiten Betätigungselements erzielt werden. Während dieser Drehung um einen Winkel von etwa 180° gleitet der mindestens eine Vorsprung entlang der mindestens einen schraubenlinienförmigen Nut. Die schraubenlinienförmige Nut ist dabei so ausgestaltet, dass sich der Vorsprung in einer der ersten Ausrichtung des zweiten Betätigungselements über die schraubenlinienförmige Nut festgesetzt ist und sich in der zweiten Ausrichtung des zweiten Betätigungselements nach einer Drehbewegung von etwa 180° von der schraubenlinienförmigen Nut freigegeben ist, so dass sich das erste Betätigungselement mit der Klappenbewegung von dem zweiten Betätigungselement entfernen kann.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Betätigungsvorrichtung ist es vorgesehen, dass das erste Betätigungselement hülsenförmig, insbesondere napf- oder tropfförmig, ausgebildet ist, mit einer Kragenstruktur und einem von der Kragenstruktur zumindest bereichsweise umgebenen zentralen zylindrischen Pin. Die Kragenstruktur und der zentrale zylindrische Pin sind vorzugsweise über einen Verbindungssteg miteinander verbunden. Ferner ist das zweite Betätigungselement als Welle ausgebildet, die als Vollwelle oder als Hohlwelle ausgestaltet ist.
Insbesondere ist es vorgesehen, dass die erste Verriegelungs- oder Freigabegeometrie an einer Außenmantelfläche oder an einer Innenmantelfläche der Welle ausgebildet ist. Die zweite Verriegelungs- oder Freigabegeometrie ist an einer Innenmantelfläche der Kragenstruktur oder an einer Außenmantelfläche des zentralen zylindrischen Pins ausgebildet.
Durch diese spezielle geometrische Ausgestaltung des ersten und zweiten Betätigungselements der Betätigungsvorrichtung ist ein sehr kompakter aber effizienter Aufbau der Betätigungsvorrichtung zu erzielen. In einer Verriegelungsstellung ist das als Welle ausgestaltete zweite Betätigungselement mit dem zweiten Ende zumindest bereichsweise in dem hülsenförmig ausgestalteten ersten Betätigungselement aufgenommen. Die Ausgestaltung der Verriegelungs- oder Freigabegeometrien kann entsprechend an den Außenwänden bzw. Außenmantelflächen und Innenwänden bzw. Innenmantelflächen der Betätigungselemente erfolgen. Dies erfolgt immer derart, dass zwei einander unmittelbar gegenüberliegende Flächen die Geometrien aufweisen und somit zusammenwirken können.
Hierfür kann der mindestens eine Vorsprung entweder an dem ersten Betätigungselement oder an dem zweiten Betätigungselement vorgesehen sein und die mindestens eine schraubenlinienförmige Nut entsprechend entweder an dem zweiten Betätigungselement oder an dem ersten Betätigungselement. Wichtig ist lediglich, dass immer der mindestens eine Vorsprung mit der mindestens einen schraubenlinienförmigen Nut zusammenwirkt bzw. in dieser leiten kann. In diesem Zusammenhang kann ferner im Falle einer Ausgestaltung des zweiten Betätigungselements als Hohlwelle die entsprechende Verriegelungs- oder Freigabegeometrie entweder an einer Außenmantelfläche der Hohlwelle oder aber an einer Innenmantelfläche der Hohlwelle ausgebildet sein. Entsprechend kann bei einer hülsenförmigen Ausgestaltung des ersten Betätigungselements mit einer Kragenstruktur und einem zentralen zylindrischen Pin, der von dieser Kragenstruktur zumindest bereichsweise umgeben ist, die entsprechende Verriegelungs- oder Freigabegeometrie entweder an einer Innenmantelfläche der Kragenstruktur oder aber an einer Außenmantelfläche des zentralen zylindrischen Pins ausgebildet sein. Die Anordnung bzw. Ausgestaltung der Verriegelungs- oder Freigabegeometrie des einen Betätigungselements bedingt somit die Anordnung bzw. Ausgestaltung der Verriegelungs- oder Freigabegeometrie des anderen Betätigungselements.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Betätigungsvorrichtung ist es vorgesehen, dass eine Oberfläche bzw. ein Oberflächenbereich, insbesondere eine Außenmantelfläche bzw. ein Außenmantelflächenbereich oder eine Innenmantelfläche bzw. ein Innenmantelflächenbereich, des ersten oder des zweiten Betätigungselements, an der die erste oder zweite Verriegelungs- oder Freigabegeometrie ausgebildet ist, im Falle einer schraubenlinienförmigen Ausgestaltung zumindest bereichsweise, insbesondere in einem Bereich eines ersten oder zweiten Endes des Nutverlaufs, schräg ausgebildet ist, und wobei eine diesen schrägen Oberflächenbereich definierende Ebene die erste Drehachse des zweiten Betätigungselementsschneidet.
Durch diese spezielle schräge Ausgestaltung einer Oberfläche der Betätigungselemente im Bereich der Verriegelungs- oder Freigabegeometrie im Falle einer Ausgestaltung der Geometrie als schraubenlinienförmige Nut, kann in einem Notfall, in welchem das Antriebsmittel ausfällt, ein manuelles Verriegeln des ersten Betätigungselements mit dem zweiten Betätigungselement erzielt werden. Hierfür kann beispielsweise über eine manuelle Betätigung des ersten Betätigungselements bzw. der Klappe, die mit diesem ersten Betätigungselement verbunden ist, das erste Betätigungselement axial in Richtung der ersten Drehachse des zweiten Betätigungselements auf das zweite Betätigungselement bewegt werden. Hierbei kann der mindestens eine Vorsprung, der an dem anderen Betätigungselement, das von dem Betätigungselement, das die schraubenlinienförmige Nut aufweist, verschieden ist, an der schrägen Oberfläche an einem Ende des Nutverlaufs abgleiten und somit, ohne die Nut zu durchlaufen, in die Verriegelungsstellung gelangen. Das zweite Betätigungselement muss somit nicht verdreht werden, um das erste Betätigungselement zu verriegeln. Vielmehr kann sobald das Antriebsmittel wieder funktionsfähig ist über die spezielle Ausgestaltung des schraubenlinienförmigen Nutverlaufs im Bereich eines das zweite Betätigungselement die eigentlich für den Verriegelungsprozess notwendige Verdrehung nachholen, ohne dass es zu einem Blockieren des mindestens einen Vorsprungs in der mindestens einen schraubenförmigen Nut kommt. Hierfür ist die mindestens eine schraubenförmige Nut derart ausgestaltet, dass der mindestens eine Vorsprung entlang einer weiteren Oberfläche an einem anderen Ende des Nutverlaufs abgleiten kann und somit wieder in seine Ausgangsposition in der schraubenlinienförmigen Nut geführt wird, so dass ein nachfolgender Entriegelungsvorgang wieder normal ablaufen kann.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Betätigungsvorrichtung ist es vorgesehen, dass das erste Betätigungselement zumindest in einem Bereich in dem die erste Verriegelungs- oder Freigabegeometrie ausgebildet ist elastisch verformbar ist.
Hierdurch wird das Abgleiten der Verriegelungs- oder Freigabegeometrien aneinander in einem Notfall besonders vorteilhaft erzielt, da das erste Betätigungselement zumindest bereichsweise nach außen oder innen ausweichen kann und somit den Abgleitvorgang des mindestens einen Vorsprungs entlang der angeschrägten Oberfläche vereinfacht.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Betätigungsvorrichtung ist es vorgesehen, dass die Betätigungsvorrichtung das Antriebsmittel zum Bewegen des zweiten Betätigungselements zwischen der ersten und der zweiten Ausrichtung aufweist.
Insbesondere ist es vorgesehen, dass das Antriebsmittel eine Scheibe und ein an der Scheibe befestigtes Zugseil, insbesondere einen Bowdenzug, aufweist. Die Scheibe ist reversibel zwischen einer ersten Ausrichtung in einer zweiten Ausrichtung um eine zweite parallel zu der ersten Drehachse verlaufende Drehachse gegen oder mit einer Federkraft drehbar. Die Scheibe weist eine Verzahnung auf, die komplementär zu der Verzahnung am ersten Ende des zweiten Betätigungselements ausgebildet ist und mit dieser kämmt. Die erste Ausrichtung der Scheibe stimmt mit der ersten Ausrichtung des zweiten Betätigungselements und die zweite Ausrichtung der Scheibe mit der zweiten Ausrichtung des zweiten Betätigungselements überein. Die Scheibe ist zwischen ihrer ersten und zweiten Ausrichtung zumindest mittels des Zugseils, insbesondere des Bowdenzugs, verdrehbar.
Ferner ist es vorgesehen, dass eine axiale Bewegung des Zugseils, insbesondere des Bowdenzugs, um etwa 10 mm einer Drehung der Scheibe zwischen ihrer ersten und ihrer zweiten Ausrichtung entspricht.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es vorgesehen, dass das Antriebsmittel einen elektromotorischen Antrieb aufweist, der unmittelbar mit der Scheibe gekoppelt ist und dazu ausgebildet ist, die Scheibe zwischen ihrer ersten und ihrer zweiten Ausrichtung zu verdrehen, oder dass das Antriebsmittel einen elektromotorischen Antrieb aufweist, der mit dem Zugseil, insbesondere dem Bowdenzug, gekoppelt ist und dazu ausgebildet ist, die Scheibe zwischen ihrer ersten und zweiten Ausrichtung zu verdrehen, vorzugsweise über die axiale Bewegung des Zugseils, insbesondere des Bowdenzugs.
Über lediglich eine eingeleitete Ursprungsbewegung in die Scheibe des Antriebsmittels können sämtliche Funktion der Betätigungsvorrichtung zuverlässig und nacheinander koordiniert erfüllt werden. Die Einleitung der Ursprungsbewegung kann entweder unmittelbar über einen elektromotorischen Antrieb vorgenommen werden, der mit der Scheibe gekoppelt ist, die Bewegung kann jedoch auch über einen elektromotorischen Antrieb realisiert werden, der mit dem Zugseil gekoppelt ist und somit entfernt von der Betätigungsvorrichtung in einem Fahrzeug vorgesehen ist.
Über verschiedenste Stellungen des elektromotorischen Antriebs bzw. unterschiedliche Stellungen des Zugseils können die verschiedenen Funktionalitäten der Betätigungsvorrichtung realisiert werden. Die Scheibe kann zwischen ihrer ersten und ihrer zweiten Ausrichtung bewegt werden und somit eine Bewegung des zweiten Betätigungselements zwischen seiner ersten und zweiten Ausrichtung einleiten. Es ist jedoch auch möglich, dass über das Zugseil bzw. die elektromotorischen Antriebe die Scheibe in jeder Stellung zwischen ihrer ersten und ihrer zweiten Ausrichtung angehalten werden kann bzw. nur bis in eine dieser Stellungen bewegt werden kann. Die elektromotorischen Antriebe sind ferner mit einer Steuerung verbunden, so dass es die unterschiedlichen Funktionen der Betätigungsvorrichtung mit einer Bewegung der Klappe koordinieren lassen bzw. die Bewegungen nacheinander in Abhängigkeit der Bewegung der Klappe und der angestrebten Funktion eingeleitet werden können.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Betätigungsvorrichtung ist es vorgesehen, dass das Antriebsmittel manuell betätigbar ist, insbesondere über eine manuelle axiale Bewegung des Zugseils.
Hierdurch ist es möglich, dass falls die elektromotorischen Antriebe oder aber die Steuerung ausfällt, die Betätigungsvorrichtung einen Notbetrieb gewährleistet, bei welchem ein manuelles Ver- und Entriegeln des ersten Betätigungselements mit bzw. von dem zweiten Betätigungselement möglich ist. Vorzugsweise erfolgt eine derartige manuelle Betätigung über eine axiale Bewegung des Zugseils, insbesondere des Bowdenzugs. Ein Fahrer eines Fahrzeugs kann beispielsweise aus dem Fahrzeuginnenraum dieses Zugseil bzw. ein mit dem Zugseil verbundenes Verbindungs- bzw. Betätigungsmittel manuell betätigen und somit das erste Betätigungselement von dem zweiten Betätigungselement entriegeln. Ein Verriegeln des ersten Betätigungselements mit dem zweiten Betätigungselement erfolgt über die schräge Ausgestaltung der Oberfläche der Verriegelungs- oder Entriegelungsgeometrie durch eine manuell eingeleitete axiale Bewegung in das erste Betätigungselement bzw. die Klappe, wie zuvor beschrieben.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Betätigungsvorrichtung ist es vorgesehen, dass die Betätigungsvorrichtung ein Gehäuse aufweist, das dazu ausgebildet ist, an dem Bauteil befestigt zu werden, wobei zumindest das erste Ende des zweiten Betätigungselements in dem Gehäuse aufgenommen ist und das zweite Ende des zweiten Betätigungselements aus dem Gehäuse hervorsteht. Das zweite Betätigungselement ist im Gehäuse drehbar um die erste Drehachse gelagert.
Über die Verwendung eines solchen Gehäuses kann die Betätigungsvorrichtung besonders einfach an ein angrenzendes Bauteil befestigt werden. Ferner ist die wichtige Mechanik vor Umgebungseinflüssen, wie beispielsweise Feuchtigkeit oder Schmutz, zuverlässig geschützt, so dass eine lange Lebensdauer der Betätigungsvorrichtung gewährleistet werden kann.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es vorgesehen, dass die Komponenten der Betätigungsvorrichtung aus einem Kunststoff oder einem Metall ausgebildet sind.
Je nach Verwendung und Belastung der verschiedenen Komponenten der Betätigungsvorrichtung kann demnach ein geeigneter Werkstoff ausgewählt werden, der eine zuverlässige Funktionalität und lange Lebensdauer der Vorrichtung erlaubt.
Gemäß einem weiteren (zweiten) Aspekt der Erfindung ist ein Bauteil mit einer zwischen einer geschlossenen Stellung und einer geöffneten Stellung beweglich gelagerten Klappe, insbesondere Mulde eines Fahrzeugs mit einer an dieser beweglich gelagerten Klappe, mit mindestens einer Betätigungsrichtung der zuvor beschriebenen Art vorgesehen, wobei das erste Betätigungselement der Betätigungsvorrichtung an der Klappe befestigt ist und das zweite Betätigungselement der Betätigungsvorrichtung an dem Bauteil befestigt ist, vorgesehen.
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen eine exemplarische Ausführungsform der erfindungsgemäßen Betätigungsvorrichtung beschrieben.
Es zeigen:

1 schematisch und in einer isometrischen Ansicht eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Betätigungsvorrichtung in einer Verriegelungsstellung;
2 schematisch und in einer isometrischen Ansicht die Ausführungsform der erfindungsgemäßen Betätigungsvorrichtung in einer Entriegelungsstellung;
3 schematisch und in einer isometrischen Ansicht die Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß 1 ohne einen Teil des Gehäuses;
4 schematisch und in einer isometrischen Ansicht die Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß 2 ohne einen Teil des Gehäuses;
5 schematisch und in einer isometrischen Ansicht die Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß der 1 und 3 ohne das Gehäuse;
6 schematisch und in einer isometrischen Ansicht die Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß den 2 und 4 ohne das Gehäuse;
7 schematisch und in einer isometrischen Ansicht die Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer Zwischenstellung ohne das Gehäuse;
8 schematisch und in einer Teilansicht die exemplarische Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß 1, wobei ein Teil des Antriebsmittels in einem unteren Gehäuseteil dargestellt ist;
9 schematisch und in einer Teilansicht die exemplarische Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß den 2, wobei ein Teil des Antriebsmittels in einem unteren Gehäuseteil dargestellt ist;
10 schematisch und in einer Draufsicht eine Unterseite der erfindungsgemäßen Betätigungsvorrichtung gemäß 1; und
11 schematisch und in einer Draufsicht eine Unterseite der erfindungsgemäßen Betätigungsvorrichtung gemäß 2.

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Darstellungen in 1 bis 11 die erfindungsgemäße Betätigungsvorrichtung für eine an einem Bauteil zwischen einer geschlossenen Stellung und einer geöffneten Stellung beweglich gelagerte Klappe, insbesondere für eine an einer Mulde eines Fahrzeugs beweglich gelagerte Klappe, beschrieben.
Grundsätzlich sei angemerkt, dass, auch wenn die erfindungsgemäße Betätigungsvorrichtung nachfolgend unter Bezugnahme auf ein Fahrzeug bzw. eine Fahrzeugstruktur oder Fahrzeugkarosserie beschrieben wird, es auch möglich ist, die erfindungsgemäße Betätigungsvorrichtung mit anderen Systemen und Bauteilen zu verwenden, die keinen Bezug zu einem Fahrzeug haben.
Moderne Fahrzeuge werden entweder über einen Verbrennungsmotor, einen Hybridantrieb oder aber einen reinen Elektroantrieb betrieben. Damit ein derartiger Betrieb eines Fahrzeugs möglich ist, muss das Fahrzeug von außen betankt und/oder geladen werden können. Hierfür sind von außen an der Fahrzeugkarosserie zugängliche Tank- und/oder Ladeanschlüsse vorgesehen über die durch Verbindung beispielsweise mit einer Tankstation, einer elektrischen Ladestation oder einem konventionellen elektrischen Hausanschluss das Fahrzeug getankt und/oder geladen werden kann.
Diese Anschlüsse sind gewöhnlich in einer Mulde eines Fahrzeugs bzw. einer Fahrzeugkarosserie angeordnet, die in der Regel von einer als Verschlusselement dienenden Klappe bzw. Abdeckung abgedeckt bzw. verschlossen wird. Diese Klappe kann zwischen einer geschlossenen Stellung, in welcher die Mulde des Fahrzeugs verschlossen ist, und einer geöffneten Stellung, in welcher die Mulde des Fahrzeugs freigegeben ist, bewegt bzw. verlagert werden.
Um eine derartige Klappe zur Verlagerung zwischen der geschlossenen und geöffneten Stellung freizugeben bzw. zu verriegeln, ist die erfindungsgemäße Betätigungsvorrichtung 1 vorgesehen.
Wie den 1 und 2 zu entnehmen, weist die Betätigungsvorrichtung 1 ein Gehäuse 2 auf, das aus einem ersten unteren Gehäuseteil 2.1 und einem zweiten oberen Gehäuseteil 2.2. besteht. Die Betätigungsvorrichtung 1 ist über dieses Gehäuse 2 an bzw. mit einem Bauteil befestigbar bzw. verbindbar. Ein solches Bauteil kann beispielsweise eine Mulde eines Fahrzeugs oder aber eine andere Komponente einer Fahrzeugkarossiere darstellen. Grundsätzlich kann das Bauteil auch einer Mulde oder Komponente eines anderen Systems entsprechen, das kein Fahrzeug ist.
Die Betätigungsvorrichtung 1 weist ferner ein erstes Betätigungselement 3 auf, das mit einer zuvor beschriebenen und in den FIGS. nicht dargestellten Klappe befestigbar bzw. verbindbar ist, derart, dass sich das erste Betätigungselement 3 zusammen mit der Klappe bewegen kann. Die Betätigungsvorrichtung 1 weist zudem ein zweites Betätigungselement 4 auf, das über das Gehäuse 2 an dem in den FIGS. nicht dargestellten Bauteil befestigbar ist und relativ zu dem Bauteil und dem Gehäuse 2 um eine erste Drehachse drehbar in dem Gehäuse 2 gelagert ist.
Das zweite Betätigungselement 2 ist vorzugsweise als Welle ausgebildet, wobei die Welle als Vollwelle oder als Hohlwelle ausgestaltet sein kann. Das zweite Betätigungselement 4 kann innerhalb des Gehäuses 2 zwischen einer ersten Ausrichtung und einer zweiten Ausrichtung um die erste Drehachse gedreht werden. Das erste Betätigungselement 3 ist axial beweglich entlang bzw. in Richtung der ersten Drehachse des zweiten Betätigungselements 4 relativ zum zweiten Betätigungselement 4 ausgeführt. Bei einer Drehung des zweiten Betätigungselements 4 um die erste Drehachse zwischen der ersten Ausrichtung und der zweiten Ausrichtung wird das erste Betätigungselement 3 axial entlang der ersten Drehachse bzw. in Richtung der ersten Drehachse relativ zum zweiten Betätigungselement 4 zwischen einer ersten Ausrichtung und einer zweiten Ausrichtung bewegt. Diese erste Ausrichtung stellt eine Verriegelungsposition bzw. -stellung des ersten Betätigungselements 3 mit dem zweiten Betätigungselement 4 dar und die zweite Ausrichtung stellt eine Freigabeposition bzw. -stellung des ersten Betätigungselements 3 von dem zweiten Betätigungselement 4 dar. Den 1 bis 7 sind die beiden verschiedenen Positionen des ersten Betätigungselements 3 relativ zum zweiten Betätigungselement 4 zu entnehmen.
Das erste Betätigungselement 3 ist vorzugsweise hülsenförmig, insbesondere napf- oder topfförmig, ausgebildet mit einer Kragenstruktur 10 und einem von der Kragenstruktur zumindest bereichsweise umgebenen zentralen zylindrischen Pin 11. Die Kragenstruktur 10 ist über einen Verbindungssteg 12 mit dem zentralen zylindrischen Pin 11 verbunden.
Nachfolgend wird einerseits die Funktionalität der Betätigungsvorrichtung 1 näher erläutert und andererseits werden weitere Merkmale der Betätigungsvorrichtung 1, die zur Funktionserfüllung notwendig sind, beschrieben. Zum besseren Verständnis sei in diesem Zusammenhang insbesondere auf die 3 bis 11 verwiesen. Die 3 und 4 zeigen hierbei die Betätigungsvorrichtung 1 ohne Darstellung des oberen Gehäuseteils 2.2, die 5 bis 7 zeigen die Betätigungsvorrichtung 1 ohne das Gehäuse 2, die 8 und 9 zeigen Teilansichten der Betätigungsvorrichtungen und die 10 und 11 zeigen eine Draufsicht auf eine Unterseite des Gehäuses 2.
Das zweite Betätigungselement 4 weist ein erstes Ende 5 und ein dem ersten Ende 5 in Richtung der ersten Drehachse gegenüberliegendes zweites Ende 6 auf. An dem ersten Ende 5 ist zumindest bereichsweise eine Verzahnung 7 ausgebildet bzw. das erste Ende 5 weist zumindest bereichsweise eine Verzahnung 7 auf, die dazu ausgebildet ist, mit einer komplementären Verzahnung 14 eines Antriebsmittels zusammenzuwirken. Das zweite Ende 6 des zweiten Betätigungselements 4 weist zumindest bereichsweise eine Verriegelungs- oder Freigabegeometrie 8 (erste Verriegelungs- oder Freigabegeometrie) auf. Das erste Ende 5 und das zweite Ende 6 des zweiten Betätigungselements 4 sind über ein Zwischenstück miteinander verbunden, über welches das zweite Betätigungselement 4 in dem Gehäuse 2 gelagert werden kann.
Das erste Betätigungselement 3 weist zumindest bereichsweise ebenfalls eine Verriegelungs- oder Freigabegeometrie 9 (zweite Verriegelungs- oder Freigabegeometrie) auf. Diese Verriegelungs- oder Freigabegeometrie 9 bildet das zu der Verriegelungs- oder Freigabegeometrie 8 des zweiten Betätigungselements 4 korrespondierende Gegenstück.
Das zweite Betätigungselement 4 ist über die Verzahnung 7 am ersten Ende 5 des zweiten Betätigungselements 4 über bzw. mittels eines Antriebsmittels zwischen der ersten Ausrichtung und der zweiten Ausrichtung verdrehbar. Ein Verdrehen des zweiten Betätigungselements 4 zwischen der ersten Ausrichtung und der zweiten Ausrichtung entspricht einer Drehung des zweiten Betätigungselements 4 um einen Winkel von etwa 180°. Damit eine Drehbewegung des zweiten Betätigungselements 4 in eine Axialbewegung des ersten Betätigungselements 3 entlang der ersten Drehachse überführt werden kann, sind die Verriegelungs- oder Freigabegeometrien 8, 9 der ersten und zweiten Betätigungselemente 3, 4 derart ausgebildet, dass sie während der Drehung des zweiten Betätigungselements 4 zwischen der ersten und zweiten Ausrichtung zusammenwirken und eine geführte axial Verschiebung des ersten Betätigungselements 3 erlauben.
In der ersten Ausrichtung des zweiten Betätigungselements 4 ist das erste Betätigungselement 3 mit dem zweiten Betätigungselement 4 verriegelt, derart, dass sich das erste Betätigungselement 3 nicht axial in Richtung der ersten Drehachse von dem zweiten Betätigungselement 4 wegbewegen kann. In der zweiten Ausrichtung des zweiten Betätigungselements 4 ist das erste Betätigungselement 3 von dem zweiten Betätigungselement 4 freigegeben, derart, dass sich das erste Betätigungselement 3 über die Bewegung einer mit dem ersten Betätigungselement 3 verbundenen Klappe von dem zweiten Betätigungselement 4 vollständig lösen und entfernen kann.
Damit ein derartiger Ver- und Entriegelungsvorgang durchführbar ist, sind die Verriegelungs- oder Freigabegeometrien 8, 9 des ersten und zweiten Betätigungselements 3, 4 speziell ausgebildet bzw. ausgeformt. Eines des ersten und zweiten Betätigungselements 3, 4 weist mindestens eine schraubenlinienförmige Nut auf. Vorzugsweise weist die entsprechende Verriegelungs- oder Freigabegeometrie 8, 9 genau zwei schraubenlinienförmige Nuten auf, die umfänglich an einer Fläche, insbesondere einer Innenmantelfläche oder einer Außenmantelfläche, des entsprechenden Betätigungselements 3, 4 ausgebildet sind. Das andere des ersten und zweiten Betätigungselements 3, 4 weist mindestens einen Vorsprung auf. Vorzugsweise weist das andere des ersten und zweiten Betätigungselements 3, 4 genau zwei Vorsprünge auf. Die Vorsprünge sind dazu ausgebildet, mit den schraubenlinienförmigen Nuten zusammenzuwirken. Insbesondere können die Vorsprünge entlang der schraubenlinienförmigen Nuten gleiten und sich somit in diesen Nuten bewegen.
Die schraubenlinienförmigen Nuten verlaufen in Richtung der ersten Drehachse an einer Fläche des entsprechenden Betätigungselements 3, 4 entlang und weisen jeweils ein erstes und ein zweites Ende auf. Im Falle von genau zwei schraubenlinienförmigen Nuten auf der Fläche des entsprechenden Betätigungselements 3, 4 sind diese Nuten um einen Winkel von etwa 180° zu einander versetzt auf dieser Fläche ausgebildet und erstrecken sich auch jeweils über einen Winkel von etwa 180° auf der Fläche. Entsprechend sind die genau zwei Vorsprünge auf der anderen Fläche des anderen Betätigungselements 4, 3 auch um einen Winkel von etwa 180° zueinander versetzt auf dieser Fläche ausgebildet.
In der Verriegelungsstellung befindet sich das zweite Betätigungselement 4 in seiner ersten Ausrichtung und das erste Betätigungselement 3 ist über die Nutgeometrie bzw. den Nutverlauf in der Verriegelungsstellung an bzw. mit dem zweiten Betätigungselement 4 gesichert. Bewegt sich bzw. wird das zweite Betätigungselement 4 dann in seine zweite Ausrichtung bewegt, so wird das erste Betätigungselement 3 über die Zwangsführung der Verriegelungs- oder Freigabegeometrien 8, 9 axial in Richtung der ersten Drehachse von dem zweiten Betätigungselement 4 wegbewegt und in die Freigabestellung verlagert. Das erste Betätigungselement 3 kann sich ab einem Drehwinkel von etwa 160° des zweiten Betätigungselements 4 ausgehend von der ersten Ausrichtung des zweiten Betätigungselements 4 (d.h., erste Ausrichtung des zweiten Betätigungselements + 160° Verdrehung) von dem zweiten Betätigungselement 4 lösen bzw. ist ab einem derartigen Verdrehwinkel von dem zweiten Betätigungselement 4 freigegeben, sodass sich das erste Betätigungselement 3 beispielsweise über eine Bewegung der Klappe ganz von dem zweiten Betätigungselement 4 lösen bzw. wegbewegen kann. Vorzugsweise steht das erste Betätigungselement 3 während einer Drehung des zweiten Betätigungselements 4 zwischen etwa 160° und etwa 180° von der ersten Ausrichtung des zweiten Betätigungselements 4 ausgehend nicht mehr mit dem zweiten Betätigungselement 4 in Kontakt. Anders herum gelangt das erste Betätigungselement 3 erst ab einer Drehung des zweiten Betätigungselements 4 um etwa 20° ausgehend von der zweiten Ausrichtung des zweiten Betätigungselements 4 (d.h., zweite Ausrichtung des zweiten Betätigungselements + 20°) in Kontakt mit dem zweiten Betätigungselement 4 beispielsweise über eine Bewegung der Klappe.
Durch eine relativ einfache Drehbewegung des zweiten Betätigungselements 4 kann das erste Betätigungselement 3 somit entweder mit bzw. an dem zweiten Betätigungselement 4 verriegelt werden oder aber von dem zweiten Betätigungselement 4 freigegeben werden. Hierdurch lässt sich eine Klappe eines Fahrzeugs derart an einer Fahrzeugstruktur bzw. Fahrzeugkarosserie fixieren, dass sie nicht ungewünscht freigegeben wird und eine Mulde des Fahrzeugs freilegt.
Wie bereits zuvor angemerkt, wird die Drehbewegung des zweiten Betätigungselements 4 über ein sogenanntes Antriebsmittel über die Verzahnung 7 eingeleitet. Das Antriebsmittel weist eine Scheibe 13 mit einer Kragenstruktur auf, wobei an einer Innenmantelfläche der Kragenstruktur eine zu der Verzahnung 7 korrespondierende Verzahnung 14 ausgebildet ist. Die Scheibe 13 ist in dem unteren Gehäuseteil 2.1 des Gehäuses 2 drehbar gelagert und über eine Feder 15, insbesondere eine Schenkelfeder, gegen das untere Gehäuseteil 2.2 vorgespannt. An der Scheibe 13 ist ferner ein Zugseil 16, insbesondere ein Bowdenzug, befestigt.
Die Scheibe 13 ist zwischen einer ersten und einer zweiten Ausrichtung um eine zweite Drehachse in dem Gehäuse 2, insbesondere in dem unteren Gehäuseteil 2.2, drehbar gelagert und kann zwischen der ersten und zweiten Ausrichtung gegen die Federkraft oder mit der Federkraft bewegt werden. Ein Antrieb bzw. ein Verdrehen der Scheibe 13 zwischen der ersten und zweiten Ausrichtung kann auf verschiedene Weisen realisiert werden. Einerseits kann an dem Seilzug 16 entfernt von der Betätigungsvorrichtung 1 eine in den FIGS. nicht dargestellte Antriebseinheit, insbesondere ein elektromotorischer Antrieb vorgesehen, sein über die der Seilzug 16 axial beweglich ist. So ist über eine axiale Bewegung des Seilzugs 16 von vorzugsweise etwa 10 mm ein Verdrehen der Scheibe 13 zwischen ihrer ersten und zweiten Ausrichtung möglich. Die erste Ausrichtung der Scheibe 13 entspricht dabei der ersten Ausrichtung des zweiten Betätigungselements 4 und eine zweite Ausrichtung der Scheibe 13 entspricht der zweiten Ausrichtung des zweiten Betätigungselements 4. Bei einer Bewegung der Scheibe 13 aus der ersten Ausrichtung in die zweite Ausrichtung wird die Scheibe 13 gegen die Kraft der Feder 15 verdreht bzw. bewegt und somit das zweite Betätigungselement 4 von der ersten Ausrichtung in die zweite Ausrichtung verdreht und das erste Betätigungselement 3 von einer Verriegelungsposition in eine Freigabeposition überführt. Bei einer gegenläufigen Bewegung der Scheibe 13 aus der zweiten Ausrichtung in die erste Ausrichtung wird die Scheibe 13 mit der Kraft der Feder 15 verdreht bzw. bewegt und somit das zweite Betätigungselement 4 aus der zweiten Ausrichtung zurück in die erste Ausrichtung bewegt und das erste Betätigungselement 3 aus der Freigabestellung zurück in die Verriegelungsstellung überführt.
Gemäß einer zweiten Ausführungsform ist nicht der Seilzug 15 mit einer separaten Antriebseinheit gekoppelt, sondern es ist eine Antriebseinheit, insbesondere ein elektromotorischer Antrieb, vorgesehen, der unmittelbar mit der Scheibe 13 gekoppelt ist, derart, dass über diese Antriebseinheit die Scheibe 13 zwischen ihrer ersten und ihrer zweiten Ausrichtung verdreht werden kann.
Die zuvor beschriebenen Antriebseinheiten sind mit einer Steuerung verbindbar bzw. damit verbunden, sodass sich der Antrieb der Scheibe 13 vollautomatisch steuern lässt. Beispielsweise ist es möglich, dass die Antriebseinheiten über die Steuerung angewiesen werden die Scheibe 13, entweder direkt oder über das Zugseil 16, nur einen Teil des maximalen Bewegungswegs der Scheibe 13 zu verfahren. Hierdurch lassen sich die eingangs beschriebenen verschiedenen Funktionen, wie ein herkömmliches Verriegeln und Freigeben oder ein Verfahren gegen einen Widerstand (bspw. eine Eisbarriere oder Dichtung), realisieren. Die Steuerung erlaubt es zudem die Antriebseinheiten insbesondere in Abhängigkeit einer Klappenbewegung anzusteuern, sodass die verschiedenen Bewegungen koordiniert nacheinander ablaufen können und die Betätigungsvorrichtung 1 bzw. die anderen Komponenten, die mit der Betätigungsvorrichtung 1 in Kontakt stehen, nicht durch unbeabsichtigte Bewegungsabläufe zerstört werden.
Wie zuvor beschrieben, ist es auch möglich die Verriegelungs- und Freigabestellung des ersten Betätigungselements 3 mit dem zweiten Betätigungselement 4 über eine manuelle Betätigung zu erzielen. Dies ist beispielsweise dann unter Umständen nötig, wenn die zuvor beschriebene Antriebseinheit ausfällt, die Betätigungsvorrichtung 1 aber dennoch verriegelt oder freigegeben werden muss. Damit das erste Betätigungselement 3 aus einer Freigabestellung bei einem Ausfall einer Antriebseinheit in die Verriegelungsstellung überführt werden kann, weist die Betätigungsvorrichtung 1 bzw. das Betätigungselement 3, 4, welches die schraubenlinienförmigen Nuten aufweist, eine Oberfläche bzw. einen Oberflächenbereich 17 (bzw. eine Außenmantel- oder Innenmantelfläche oder einen Außenmantel- oder Innenmantelflächenbereich) auf, insbesondere einen sich im Bereich des ersten oder zweiten Endes des Nutverlaufs befindenden Oberflächenbereich, auf, der schräg ausgebildet ist. Diese Oberfläche bzw. dieser Oberflächenbereich 17 ist derart angeschrägt, dass eine diesen schrägen Oberflächenbereich 17 definierende Ebene die erste Drehachse des zweiten Betätigungselements 4 schneidet. Es wird somit eine Rampe geschaffen, an der das andere Betätigungselements 4, 3, insbesondere die Vorsprünge, entlanggleiten kann, ohne dass das zweite Betätigungselement 4 hierfür verdreht werden muss.
Damit diese Notverriegelungsfunktion besonders einfach und ohne einen hohen Kraftaufwand erfolgen kann, ist das erste Betätigungselement zumindest bereichsweise elastisch verformbar ausgebildet, sodass die Vorsprünge bei einem manuellen Verrieglungsvorgang über die zuvor beschriebene schräge Oberfläche 17 bzw. den schrägen Oberflächenbereich quer zur ersten Drehachse abgleiten können und dabei nach innen oder nach außen ausweichen können.
Andererseits ist es möglich über ein manuelles Betätigen bzw. Bewegen des Zugseils 16 das erste Betätigungselement 3 aus einer Verriegelungsstellung in eine Freigabestellung zu überführen. Hierzu kann das Zugseil 16 beispielsweise einfach gezogen werden und somit die Scheibe 13 gegen die Kraft der Feder 15 von ihrer ersten Ausrichtung in ihre zweite Ausrichtung bewegt werden, sodass sich das zweite Betätigungselement 4 aus der ersten Ausrichtung in die zweite Ausrichtung verdreht und somit das erste Betätigungselement 3 von dem zweiten Betätigungselement 4 freigegeben wird. Alternativ ist es auch vorstellbar, dass die Vorsprünge manuell nach innen oder außen bewegt werden können und das erste Betätigungselement 3 dann über ein Ziehen, vorzugsweise über ein Ziehen der Klappe, aus der Verrieglungsstellung bzw. von dem zweiten Betätigungselement 4 gelöst und freigegeben wird. Ein Bewegen der Vorsprünge nach innen oder außen kann beispielsweise über eine zusätzliche Komponente, die die Vorsprünge betätigt, und indem entweder das entsprechende Betätigungselement 3, 4 zumindest bereichsweise elastisch verformbar ist oder aber die Vorsprünge beweglich an der Struktur der Betätigungselemente 3, 4 gelagert sind realisiert werden.
Es ist grundsätzlich möglich die Vorsprünge bzw. die schraubenlinienförmigen Nuten an jedem des ersten oder des zweiten Betätigungselements 3, 4 vorzugsehen, wobei immer an einem dieser Betätigungselemente 3, 4 die Vorsprünge und an dem anderen dieser Betätigungselemente 4, 2 die schraubenlinienförmigen Nuten ausgebildet sind. Im Falle einer Ausgestaltung des zweiten Betätigungselements 4 als Vollwelle ist die Verriegelungs- oder Freigabegeometrie 8 an einer Außenmantelfläche der Welle vorgesehen. Ist das zweite Betätigungselement 4 als Hohlwelle ausgestaltet, so kann die Verriegelungs- oder Freigabegeometrie 8 entweder an einer Außenmantelfläche oder aber auch an einer Innenmantelfläche der Hohlwelle vorgesehen sein. Genauso ist es möglich, dass die Verriegelungs- oder Freigabegeometrie 9 des ersten Betätigungselements 3 an einer Innenmantelfläche der Kragenstruktur 10 ausgebildet ist oder an einer Außenmantelfläche des zentralen zylindrischen Pins 11. Somit kann je nach Ausgestaltung der umgebenden Komponenten bzw. Bauteile, wie einer Fahrzeugmulde oder einer Fahrzeugklappe, eine geeignete Ausgestaltung der Betätigungselemente 3, 4 gewählt werden.
Die Komponenten der Betätigungsvorrichtung 1 können sowohl aus Kunststoff als auch aus einem Metall ausgebildet sein. Die Materialwahl kann entsprechend der Rahmenbedingungen, in welcher die Betätigungsvorrichtung 1 eingesetzt werden soll, ausgewählt werden, sodass einerseits eine hohe Stabilität und Funktionsfähigkeit gewährleistet ist, und andererseits eine lange Lebensdauer ermöglicht wird.
Die zuvor beschriebene Betätigungsvorrichtung 1 kann zusammen mit einem Bauteil mit einer zwischen einer geschlossenen Stellung und einer geöffneten Stellung beweglich gelagerten Klappe, insbesondere Mulde eines Fahrzeugs mit einer an dieser beweglich gelagerten Klappe, verwendet werden. In einem solchen Fall ist das erste Betätigungselement 3 der Betätigungsvorrichtung 1 an der Klappe befestigt und das zweite Betätigungselement 4 der Betätigungsvorrichtung 1 an dem Bauteil befestigt.
Zusammenfassend ergibt sich somit eine Betätigungsvorrichtung 1, mittels welcher eine Klappe an einem Bauteil verriegelt und freigegeben werden kann. Lediglich durch die Einleitung einer (Ausgangs)Bewegung in die Scheibe 13 bzw. das zweite Betätigungselement 4 können mehrere Funktionen, wie ein herkömmliches Verriegeln und Freigeben, ein Bewegen gegen einen Widerstand und auch ein Notfallbetrieb zuverlässig realisiert werden, ohne dass eine Vielzahl an komplexen Komponenten und Antriebsmitteln vorgesehen ist, die jede für sich im Hinblick auf ihre spezifische Funktionserfüllung hin ausgelegt sein muss.
Die Erfindung ist nicht auf die exemplarische Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung beschränkt, sondern ergibt sich aus einer Zusammenschau sämtlicher hierin offenbarter Merkmale.
Bezugszeichenliste

1: Betätigungsvorrichtung
2: Gehäuse
2.1: unteres Gehäuseteil
2.2: oberes Gehäuseteil
3: erstes Betätigungselement
4: zweites Betätigungselement
5: erstes Ende des zweiten Betätigungselements
6: zweites Ende des zweiten Betätigungselements
7: Verzahnung
8: Verriegelungs- oder Entriegelungsgeometrie des zweiten Betätigungselements
9: Verriegelungs- oder Freigabegeometrie des ersten Betätigungselements
10: Kragenstruktur
11: zentraler Pin
12: Verbindungssteg
13: Scheibe
14: Verzahnung der Scheibe
15: Feder
16: Seilzug
17: schräge Oberfläche bzw. Oberflächenbereich

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102012004071 A1 [0002, 0003, 0004]

Claims

Betätigungsvorrichtung (1) für eine an einem Bauteil zwischen einer geschlossenen Stellung und einer geöffneten Stellung beweglich gelagerte Klappe, insbesondere für eine an einer Mulde eines Fahrzeugs beweglich gelagerte Klappe, die Folgendes aufweist: - ein erstes Betätigungselement (3), wobei das erste Betätigungselement (3) an der Klappe drehfest befestigbar ist und wobei das erste Betätigungselement (3) mit der Klappe beweglich ist; und - ein zweites Betätigungselement (4), wobei das zweite Betätigungselement (4) an dem Bauteil befestigbar ist und wobei das zweite Betätigungselement (4) relativ zu dem Bauteil um eine erste Drehachse drehbar ist, wobei das zweite Betätigungselement (4) ein erstes Ende (5) und ein dem ersten Ende (5) in Richtung der Drehachse gegenüberliegendes zweites Ende (6) aufweist, wobei das erste Ende (5) ausgebildet ist, mit einem Antriebsmittel und insbesondere mit Hilfe einem eine Verzahnung (7, 14) aufweisenden Mechanismus zusammenzuwirken, wobei das zweite Ende (6) zumindest bereichsweise eine erste Verriegelungs- oder Freigabegeometrie (8) aufweist, wobei das erste Betätigungselement (3) zumindest bereichsweise eine zweite Verriegelungs- oder Freigabegeometrie (9) aufweist, wobei das zweite Betätigungselement (4) über das erste Ende (5), insbesondere die Verzahnung (7) am ersten Ende (5), zwischen einer ersten Ausrichtung und einer zweiten Ausrichtung reversibel drehbar ist, und wobei die erste und zweite Verriegelungs- oder Freigabegeometrie (8, 9) des ersten und zweiten Betätigungselements (3, 4) dazu ausgebildet sind, miteinander zusammenzuwirken, derart, dass in der ersten Ausrichtung des zweiten Betätigungselements (4) das erste Betätigungselement (3) mit dem zweiten Betätigungselement (4) verriegelt ist und in der zweiten Ausrichtung des zweiten Betätigungselements (4) das erste Betätigungselement (3) von dem zweiten Betätigungselement (4) freigegeben ist.
Betätigungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1, wobei die erste Verriegelungs- oder Freigabegeometrie (8) mindestens eine schraubenlinienförmige Nut, vorzugsweise zwei schraubenlinienförmige Nuten, oder mindestens einen Vorsprung, vorzugsweise zwei Vorsprünge, aufweist, wobei die zweite Verriegelungs- oder Freigabegeometrie (9) mindestens einen Vorsprung, vorzugsweise zwei Vorsprünge, oder mindestens eine schraubenlinienförmige Nut, vorzugsweise zwei schraubenlinienförmige Nuten, aufweist, und wobei der mindestens eine Vorsprung dazu ausgebildet ist, mit der mindestens einen schraubenlinienförmigen Nut zusammenzuwirken, insbesondere entlang der mindestens einen schraubenlinienförmigen Nut zu gleiten.
Betätigungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die erste Ausrichtung des zweiten Betätigungselements (4) punktsymmetrisch zu der der zweiten Ausrichtung des zweiten Betätigungselements (4) ausgeführt ist, und wobei insbesondere die erste Ausrichtung des zweiten Betätigungselements (4) um einen Winkel von etwa 180° von der zweiten Ausrichtung des zweiten Betätigungselements (4) verschieden ist.
Betätigungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das erste Betätigungselement (3) hülsenförmig, insbesondere napf- oder topfförmig, ausgebildet ist mit einer Kragenstruktur (10) und einem von der Kragenstruktur (10) zumindest bereichsweise umgebenen zentralen zylindrischen Pin (11), wobei die Kragenstruktur (10) und der zentrale zylindrische Pin (11) vorzugsweise über einen Verbindungssteg (12) miteinander verbunden sind, und wobei das zweite Betätigungselement (4) als Welle ausgebildet ist, die als Vollwelle oder als Hohlwelle ausgestaltet ist.
Betätigungsvorrichtung (1) nach Anspruch 4, wobei die erste Verriegelungs- oder Freigabegeometrie (8) an einer Außenmantelfläche oder an einer Innenmantelfläche der Welle ausgebildet ist, und wobei die zweite Verriegelungs- oder Freigabegeometrie (9) an einer Innenmantelfläche der Kragenstruktur (10) oder an einer Außenmantelfläche des zentralen zylindrischen Pins (11) ausgebildet ist.
Betätigungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei eine Oberfläche bzw. ein Oberflächenbereich (17), insbesondere eine Außenmantelfläche bzw. ein Außenmantelflächenbereich oder eine Innenmantelfläche bzw. ein Innenmantelflächenbereich, des ersten oder des zweiten Betätigungselements (3, 4), an der die erste oder zweite Verriegelungs- oder Freigabegeometrie (8, 9) ausgebildet ist, im Falle einer schraubenlinienförmigen Ausgestaltung zumindest bereichsweise, insbesondere in einem Bereich eines ersten oder zweiten Endes des Nutverlaufs, schräg ausgebildet ist, und wobei eine diesen schrägen Oberflächenbereich (17) definierende Ebene die erste Drehachse des zweiten Betätigungselements (4) schneidet.
Betätigungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das erste Betätigungselement (3) zumindest in einem Bereich in dem die erste Verriegelungs- oder Freigabegeometrie (9) ausgebildet ist elastisch verformbar ist.
Betätigungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Betätigungsvorrichtung (1) ferner das Antriebsmittel zum Bewegen des zweiten Betätigungselements (4) zwischen der ersten und der zweiten Ausrichtung aufweist.
Betätigungsvorrichtung (1) nach Anspruch 8, wobei das Antriebsmittel eine Scheibe (13) und ein an der Scheibe (13) befestigtes Zugseil (16), insbesondere einen Bowdenzug, aufweist, wobei die Scheibe (13) reversibel zwischen einer ersten Ausrichtung und einer zweiten Ausrichtung um eine zweite parallel zu der ersten Drehachse verlaufende Drehachse gegen oder mit einer Federkraft drehbar ist, wobei die Scheibe (13) eine Verzahnung (14) aufweist, die komplementär zu der Verzahnung (7) am ersten Ende (5) des zweiten Betätigungselements (4) ausgebildet ist und mit dieser kämmt, wobei die erste Ausrichtung der Scheibe (13) mit der ersten Ausrichtung des zweiten Betätigungselements (4) und die zweite Ausrichtung der Scheibe (13) mit der zweiten Ausrichtung des zweiten Betätigungselements (4) übereinstimmt, und wobei die Scheibe (13) zwischen ihrer ersten und zweiten Ausrichtung zumindest mittels des Zugseils (16), insbesondere des Bowdenzugs, verdrehbar ist.
Betätigungsvorrichtung (1) nach Anspruch 9, wobei eine axiale Bewegung des Zugseils (16), insbesondere des Bowdenzugs, um etwa 10 mm einer Drehung der Scheibe (13) zwischen ihrer ersten und ihrer zweiten Ausrichtung entspricht.
Betätigungsvorrichtung (1) nach Anspruch 9 oder 10, wobei das Antriebsmittel einen elektromotorischen Antrieb aufweist, der unmittelbar mit der Scheibe (13) gekoppelt ist und dazu ausgebildet ist, die Scheibe (13) zwischen ihrer ersten und ihrer zweiten Ausrichtung zu verdrehen, oder wobei das Antriebsmittel einen elektromotorischen Antrieb aufweist, der mit dem Zugseil (16), insbesondere dem Bowdenzug, gekoppelt ist und dazu ausgebildet ist, die Scheibe (13) zwischen ihrer ersten und zweiten Ausrichtung zu verdrehen, vorzugsweise über die axiale Bewegung des Zugseils (16), insbesondere des Bowdenzugs.
Betätigungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 8 bis 11, wobei das Antriebsmittel manuell betätigbar ist, insbesondere über eine manuelle axiale Bewegung des Zugseils (16), insbesondere Bowdenzugs.
Betätigungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die Betätigungsvorrichtung (1) ein Gehäuse (2, 2.1, 2.2) aufweist, das dazu ausgebildet ist, an dem Bauteil befestigt zu werden, wobei zumindest das erste Ende (5) des zweiten Betätigungselements (4) in dem Gehäuse (2, 2.1, 2.2) aufgenommen ist, wobei das zweite Ende (6) des zweiten Betätigungselements (4) aus dem Gehäuse (2, 2.1, 2.2) hervorsteht, und wobei das zweite Betätigungselement (4) im Gehäuse (2, 2.1, 2.2) drehbar um die erste Drehachse gelagert ist.
Betätigungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die Komponenten der Betätigungsvorrichtung (1) aus einem Kunststoff oder einem Metall ausgebildet sind.
Bauteil mit einer zwischen einer geschlossenen Stellung und einer geöffneten Stellung beweglich gelagerten Klappe, insbesondere Mulde eines Fahrzeugs mit einer an dieser beweglich gelagerten Klappe, und mit einer Betätigungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei das erste Betätigungselement (3) der Betätigungsvorrichtung (1) an der Klappe befestigt ist und das zweite Betätigungselement (4) der Betätigungsvorrichtung (1) an dem Bauteil befestigt ist.